Nun ist es mal wieder soweit, sich mit
ein wenig Theorie zu beschäftigen, wenn es um Abmessungen von
Antennenstrahlern für den Selbstbau geht.
Der eigentliche Referenz – und
Vergleichsstrahler in der HF-Technik ist der uns allen bekannte
Halbwellendipol (Herzsche Dipol), der für den HF-Bereich immer noch
der weitverbreiteste Strahler ist.
Seine mechanische Länge errechnet sich
aus einer Konstante mit der Größe 149,9, welche sich aus der
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ergibt, aus einem Verkürzungsfaktor,
der sich auf 2 mm Drahtdurchmesser bezieht (übliche Stärke) und mit
0,97 angegeben ist, und der Frequenz in MHz.
Diese Abhängigkeit ergibt folgendes
Bild:
l (Länge in m) = 145,4 / f (MHz)
Damit kann man also einen ganz simplen
Halbwellendipol berechnen und ihn sogar mit Koaxialkabel speisen,
obwohl hier eine symmetrische Antenne mit einem unsymmetrischen Kabel
verwendet werden soll.
Meist versucht man mit
Zweidrahtleitungen oder speziellen 1:1 Balunen zu arbeiten.
Es sei jedoch erwähnt, daß für die
optimale Anpassung zum Teil an der Länge leichte Veränderungen
vorgenommen werden müssen, auch weil eine starke
Umgebungsbeeinflußung stattfindet.
Wir haben es mit einem Monobandstrahler
zu tun, der natürlich sicherlich einen besseren Wirkungsgrad
hervorbringt als viele Mehrbanddipole, die nunmal auf Kompromißbasis
gebaut werden.
Hintergrund des Ganzen ist die Strom-
und Spannungsverteilung auf solch einen Dipol, das Strommaximum liegt
in der Mitte, das Spannungsmaximum an den Enden.
Eine spezielle Sonderform ist die
Windom-Antenne, sie hat ihren Speisepunkt nicht in der Mitte, wird
asymmetrisch gespeist und zumeist mit einem 1:6 Balun bei Mehrbandbetrieb versehen.
Allerdings braucht eine solche Antenne
gute Erdverhältnisse, denn das ist praktisch unser zweiter Leiter
der Speiseleitung ohne Balun.
Die Längenberechnung setzt sich
wie folgt zusammen:
l (Länge) = 143 / f (MHz) in m (Meter)
A (Speisepunkt) = 54 / f (MHz) in m
Ihr seht schon, es handelt sich dabei
um eine Eindrahtspeisung, der Erdboden ist der zweite Teil davon.
Man geht von einer Gesamtimpedanz von
annähernd 500 Ohm des gesamten Strahlers aus.
Die Anpassung erfolgt durch das
Verschieben von „A“ am Strahler.
Zu Empfehlen ist diese Art des
Monobandstrahlers nur im Freien, muss die Speiseleitung durch Wände
und Räume geführt werden, besteht die Gefahr von Störungen und es
muss mit einer sogenannten Link-Leitung gearbeitet werden.
Die genauere Beschreibung einer solchen
Zuleitung findet man im Rothammel-Antennenbuch.
Im Gegensatz zu den hier erwähnten
Halbwellendipolen steht bei Mehrbandbetrieb der Ganzwellendipol im
Vordergrund.
Wie der Name schon sagt, weist er die
Länge einer vollen Wellenlänge auf, wobei eines auffällt, um in
Resonanz zu kommen, muss ein solcher Dipol stärker verkürzt werden
als ein Halbwellendipol.
Ein solcher Ganzwellendipol wird im
Gegensatz dazu im Spannungsmaximum gespeist, was ebenso auch
ermöglicht, eine solche Antenne endgespeist zu verwenden unter
Zuhilfenahme einer kurzgeschlossenen Viertelwellenleitung.
Eines darf nicht verwechselt werden, es
ist ein Ganzwellendipol, der aber elektrisch keine Ganzwellenlänge
hat, diese würde nämlich dann „Ganzwellenantenne“ heißen.
Dieser Strahler ist durch die
Speisepunkte in der Mitte nicht unterbrochen und ist ein
durchgehendes Element.
Die Antenne wird an einem Ende gespeist
(endgespeist), oder Lambda / Viertel vom Ende weg, dabei verwendet
man einen 1:2 Balun unter Verwendung des 50 Ohm Speisekabels.
Natürlich sind solche Dipole in der
heutigen Zeit kaum noch durchführbar, da ihre Gesamtlänge doch
schon ein größeres Grundstück voraussetzen und die Aufbauhöhe ein
Weiteres dazu gibt.
In diesem speziellen Fall erweist sich
immer ein geknickter Halbwellendipol als gute Alternative, zumal
durch den Knick eine Rundstrahlcharakteristik und eine bessere
Anpassung an 50 Ohm Koaxialkabel erreicht wird.
Ihr merkt schon, wir reden hier u.a.
von den uns bekannten „Inverted-Vee“ Antennen, deren optimaler
Knickwinkel zwischen 90° und 120° Grad liegt.
Auch hier gehen wir von einem
Monobandstrahler aus, dessen Längen sich abhängig vom gewählten
Winkel so darstellen:
Bei 120° folgt l (Länge in m) = 141,9
/ F (MHz)
Bei 90° folgt also l (Länge in m) =
141,2 / F (MHz)
Diese hier und im Rothammel angegebenen
Knickwinkel sollten nicht unterschritten werden, da ansonsten der
Fußpunktwiderstand zu stark abweicht und der Wirkungsgrad stark
geschmälert wird.
Für mich war wichtig, mal auf die
Möglichkeit solcher zumeist als Monobandstrahler eingesetzten
Antennen einzugehen, weil es sicherlich auch bekannt ist, daß
Monobandstrahler immer einen besseren Wirkungsgrad als
Mehrbandkompromisse haben und ebenso eine wesentlich höhere
Bandbreite vorweisen.
Desweiteren sind sie in Resonanz
gebracht und „verbraten“ keine Leistung in aufwendigen
Anpassungsgliedern, sind zumeist schnell ausgewechselt und erzielen
in der Regel einen annehmbaren Erfolg.
Wer also bestimmte Vorzugsbänder hat,
auf denen er am liebsten arbeitet, der sollte einen wirklich guten
Monobandstrahler in Erwägung ziehen.
Zumal es ebenso bekannt ist, daß z.B.
ein 40 m Strahler auch für das 15 m-Band nutzbar ist, und ein 20 m
Strahler auch für 40 m eingesetzt werden kann (mit Tuner) – und
umgekehrt.
Um auf 80 m z.B. brauchbare,starke
Signale erbringen zu können, ist natürlich ein Monobandstrahler in
diesem Bereich optimal.
Wer etwas tiefer in die Materie
eindringen möchte, kann hier mal reinschauen.
Desweiteren sollte man von der
Vorstellung wegkommen, daß Drahtantennen immer schön gerade
verlaufen müssen, das ist definitiv nicht der Fall.
Der Beweis liegt unter anderem bei der
Errichtung einer Mehrband-Windom von DJ4UF in Spanien.
Ich hoffe, das Ganze hier hat Euch
wieder etwas inspiriert und Ihr plant für nächstes Frühjahr schon
wieder einen Antennenbau vor.
Viel Spass wünscht Euch
vy 73
Euer Tom
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