Een prachtige foto van de King David op zee. Bron: Rob Olthof

King David op het strand. Bron: Jingleweb.

De eerste versie van de ringantenne.

De Ringantenne in opgehaalde toestand

King David bij ruwe zee

Detail van de antenne constructie. Zwarte cirkels omlijnen de isolatoren

Schema van de  DDRR Antenne

Het ideale stralingsdiagram van de DDRR Antenne

 

1. ALGEMEEN

In juni 1970 verscheen een nieuwe zeezender voor de Nederlandse kust: “Capital Radio”, uitzendend vanaf het schip de “King David”. De “King David” was een voormalige kustvaarder die in 1938 door de Noord Nederlandse Scheepswerven als de “Unitas” werd gebouwd. Later omgedoopt tot “Zeevaart”, en in 1970 naar een in Liechtenstein gevestigde firma doorverkocht. Het schip had toen al een roerig verleden achter zich (iets voor een ander verhaal)

Capital Radio had een andere opzet dan de tot dan verschenen zeezenders: het station had een afwijkend muziekformaat, een idealistische achtergrond en een voor een zeezender unieke ringantenne  – omtrek circa 67 meter – volgens het DDRR principe. Uitgezonden werd op de 270 meter middengolf, 1115 kHz. De reguliere proefuitzendingen startten in juli en de officiële uitzendingen gingen op 1 september 1970 van start. Helaas duurde het allemaal maar kort: op 10 november strandde het schip wat het definitieve einde van de uitzendingen betekende.

Capital Radio was opgezet door The International Broadcasting Society  I.B.S. (“een wereldwijde  beroepsorganisatie van radio- en televisie medewerkers”) en volgens de statuten een internationale vereniging van radio- en televisieorganisaties en -medewerkers voor de uitwisseling, verzameling en coördinatie van omroepgegevens. Naar verluidt waren in 1970 de enige Nederlandse leden de Gebroeders Verweij van Radio Veronica. De belangrijkste leidinggevende personen waren de Canadees Timothy Thomasson en zijn echtgenote Berthe Beydels. Beiden hadden elkaar in de jaren zestig leren kennen toen ze een werkcontract hadden bij Radio Nederland Wereldomroep.

De programma’s werden in een studio in Bussum opgenomen en aan boord afgedraaid. Het format kan als “easy listening” gekenmerkt worden. Ook uitzendmogelijkheden tegen betaling lagen open voor alle mogelijke derden zoals politieke partijen en religieuze organisaties (zoals b.v. dominee Toornvliet van de “Radiogemeente”). Dit naast eigen reclameboodschappen. Ook dit maakte het concept van Capital Radio afwijkend van de normaal gangbare zeezender. “King David” moest de reus “Goliath” van het “staatsomroepbestel” te lijf gaan.

Uitzonderlijk voor het zeezenderbedrijf was ook dat bij Capital Radio niet alleen mannen maar ook een aantal vrouwen was betrokken. Ook was de King David onder de Liechtensteinse vlag geregistreerd. 

Het schip heeft nooit deel uitgemaakt van de “Liechtensteinse Marine”, wat een compleet verzinsel is, er heeft nooit een Liechtensteinse Marine bestaan. Een aantal krantenartikelen tonen dames (en heren) in wat een uniform lijkt, staande op de brug van het schip. Van een marine uniform is geen sprake maar het past wel bij het wat professionelere en minder pirateske imago dat Capital Radio nastreefde. Een mooi plaatje, maar laat er geen misverstand over bestaan dat aan boord hard gewerkt werd om het station op te bouwen en in de lucht te houden.

