home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 1 / QRZ Ham Radio Callsign Database - December 1993.iso / arrl / swlindor.ant < prev    next >
Text File  |  1993-11-21  |  11KB  |  283 lines
  1. Indoor SWL antenna article - "Carpet Loop Antenna"
  2.  
  3. Newsgroups: rec.radio.shortwave,rec.radio.amateur.misc
  4. From: moisan@silver.lcs.mit.edu (David Moisan)
  5. Subject: Carpet Loop Antenna
  6.  
  7. THE CARPET LOOP II -- A High Performance Indoor Antenna
  8. -------------------------------------------------------
  9. Designed by David Moisan, N1KGH
  10.  
  11. Introduction:
  12. -------------
  13.  
  14.     There are many shortwave listeners who can't, because of location, 
  15. infirmity or a unyielding landlord, put up an outside antenna.  Such 
  16. people are given two choices--random wire or active antenna.  Yet, 
  17. for the serious listener, neither choice is completely adequate.
  18.  
  19.     Active antennas are expensive, apt to generate as much noise as 
  20. signal, and are prone to overload.  Random wires are cheap (cheapest, 
  21. in fact) and easy to put up, but are unpredictable performers.  Both 
  22. subject the receiver to intermod, spurious signals and other trash. 
  23.  
  24.     The Carpet Loop II is an ideal step upward for the listener who 
  25. wants something better than a random wire but doesn't want the 
  26. expensive dice roll of an active antenna. 
  27.  
  28.     The Carpet Loop is made up of two components:  A tuner, and the 
  29. antenna cable itself;  the cable can be either 5-conductor rotator 
  30. cable or 4-conductor flat phone cable, both readily available from 
  31. Radio Shack and elsewhere.  The tuner couples the antenna to the 
  32. radio, forming a (giant!) L-network.  To tune the antenna, you turn a 
  33. switch for best reception. 
  34.  
  35.     While NO antenna can give a cheap receiver the sensitivity, 
  36. selectivity, or dynamic range it never had, the Carpet Loop will help 
  37. you get the last ounce of performance out of your radio. 
  38.  
  39.     Two years ago, I was using a random wire.  I had severe problems 
  40. with a local AM station (2 miles away) on 1230 Khz. I was hearing 
  41. intermod from it all over the 9 to 12 Mhz range.                       
  42.  
  43.     With the Carpet Loop (which was then just the cable), the 
  44. interference was almost completely gone.  Also, the signals I was 
  45. receiving seemed to be just a little bit stronger.  A year later, 
  46. I built the tuner, with much better results.  I'm convinced I have
  47. the best possible antenna for my location. 
  48.  
  49.    If you're stuck in an apartment, if you have a portable like the 
  50. Sony 2010, the Sangean 803A or the Radio Shack DX400 or 440, if you 
  51. have a tabletop receiver, the Carpet Loop may be for you.  It's 
  52. cheap--around $25 in parts from Radio Shack, *much* less if you shop 
  53. around, and an excellent first project for the technically minded.
  54.  
  55.  CARPET LOOP II
  56.                                          From Radio
  57.  SCHEMATIC AND PARTS LIST        
  58.                                        Gnd.       Ant.
  59.  S1  1 pole 6 position                  !          !
  60.      rotary switch                      !    D1    !
  61.      (RS# 275-1386)                     !---->I----!
  62.                              +----------*----I<----!
  63.  C1  365 pf variable         !          !    D2    !
  64.      capacitor (see          !          !          !
  65.      text)                   !      o   o          ! #A
  66.  S2  SPST switch             !       \             !   
  67.                             ---   S2   \          ---  C1
  68.  D1, D2  1N914 silicon      |||         o         ---
  69.      switching diodes     (Earth        !          !
  70.      (RS# 276-112)         Gnd.)        !          ! #B
  71.                                         !          !
  72.  J1, J2  6-position terminal            !          !
  73.          strip (RS#274-357)          +G-o <---o----+
  74.                                      !   
  75.  Antenna cable:                      !  o   S1      o 
  76.                                      !  !E          !A
  77.  5-conductor rotator          J1     !  !  o     o  !     J2
  78.  cable (RS#15-1201)                  !  !  !D o  !B !
  79.  (see text)                 1 |o|----*  !  !  !C !  !     
