<HTML><HEAD></HEAD>
<BODY dir=ltr>
<DIV dir=ltr>
<DIV style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000">
<H3 class=fw-title 
style="MARGIN-BOTTOM: 1px; TEXT-DECORATION: ; FONT-FAMILY: ; WHITE-SPACE: normal; WORD-SPACING: 0px; TEXT-TRANSFORM: none; COLOR: ; PADDING-BOTTOM: 1px; PADDING-LEFT: 8px; LETTER-SPACING: normal; LINE-HEIGHT: normal; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); TEXT-INDENT: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px" 
align=left><FONT face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 15pt" color=#39617b><FONT 
style="FONT-WEIGHT: normal">70cm mixed mode helix</FONT></FONT></FONT></H3>
<DIV class=fw-text 
style="MARGIN-BOTTOM: 10px; FONT-FAMILY: ; WHITE-SPACE: normal; WORD-SPACING: 0px; TEXT-TRANSFORM: none; COLOR: ; PADDING-BOTTOM: 5px; PADDING-TOP: 0px; PADDING-LEFT: 10px; MARGIN-TOP: 0px; LETTER-SPACING: normal; LINE-HEIGHT: 17px; PADDING-RIGHT: 10px; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); TEXT-INDENT: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px" 
align=justify>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2" face=Arial><FONT style="COLOR: black">This is an experimental 
omni-directional antenna for 70cm which has both horizontal and vertical gain, 
which is now in use with the Southampton University Wireless Society </FONT><A 
style="TEXT-DECORATION: ; COLOR: ; PADDING-BOTTOM: 1px; PADDING-TOP: 1px; PADDING-LEFT: 3px; PADDING-RIGHT: 3px" 
href="http://websdr.suws.org.uk/" target=_blank><FONT style="COLOR: #c13c50" 
size=+0>WEB SDR</FONT></A><FONT style="COLOR: #414141" 
size=+0>&nbsp;</FONT></FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="COLOR: black" size=2 face=Arial>Please note that the radiation pattern is 
optimised to peak toward the horizon, with a gradual reduction in gain towards 
the overhead sky. This should give good results for Satellite operation and High 
Altitude Balloon tracking, whilst still providing maximum gain towards the 
horizon for terrestrial operation using both horizontal and vertical 
polarisation. This makes it ideal for use on bands such as 2m &amp; 70cm, where 
both polarisations are commonly used.</FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="COLOR: black"><FONT style="size: +0"><FONT face=Arial><FONT 
style="size: 2">As a starting point I had been experimenting with single 
turn<SPAN class=Apple-converted-space>&nbsp;</SPAN></FONT><SPAN 
style="FONT-FAMILY: "><SPAN><FONT style="FONT-SIZE: 10pt">'</FONT></SPAN><FONT 
style="FONT-SIZE: 10pt">twisted halo' design, and decided to try stacking them 
to see if I could achieve more gain. Modelling suggested that a stretched 3 turn 
helix with a helix circumference of approx 1/2 wave length and an overall length 
of 1/2 wave at 70cm, and fed with a gamma match at the centre would offer 
reasonable gain, an omni-directional pattern and mixed polarisation. Adding more 
turns changed the propagation mode towards that of an axial mode helix. Less 
turns reduced the gain in both planes of polarisation, and caused an imbalance 
between the horizontal and vertical 
gains.</FONT></SPAN></FONT></FONT></FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT style="COLOR: black"><FONT 
style="size: +0"><SPAN style="LINE-HEIGHT: 14px">Since originally designing this 
antenna, I subsequently found a paper entitled 'The Helical Antenna'<SPAN 
class=Apple-converted-space>&nbsp;</SPAN></SPAN><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 14px">written by<SPAN 
class=Apple-converted-space>&nbsp;</SPAN></SPAN><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 14px">&nbsp;</SPAN><SPAN style="LINE-HEIGHT: 14px">J. Kraus, 
W8JK (SK) which was published in the Proceedings of the IRE </SPAN><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 14px">Volume: 37 Issue 3 - </SPAN><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 14px">1949 Page(s): 263 – 
272.</SPAN></FONT></FONT></FONT></FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 13px"><FONT style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT 
style="COLOR: black"><FONT style="size: +0">In this article a distinction is 
made between<SPAN class=Apple-converted-space>&nbsp;</SPAN></FONT>the Normal 
(Omni) mode of radiation when the helix circumference is smaller than about 1 