De antenne was voor een zeezender een noviteit: in plaats van een in de zeezenderpraktijk beproefd antennesysteem werd een z.g.n. DDRR antenne (Direct Driven Ring Radiator) toegepast. Deze bestaat uit een ringvormige straler op geringe hoogte boven de grond. Deze antenne is uitgevonden door Dr Boyer van “Northrop” ten behoeve van militaire toepassingen in de jaren vijftig en zestig. De beste prestaties van dit type antenne worden geleverd indien deze wordt opgesteld boven een goed geleidend oppervlak, zoals zeewater, waarbij dan sprake is van een (zeer) lage opstralingshoek en een sterke grondgolf (en een bereik van pakweg 80 km bijna zonder “ruimtegolf”)

Er was een 10 kWatt zender aan boord, afkomstig van het voormalige Radio 270. De eerste proefuitzendingen vonden (uiteraard) plaats met laag vermogen, wat een goed resultaat gaf en daarmee bewezen dat het antennesysteem deed wat er theoretisch van verwacht kon worden. Ook op de modulatiekwaliteit was niets aan te merken. Aan die zender moest nog wel het nodige verbeterd en gerepareerd worden. Insiders verzekerden mij dat na de eerste proefperiode met 10 kWatt werd uitgezonden en niet met “hoogstens 1 kWatt” zoals nog steeds regelmatig te lezen is.

Nadat op 1 september de “officiële”  opening had plaatsgevonden en de reguliere programma’s van start waren gegaan gebeurde er op 9 september aan boord een ernstig ongeval. Dit noodzaakte het schip naar IJmuiden en de werf in Zaandam terug te keren. Daardoor moesten de uitzendingen gestaakt worden.  Met de zender en de antenne was niets aan de hand, hoewel verhalen over “exploderende isolatoren” en andere (radio)technische oorzaken in de pers verschenen. Pas op 12 oktober was  het schip weer op zee en de zender weer in de lucht.

Op 10 november 1970 was het helaas definitief afgelopen.

In de vroege uren van die nacht sloeg het schip van zijn ankers en strandde op de kust voor Noordwijk. De motor kon niet tijdig worden gestart – de meningen verschilden over het waarom niet – maar het schip zat vast op het strand. De bemanning werd net voor de stranding door een reddingsboot van boord gehaald. Het kostte berger Wijsmuller drie dagen om het schip weer vlot te trekken en naar IJmuiden te slepen.  Zoals op foto’s te zien is overleefde de antenne de stranding onbeschadigd.

Na het bergen van het schip in november 1970 werd het door Wijsmuller aan de ketting gelegd omdat de IBS de bergingskosten van 30.000 gulden niet kon betalen. Dit betekende het faillissement van de I.B.S. en het einde van Capital Radio. Het schip werd een jaar later met de complete inventaris voor 20.000 gulden verkocht aan Boele NV in Krimpen aan de Lek. Het heeft nooit meer als zendschip dienst gedaan, wel nog een tijdlang als een soort drijvende kade/opslagbak….. Een treurig einde voor een schip. 

2. DE DDRR ANTENNE EN ZIJN TOEPASSING BIJ CAPITAL RADIO

Hierna zal uitgebreider worden ingegaan op dit onderwerp. De reden hiervan is niet alleen dat het technisch interessant is. De in de media meest gangbare verhalen over Capital Radio gaan voornamelijk over wat er allemaal mis is gegaan en het vermoeden bestaat dat die verhalen afkomstig zijn van (journalistieke) bronnen die zelf nooit aan boord van een schip zijn geweest.  

Bij de meer bekende zeezenders zijn er vrij veel verhalen van direct betrokkenen in omloop: bij Capital Radio mis ik dat en ontbreekt m.i. de visie van degenen die het echte werk op zee hebben uitgevoerd. Hierna dus een poging.

De DDRR Antenne Algemeen

De DDRR Antenne is een beetje een buitenbeentje in de antenne techniek. De DDRR Antenne is ontwikkeld en gepatenteerd door Dr. Boyer, werkzaam bij het Amerikaanse defensie bedrijf Northrop, en oorspronkelijk bedoeld voor militaire toepassingen.

De afkorting DDRR staat voor “Directional Discontinuity Ring Radiator”. Door zijn vorm en door de wijze waarop de antenne gevoed wordt is wordt hij ook wel “Direct Driven Ring Radiator” genoemd, wat logisch is maar niet de oorspronkelijke naam.

Het ontwerp was geheim totdat dr. Boyer er in 1963 een artikel “Hulo Hoop Antennas” over publiceert in het blad “Electronics”.( klik hier ) , gevolgd door een tweetal artikelen in het blad “73 Magazine” getiteld “Surprising Miniature Low Band Antenna”.