  80.                             2 |o|-------*--!--!--!--!-----|o| 6
  81.  Miscellaneous:             3 |o|----------*--!--!--!-----|o| 7
  82.                             4 |o|-------------*--!--!-----|o| 8
  83.  Aluminum enclosure,        5 |o|----------------*--!-----|o| 9
  84.  spade lugs, connector        |o| (not used)        *-----|o| 10
  85.  and cable to radio                             (not used)|o|
  86.  (see text), knobs                   <- To Antenna ->   
  87.  
  88.  Note on Schematic symbols:      
  89.                                 
  90.    !
  91.   -*-  means:  Intersecting wires are connected
  92.    !
  93.  
  94.    !
  95.   -!-  means:  Intersecting wires NOT connected
  96.    !
  97.  
  98. HOW IT WORKS
  99. ------------
  100.    
  101.      S1, C1, and the antenna cable connected to J1 and J2 form an L-
  102. network;  when S1 is switched between positions A through F, and C1's 
  103. capacitance is varied, the impedance of the antenna system changes.  
  104. When S1 and C1 are adjusted for best signal, the impedance between 
  105. antenna and receiver is matched.  D1 and D2 provide protection against
  106. static discharges.  The G position of S1 grounds the antenna when not
  107. in use.  S2 disconnects the ground from the antenna, making the antenna
  108. into a random wire.
  109.  
  110. TUNER CONSTRUCTION 
  111. ------------------
  112.  
  113. PARTS AVAILABILITY:
  114.  
  115.     With the exception of C1, all parts for the tuner are readily 
  116. available from Radio Shack.  C1, the 365 pf variable capacitor, can be 
  117. gotten out of an old radio.                               
  118.  
  119. SUBSITUTIONS:
  120.  
  121.     There are no critical parts in the tuner;  as long as S1 has at 
  122. least six positions, it will do.  D1 and D2 can be any silicon 
  123. diode.  Use any enclosure that's big enough to comfortably 
  124. install components in.
  125.  
  126.     The choice for J3, the jack to the receiver, depends on what 
  127. connector your radio uses for an external antenna.  I used an SO-239 
  128. (RS #278-201);  you could also use a TV antenna terminal strip 
  129. (RS#274-663).
  130.  
  131. STEP-BY-STEP INSTRUCTIONS:
  132.  
  133. 1)  Mount the components on the enclosure you'll be using--all wiring 
  134. is point to point.  I suggest mounting J1 and J2 on opposite sides, S1 
  135. and C1 on top, and J3 on the other end of the enclosure.
  136.  
  137. 2)  Wire S1 to J1 and J2.  If you use the Radio Shack DP6T rotary 
  138. switch, you'll be using just one of the poles.  The diagram of the 
  139. switch is below:
  140.  
  141.                                      D  C
  142.   S1  DP6T rotary                 E  o  o  B 
  143.       switch                   G  o        o  A
  144.                            |   o              o   | 
  145.  Viewing from            P |o                    o|        
  146.  bottom of switch          |   o              o   |
  147.                                  o        o     
  148.                                     o  o        
  149.                                          
  150. Wire as follows:
  151.  
  152. (Note:  If you're using the Radio Shack terminal strip, you will need 
  153. to drill a hole in the cabinet to pass the wires through from inside.  
  154. Use a rubber grommet to keep the wires from fraying)
  155.  
  156.  S1 Term. --to--> J1 term.     J1 term. --to--> J2 term.
  157.    A                #1            #2              #6
  158.    B                #2            #3              #7
  159.    C                #3            #4              #8
  160.    D                #4            #5              #9
  161.    E                #5
  162.  
  163. Connect a wire from J2 terminal #10 to the G terminal on S1, and 
  164. this step is done.
  165.  
  166. 3) Install and wire C1.  Connect one terminal of C1 to the P 
  167. terminal on S1.  Connect the other end to J3.  If using the SO239 or 
  168. phono jack, connect to the center conductor.  If using screw 
  169. terminals, connect to terminal #1 on J3.  Skip ahead to step 5.
  170.  
  171. 4) Connect the P terminal of S1 to J3.  If you're using the SO239 or 
  172. phono jack, connect to the center conductor.  If you're using screw 
  173. terminals, connect to terminal #1 on J3.
  174.  
  175. 5) Connect the G terminal on S1 to J3.  Connect it to the ground 
  176. shield if it's an SO239 or phono jack, or to terminal #2 if it's 
  177. screw terminals.
  178.  
  179. 6) Connect D1 and D2 across J3's terminals;  remember that D2 is 
  180. connected opposite of D1.
  181.  