wavelength, and the Axial (Beam) mode of radiation when the helix circumference 
is about 1 wavelength.</FONT></FONT></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 13px"><FONT style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT 
style="COLOR: black">In the normal mode, depending on the helix geometry, the 
radiation may, in theory, be elliptically, plane, or circularly 
polarised.</FONT></FONT></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT style="COLOR: black"><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 14px">For circular polarisation to occur the ratio of<SPAN 
class=Apple-converted-space>&nbsp;</SPAN></SPAN><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 14px">π</SPAN><SPAN style="LINE-HEIGHT: 14px"><SPAN 
class=Apple-converted-space>&nbsp;</SPAN>x Diameter of Helix has to be equal to 
the Square root of&nbsp;&nbsp; 2 x the Spacing between turns x wavelength. So 
any helix which has a suitable Diameter to turn Spacing ratio will produce a 
circularly polarised radiation pattern at right angles to the length of the 
helix. However this formula starts to break down when length of the helix starts 
to exceed that of a single ½ wave dipole.</SPAN></FONT></FONT></FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><SPAN 
style="FONT-FAMILY: ; LINE-HEIGHT: 14px"><FONT style="COLOR: black" size=2 
face=arial>Any deviation from this ratio would result in elliptical or linear 
(only horizontal or vertical) polarisation.</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT style="COLOR: black"><SPAN 
style="LINE-HEIGHT: 14px">In the case of my antenna is about the same length as 
a dipole and the Diameter to Spacing ratios as defined in the formula is fairly 
close 0.377 ≠ 0.387 – </SPAN><SPAN 
style="FONT-FAMILY: ; LINE-HEIGHT: 18px"><FONT style="FONT-SIZE: 12pt">So only 
65 years after Kraus published, I manged to hit upon the same ratio 
!</FONT></SPAN></FONT></FONT></FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><IMG border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/70cm%20helix%20wires.png" width=382 
height=251></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="COLOR: black" size=2 face=arial>Next a plot showing the modelled gain in 
both planes, when mounted 10m above ground and fed with coax.</FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><IMG 
border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/3%20turn%2070cm%20helix%20radiation%20pattern.png" 
width=715 height=402></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="COLOR: black" size=2 face=arial>First attempt at a practical design - 
approx 300mm long 100mm between turns</FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><IMG 
border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/prototype%203%20turn%20helix.png"></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2" face=Arial></FONT><FONT face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" 
color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="COLOR: black"><SPAN 
style="FONT-FAMILY: ; COLOR: "><FONT style="FONT-SIZE: 10pt">Fixed the antenna 
to a short length of plastic tube in the workshop, and checked with a hand held 
fluorescent tube to see if the voltage distribution looked even between turns. 
Got the lamp to strike and then wound the power down to about 5 watts so that I 
could see the areas of the tube that remained lit up more clearly. Observed four 
distinctive bright spots of similar luminance (although it's not that clear in 
the photo) at each of the high voltage points.</FONT></SPAN></FONT></FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><IMG 
style="HEIGHT: 663px; WIDTH: 132px" border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/3%20turn%20helix%20light.png" width=208 
height=1031></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><SPAN 
style="FONT-FAMILY: ; COLOR: "></SPAN><FONT face=Tahoma><FONT 
style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="COLOR: black" face=arial><SPAN style="FONT-FAMILY: ; COLOR: "><FONT 
style="FONT-SIZE: 10pt">Decided to check the difference in field strength 
between Horizontal and Vertical polarisation, by connecting the antenna to the 
VNA output and a small dipole to the VNA input. Held the dipole about 2 
wavelengths away and rotated it between horizontal and vertical polarisation. 