Op de theoretische en mathematische aspecten van dit ontwerp wordt hier niet verder ingegaan, wel op een aantal praktische punten.

Eenvoudig voorgesteld bestaat de DDRR Antenne uit een korte verticale geleider aangesloten op een horizontaal opgestelde ringvormige geleider die aan het einde open is. Het geheel bevindt zich boven een goed geleidend oppervlak, zie de afbeelding. Onder de juiste omstandigheden is het geheel – en dus samen met het voor de werking belangrijke verticale deel – in (kwart-golf) resonantie. De antenne gedraagt zich dan als een korte verticale straler. 

Om de antenne in resonantie te krijgen zijn de maten en verhoudingen van de antenne onderdelen belangrijk. De antenne kan echter binnen zekere grenzen worden afgestemd door een condensator tussen aarde en het uiteinde van de ring op te nemen. 

De antenne kan worden gevoed door op de ring een punt te kiezen waar de antenne impedantie overeenkomt met die van de zender/voedingskabel. De impedantie verdeling in de antenne is zodanig dat deze het laagst is nabij het verticale deel,  hoger wordt in het horizontale deel en het hoogst is aan het uiteinde  van de ring.

Als richtlijn – zie de afbeelding – kunnen de volgende maten worden aangehouden: de diameter “D” van de ring bedraagt circa 0,078 𝜆 , de omtrek van de ring is 0,25 𝜆 , de afstand “H” tussen de ring en het aardvak bedraagt circa 0,007 – 0.008 𝜆. De minimale grootte van het aardvlak bedraagt 25% meer dan de diameter D. Richtlijn voor de afstand “A” (het gat in de ring) is ruwweg een-vierde van de afstand “H”. Het punt “X” is experimenteel te bepalen. Deze maten zijn ontleend aan toepassingen voor korte-golf amateur gebruik.

De DDRR antenne is uitgevonden voor robuuste toepassingen in het m.f. en h.f. gebied waarbij hoge verticale en veel ruimte innemende structuren, al dan niet met tuidraden, ongewenst zijn: rijdende voertuigen, (oorlogs)schepen, vliegvelden. Ook radio-zendamateurs hebben het ontwerp geregeld  toegepast op b.v. platte daken, voertuigen, en op plaatsen waar een onopvallend antennetype wenselijk is.

Het is een rondstralende antenne, met het stralingsdiagram  van een kwart golf verticale straler, maar dan met een zeer lage opstralingshoek. Hierbij moet worden aangetekend dat dit het beste bereikt wordt bij een goed geleidend aardvlak. Hij is galvanisch verbonden met de aarde wat problemen met statische elektriciteit en blikseminslag aanzienlijk verkleinen. Als richtingeffect en een grote opstralingshoek gewenst zijn, is het beter een ander type antenne te kiezen.

Nadelen zijn er ook: hoewel het stralingsdiagram overeenkomt met dat van een kwartgolf verticale straler, is de stralingsweerstand (zeer) laag, overeenkomend met dat van een (te) korte verticale straler. Meer over het begrip stralingsweerstand zie onder “De Antennes van de Zeezenders” paragraaf “Voor de liefhebbers”. De stroom- en spanningsverdeling in dit antennetype laat zich raden: de impedantie is het laagst bij het geaarde verticale deel en het hoogst aan het open uiteinde, wat resulteert in een hoge stroom in het verticale deel en een hoge spanning aan het open uiteinde. Door op deze plek een regelbare (hoogspanning)condensator naar aarde te plaatsen kan de antenne binnen zekere grenzen afgestemd worden, zie de afbeelding.

De nadelen kunnen opwegen tegen de voordelen: lage opstralingshoek, plat en robuust uit te voeren.

De ervaringen van radiozendamateurs zijn niet eenduidig positief. Dit kan aan veel factoren liggen, maar zo is de plaats van opstelling belangrijk; de DDRR antenne verlangt zoals elke antenne voor goede prestaties vrij zicht rondom, en dat betekent dat b.v. plaatsing op de grond tussen bebouwing de afstraling belemmert en daarmee de prestaties negatief beïnvloeden.