  182. That completes construction of the tuner.
  183.  
  184. ANTENNA CONSTRUCTION
  185. --------------------
  186.  
  187. CHOOSING CABLE:
  188.  
  189.     The kind of cable you use depends on where you're putting it and
  190. and how much you want to pay for the cable.  
  191.                                                                    
  192.     If you plan on running it under carpet, then use the 5-conductor 
  193. rotator cable mentioned in the parts list.  This cable can easily 
  194. withstand being stepped on;  more importantly, there are no exposed 
  195. wires to trip over.  It's also easier to wire than phone cable.
  196.  
  197.     If you're not running it underfoot, or if you're cheap, you can
  198. use 4-conductor flat phone cable, available nearly everywhere.  It's
  199. a good choice for running around baseboards, around windows or in attics.
  200.  
  201.     When running the cable around, start at your receiver and go around 
  202. the room--or the house--and back to the radio.  If you're using 
  203. the rotator cable, you can make corners by folding the cable at a 45 
  204. degree angle, like folding paper.
  205.  
  206. WIRING THE CABLE TO THE TUNER:
  207.  
  208.     You should have two ends of the cable next to the tuner.  Strip 
  209. the ends and put spade lugs on all the wires.  With the rotator cable, 
  210. mark the *silver* conductor.
  211.  
  212.     Next, connect the wire to the tuner using the following diagrams:
  213.  
  214.       FOR 5-CONDUCTOR ROTATOR CABLE    FOR 4-CONDUCTOR PHONE CABLE
  215.  
  216.             J1          J2                J1          J2
  217.                               1                             1
  218.          1 2 3 4 5    6 7 8 9 0         1 2 3 4_5   6 7 8 9_0 
  219.          ^ ^ ^ ^ ^    ^ ^ ^ ^ ^         ^ ^ ^ ^     ^ ^ ^ ^ 
  220.  Wire    S C C C C    S C C C C         B Y R G     B Y R G
  221.  colors     
  222.                                      (4&5 jumpered) (9&10 jumpered)
  223.  
  224.  ((S)ilver, (C)opper, (B)lack, (Y)ellow, (R)ed, (G)reen)
  225.   
  226. GROUNDING:
  227.  
  228.     Run a wire--preferably a large one--from the ground terminal on 
  229. the tuner (or a mounting screw on the SO239 connector if you're using 
  230. one) to a suitable ground such as a cold water pipe;  I grounded my 
  231. tuner with a short length of RG58 coax connected to a baseboard heater 
  232. via an alligator clip.
  233.  
  234.    Connect the tuner to your receiver;  you are now ready to use it.  
  235.  
  236.  
  237. USING THE CARPET LOOP
  238. ---------------------
  239.  
  240.     It's easier to use than to talk about:  Tune your receiver to the 
  241. desired frequency.  Adjust S1 and C1 (or the antenna trimmer on the 
  242. radio) for strongest signal.  For most situations, S2 (Loop/Longwire)
  243. can be left closed in the Loop position;  you may find that setting 
  244. S2 to Longwire may work better for mediumwave listening.
  245.  
  246. CONCLUSION
  247. ----------
  248.  
  249.     The Carpet Loop II is an inexpensive, easily built, high 
  250. performance antenna that can work in almost all apartments.
  251.  
  252. CONTACTING THE AUTHOR
  253. ---------------------
  254.  
  255. I can be reached at the following addresses:
  256.  
  257. Mail: David Moisan
  258.       86 Essex St. Apt. #204
  259.       Salem, MA 01970-5225
  260.  
  261. Fidonet:  David Moisan, 1:101/165
  262. Internet:  dmoisan@pro-angmar.alfalfa.com
  263.            or moisan@silver.lcs.mit.edu
  264.  
  265. Your comments and suggestions are welcome.
  266.  
  267. -- 
  268. | David Moisan, N1KGH    /^\_/^\   dmoisan@pro-angmar.alfalfa.com |
  269. | 86 Essex St. Apt #204 ( o ^ o )  moisan@silver.lcs.mit.edu      |
  270. | Salem. MA 01970-5225     | |                                    |
  271. \-----------------------------------------------------------------/
  272.  
  273. The members and HQ staff would like to thank the following people for
  274. their contributions to this information file:
  275.  
  276. n1kgh@amsat.org
  277.  
  278. Send any additional information or changes to the author. 
  279.  
  280. 73 from ARRL HQ.
  281.  
  282.  
  283.