Although this isn't the ideal environment for antenna measurements, the received 
signal levels on each polarisation are remarkably similar. Looks like about 8MHz 
bandwidth between 3dB points, not too bad for elements made from 2mm diameter 
wire. Larger diameter tubing would give a much wider operational 
bandwidth.</FONT></SPAN></FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><IMG 
style="HEIGHT: 462px; WIDTH: 719px" border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/H%20and%20V%20gain.png" width=889 
height=602></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" 
color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P><FONT style="COLOR: black" face=arial>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2" face=Arial>Final version built from 22mm plastic water pipe and 
5mm copper car brake pipe.</FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2"><IMG border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/70cm%20pipe%20Helix.png" width=645 
height=498></FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2"></FONT><FONT style="FONT-SIZE: 9pt"></FONT>&nbsp;</P>
<P class=MsoNormal 
style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN: 0cm 0cm 10pt; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT style="COLOR: black">The turns 
of copper pipe are held in place by a single turn of thin copper wire wrapped 
around the pipe and soldered close to the plastic pipe. The antenna is quite 
high Q so requires some fine tuning once built. I made the last turns slightly 
longer than required and then cut them to resonance. Painting the antenna will 
lower the resonant frequency slightly. Very fine tuning can be achieved by 
bending the gamma match wire.</FONT></FONT></FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN: 0cm 0cm 10pt; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT style="COLOR: black">Two or 
three suitable ferrite beads also need to be placed on the coax inside the boom 
arm near the feed point, in order to choke off common mode currents and create a 
balanced feed.</FONT></FONT></FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN: 0cm 0cm 10pt; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT style="COLOR: black">The support 
boom was made with an inner of 22mm water pipe and an outer of 25mm plastic 
electrical conduit. A plastic conduit straight coupler can be persuaded to fit 
over the 22mm Tee by warming it with a heat gun.</FONT></FONT></FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN: 0cm 0cm 10pt; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="COLOR: black" size=2 face=arial>The whole assembly is not waterproof, so 
the coax connection to the feed point needs to be protected with something like 
epoxy resin, hot melt glue or silicone sealant. A small hole also needs to be 
drilled in the bottom of each length of plastic tube, to allow any water that 
does collect inside is able to drain away.</FONT></P>
<P class=MsoNormal 
style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN: 0cm 0cm 10pt; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="face: arial"><FONT style="size: 2"><FONT 
style="COLOR: black"></FONT></FONT></FONT><FONT 
style="FONT-SIZE: 9pt"></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2"><IMG border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/70cm%20Helix%20dimensions.png" width=693 
height=1252><BR></FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><SPAN 
style="FONT-FAMILY: "><FONT style="size: 2"></FONT></SPAN><FONT 
style="FONT-SIZE: 9pt"></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><SPAN 
style="FONT-FAMILY: "><FONT style="FONT-SIZE: 10pt">Graph showing the measured 
input impedance and SWR.</FONT></SPAN></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2"><IMG border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/70cm%20helix%20plots.png" width=676 
height=588></FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><SPAN 
style="FONT-FAMILY: ; COLOR: "><FONT style="size: 2"></FONT></SPAN><FONT 
style="FONT-SIZE: 9pt"></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2">So far so good,everything seems to work as predicted. This 
antenna is now in use on the<SPAN 
class=Apple-converted-space>&nbsp;</SPAN></FONT><A 
style="TEXT-DECORATION: ; COLOR: ; PADDING-BOTTOM: 1px; PADDING-TOP: 1px; PADDING-LEFT: 3px; PADDING-RIGHT: 3px" 
href="http://websdr.suws.org.uk/" target=_blank><FONT style="COLOR: #c13c50" 
size=2>Southampton University Wireless Society uWave WEB SDR</FONT></A><FONT 
style="size: 2">.</FONT></P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2"></FONT><FONT style="FONT-SIZE: 9pt"></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="size: 2"><IMG border=0 
src="http://webzoom.freewebs.com/g8jnj/70cm%20Helix.png"></FONT></P></FONT>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
style="COLOR: black" face=arial></FONT><FONT face=Tahoma><FONT 
style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P>
<P style="MARGIN-BOTTOM: 13px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px"><FONT 
face=Tahoma><FONT style="FONT-SIZE: 9pt" 
color=#414141></FONT></FONT>&nbsp;</P></DIV>
<DIV style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 'Calibri'; COLOR: #000000">73's de 
Carlos CT1GFQ<BR>SKCC#466C www.skccgroup.com<BR>REP#1406 
www.rep.pt</DIV></DIV></DIV></BODY></HTML>