De DDRR antenne als antenne voor zeezenders

De gebruikelijke antennes aan boord van de zeezenders bestonden als regel uit verticale constructies, en omdat de ruimte op een schip nu eenmaal beperkt is, vaak tot aan de mechanisch maximaal haalbare hoogte opgebouwd. Dit om maar zo veel mogelijk het ideaal van een kwart golflengte straler te benaderen, wat in de praktijk toch wel betekende dat gebrek aan hoogte gecompenseerd moest worden (T-antenne, topcapaciteit). Antenneproblemen behoorden dan ook tot de vaste folklore van het zeezendergebeuren, uitzonderingen daargelaten.

De ingenieurs achter Capital Radio besloten het daarom over een andere boeg te gooien: een antenne die een sterke grondgolf geeft – ook om storingen door de zgn. ruimtegolf te vermijden – en een antenne die paste op het relatief kleine schip King David. Zo kwam de DDRR antenne in beeld, voor een zeezender een noviteit.  Verwacht werd dat dit type antenne op een perfect geleidend grondvlak als zeewater goed zou presteren. Hiervoor moesten wel wat problemen worden overwonnen…

Normaal gesproken is een DDRR antenne opgesteld op een grondvalk dat groter is dan de antenne zelf en ook op vaste staande en geïsoleerde steunpunten. Ook was de omtrek van de antenne groter dan het schip breed was en dus moest een groot deel hangend opgesteld worden. Om praktische redenen moest dit deel ook nog eens opklapbaar gemaakt worden. Zie daar een van de uitdagingen…

Voor een golflengte van 270 meter – Capital Radio – zijn de maten globaal als volgt: ringomtrek circa 67 meter, ringdiameter circa 22 meter. De hoogte H boven het grondvlak zou, uitgaande van de maten voor korte-golf amateur gebruik, theoretisch slechts iets meer dan 2 meter moeten bedragen en dat is  duidelijk minder dan wat hier werd gebruikt. Wat de maten van de verticale staanders in de praktijk waren heb ik niet kunnen achterhalen, maar de antenne heeft gewerkt. Ook speelt bij de vaststelling van de hoogte H nog iets anders een rol, het aardvlak wordt voor een deel gevormd door het schip en voor de rest door het lager liggende zee-oppervlak, dus er zal een knap stukje rekenwerk aan ten grondslag hebben gelegen. Omdat de beide antennehelften elk circa 7 meter uitstaken naast het 7 meter brede schip moesten deze – scharnierend – opgeklapt kunnen worden.

Voor wie wat meer over deze materie wil weten, ik heb twee Amerikaanse patenten van Boyer over deze materie gevonden: RE 26196 “Open Ring Antenna” ( klik hier ) en US 3247515 “Low Profile Antenna”  (klik hier) . .

Heeft het allemaal nu direct perfect gewerkt? Het antwoord luidt nee. Er is uiteraard het nodige werk voor verricht voor dat zo ver was. Dat gebeurde vanaf april 1970. Tussen 14 juni en 26 juni op zee met proefuitzendingen en ervaringen opdoen met de antenne. Op de foto’s uit deze periode is de antenne zichtbaar als een enkele ring. Deze constructie bleek niet te voldoen, maar gaf wel inzicht in optredende en te verwachten tekortkomingen.  Daarna is in begin juli op de werf in Zaandam de definitieve – versterkte – constructie gemaakt.

Vanaf juli serieuze proefuitzendingen op vol vermogen en op 1 september de “officiële” opening. Oorspronkelijk zou voor de testperiode 12 weken worden uitgetrokken maar 8 weken waren voldoende.

Daarna – alweer volgens direct betrokkenen – weinig problemen met de antenne die ook de stranding overleefde zoals de foto’s laten zien. Toch blijven de verhalen over ontplofte isolatoren, gebroken antennes, etc, in alle media eindeloos te worden verhaald, aangevuld met stormen.

De gebeurtenissen rond 9 september zijn niet terug te voeren op de antenne of de zender.

Capital Radio gaf in 1970 voor promotiedoeleinden het z.g.n. “Blauwe Boekje” uit waarin het hele project werd beschreven. Ook de aanloopproblemen werden niet verzwegen: Zie de citaten hierna.

Foto van het schip op zee:

“Deze foto is genomen op 14 juni, de dag van de eerste proefuitzending. De oorspronkelijke ringantenne moest twee weken later versterkt  worden, teneinde het zware weer op de Noordzee te kunnen weerstaan.”

 Foto van een deel van de ringantenne:

“De exploitatie van een radiostation op de Noordzee stelt eisen aan medewerkers en materiaal die bij een radiostation aan land, onbekend zijn”.

”De ringantenne die Capital Radio gebruikt is ontwikkeld en ontworpen door het team van ingenieurs van de International Broadcasters Society”. 

“Onnodig te zeggen, dat er verschillende wijzigingen nodig waren voordat deze revolutionaire antenne aan alle  eisen voldeed.”

Foto van technicus boven in de mast sjorrend aan kabels:

“Arie van der Bent, derde officier op het m.s. “King David” maakt de dag goed toen hij snel nieuwe kabels voor de ringantenne aanbracht. Door straling waren de kabels verbrand waardoor het gevaar bestond dat de hele antenne in zee zou storten.”

Hoe was de antenne geconstrueerd ? Helaas geen detailfoto’s maar aan de hand van een aantal beschikbare opnamen kan een aardige beschrijving worden gegeven. Op het voorschip was een viertal metalen staanders gemonteerd, met daarop een horizontale metalen balk. Die balk werd gedragen door isolatoren. In het midden van deze balk was nog een geïsoleerd steunpunt naar het dek en de opbouw aangebracht. Aan het uiteinde van de balk waren scharnieren aangebracht waaraan het opklapbare deel van de ring was aangebracht.

Afwijkend was de staander aan bakboordzijde vóór de opbouw.  De metalen balk hoeft hier niet geïsoleerd te worden opgesteld – dit is het verticale deel van de antenne dat aan massa ligt –  maar hier zit wel het “gat” aan het uiteinde van de antenne. Ook hier moet een scharnier worden aangebracht voor het opklapbare deel van de ring. Vandaar de afwijkende constructie. Voor de isolatoren werd “nylon/plastic” materiaal gebruikt. Dit is enigszins veerkrachtig en beter in staat mechanische spanningen te weerstaan dan keramisch materiaal. De scharnieren werden overbrugd met flexibel koperdraad en waarschijnlijk ook afgedekt. 

“Door straling waren de (ophijs)kabels verbrand”. Wat hier precies fout is gegaan weet ik niet precies, maar op de hele ring staat een hoge h.f. spanning, het meest op het uiteinde. In de ophijskabels zijn nergens isolatoren te zien, dus moeten de kabels tevens als isolator dienen. Misschien een verkeerd soort kabel? In elk geval was het later opgelost.

Deze constructie was tot de stranding in gebruik. 

Als laatste: bij ruw weer is de afstand van de ring tot het wateroppervlak niet constant. In theorie zou hierdoor de antenne  impedantie zo kunnen variëren dat door misaanpassing van de zender het vermogen (sterk) wordt teruggeregeld.  Dit schijnt nooit tot problemen te hebben geleid. Bij extreem ruwe zee zou de antenne het water kunnen raken met uitval van de zender tot gevolg. De vraag is of onder dergelijke omstandigheden uitzenden sowieso mogelijk is…

Conclusie: De DDRR antenne aan boord van de King David, heeft na de nodige aanpassingen goed gefunctioneerd en kan technisch als een succes worden beschouwd. De verhalen over ontploffende isolatoren, zwakke of gebroken ringen, etc., doen m.i. geen recht aan de werkelijkheid. Helaas is het station maar kort in de lucht geweest zodat ervaringen op langere termijn ontbreken.

Bronnen: heel veel (kranten)knipsels uit mijn archief,  aangevuld met informatie van direct betrokkenen. Deze pagina , versie maart 2024, vervangt de oorspronkelijke versie uit 2019 en is uitgebreid met de informatie over de DDRR Antenne. Nieuwe aanvullingen en wijzigingen zijn niet uitgesloten