Freitag, 25. November 2011

Antenne maßgeschneidert

Für alle platzgeschädigten HAMs gibt es viele Möglichkeiten, doch eine Kurzwellenantenne aufzubauen, man muß nur die physikalischen Gesetze nutzen, denen Antennen unterliegen.
Natürlich gibt es keine Wunder- oder Zauberantennen, aber es reicht ja, wenn man weltweit schon mitmischen kann und dabei nicht unbedingt der Lauteste sein muß.
Auf eine dieser vielen Möglichkeiten weist uns Dr.Leopold Pomp (DL3DD) hin, er schreibt über Verlängerungsspulen in Drahtantennen, hauptsächtlich bei Dipolen.
Viele von Euch wissen, daß man ja am Ende eines Dipols jeder Seite einen Teil auch abknicken kann, sofern er sich außerhalb des Strombauches befindet.
Denn ein Dipol strahlt mit seinem Strombauch, das muß man sich immer vor Augen halten.

Somit kann man theoretisch sogar die Enden aufrollen, der Verlängerungseffekt kommt dann durch die Induktivität, welcher mit Annäherung an den Strombauch sogar zunimmt.
Das bedeutet, mittels Induktivitätsgröße und Annährung an den Strombauch lassen sich die Antennen an jede Raumgröße anpassen.
Ein Beispiel aus dem Erfahrungspool von DL3DD wäre u.a. eine Antenne für 30 m, die im Normalfall an die 14,11 m wäre,aber durch Einfügen zweier Spulen (eine je Seite) bei 2,50 m vom Mittelpunkt entfernt (nahe Strombauch) wurde die Verkürzung so stark, daß nur noch 50 cm auf jeder Seite rausstanden.
Nun optimierte er den Dipol, indem er die Spulen weiter entfernt vom Strombauch platzierte (siehe Bild), also schon im abgeknickten Teil der Antenne, damit sie nicht bei der Abstrahlung stören.
Aber die Gesamtlänge schrumpfte inzwischen auf 10,43 m, wovon gut 2 m jeweils abgeknickt sind, dabei wurde die gesamte Antenne mit Kupferlitze incl. der Spulen hergestellt.
Aus dem Bild geht auch die Größenordnung der Spulen hervor.
Wenn man dann noch im rechten Winkel vom Balun zur Spannrichtung einen 20 m Dipol spannt, kann man ein Mehrbandsystem aufbauen.
Speisepunkt ist für alle Dipole derselbe!

Auch das ist wieder ein Projekt zum Experimentieren, für alle anderen Bändern kann man sich die Spulen im Verhältnis herleiten, oder gar berechnen, dafür gibt es im Netz diverse Berechnungssoftware.
Versucht es einfach mal, schaut Euch sonst die Länge für den normalen Halbwellendipol für das gewünschte Band an und probiert einfach mal ein wenig, es lohnt sich.
Der Autor des Berichtes hat recht gute Erfolge damit erzielt.
Viel Spass dabei,
Euer Tom

Reiseantenne

Heute stelle ich Euch mal eine Entwicklung von Joachim (DK2UT) vor, bei der es um eine ganz leichte und recht praktisch transportierbare Antenne für 10 - 40 m geht.
Ja nun, werdet Ihr sagen, da gibt es schon einige von, aber wir reden hier von funktionstüchtigen Antennen, die auch etwas leisten sollen und mit 550 g Gewicht wohl eine der leichtesten Ausführungen ist.
Prinzipiell handelt es sich um eine Wendelantenne, wie wir sie aus dem Mobilfunkbereich kennen, die mittels eines speziellen Radials angepasst wird.
Die Antenne selbst kann dann am Balkon,oder am Auto angebracht werden und ergab im Test des Entwicklers von den Kanarischen Inseln aus immerhin QSOs nach DL und USA.

Der Antennenstab selbst besteht aus 3 Teilen Glasfaserrohr mit 10 mm Durchmesser, die oben und unten mit Steckhülsen versehen werden.
Diese Rohren tragen dann Drähte in verschiedenen Längen, die praktisch draufgewendelt sind, und somit verschiedenen Resonanzfrequenzen entsprechen.
Es werden Metallrohre (4 mm und 6mm Durchmesser) mit einer Länge von 38 bzw. 80 cm in den 10 m-Teil eingebracht,somit ist die Antenne schon mal für 10 m, 15 m und 17 m fit.
Die 80 cm benutzt man dann bei allen ineinander gesteckten Glasfaserrohre für das 20 m-Band.
Um 40 m zu erreichen, wird auf das obere Glasfaserrohr eine Verlängerungsspule aufgebracht, an deren oberes Ende ein 80 cm-Stub angebracht wird (ähnlich der C-Whip Maxi Mobilantenne).
Die Rohre sollten schon aus Glasfaser bestehen (kein GFK), welches man meist im Modellbauladen erhält.
Das Rohr selbst hat 1,50 m Länge und ist eben 10 mm stark, was dann in drei gleiche Teile geschnitten wird.
Auf das unterste Teilstück werden 150 cm 1,5 mm CuL-Draht, auf das mittlere Teilstück 400 cm und auf das oberste Teilstück 250 cm aufgewendelt, die oberen Absimmstubs bestehen aus 4 mm und 6 mm starken Aluröhrchen.
Es geht natürlich ebenso eine Radioteleskopantenne, die aber mindestens 80 cm haben muß, damit ist man flexibler in der Abstimmung.
Die beiden ersten Teilstücke sind schon für 10 m gedacht, dort bringt man entweder den 38 cm Stub für 15 m ein, oder den 80 cm Stub für 17 m.
Bei 20 m braucht man alle 3 Teile und den 80 cm Stub, welches die elektrische Länge von 2,50 m ergibt.
Die Verlängerungsspule ist ein 18 mm Staparohr, auf das 140 Windungen 0,5 mm CuL-Draht aufgebracht ist und an deren Enden jeweils Steckhülsen sitzen.

Das Gegengewicht ist ein Radial mit Verlängerungsspule, mit dessen Hilfe dann der Feinabgleich auf die Resonanzfrequenz vorgenommen wird.
Dazu nehme man ein mittelgroßes Drahtpoti und trennt die Widerstandswicklung ab, ersetzt sie durch 0,5 mm CuL-Draht, wobei die Schleiferseite blank gemacht wird.
Das Radial selbst ist 250 cm lang und bekommt dadurch seine Verlängerungsspule.
Wir haben somit zwei Punkte für den korrekten Abgleich, einmal die Stubs und zweitens das Poti am Radial.
Als Basis nimmt man anschließend ein stabiles Kunststoffkästchen, in dem der Einbaufuß für die Antenne und der Radialabgleich sitzt, welches dann überall mittels einer Schraubzwinge oder mit Magnetteil angebracht werden kann.
Das Drahtradial kann man ja durch die vertikale Auslegung frei hängen lassen.
Im Grunde ist es nichts anderes als ein Dipol !
Bei Bandwechsel muß die Antenne immer neu abgeglichen werden, darum ist ein SWR-Meter natürlich Pflicht.

So, nun kann es an den Nachbau gehen, selbst für Portabel- und SOTA-Zwecke würde sich die Antenne eignen und klingt recht vielversprechend.
Auf gehts Buab´n,
Euer Tom

Donnerstag, 24. November 2011

Fraktale Antennen

Dieser Begriff war mir vor kurzem auch das erste Mal im Bezug auf Antennen untergekommen und machte mich neugierig.
Fraktale sind in der Technik keine geraden Leiter, sondern bilden sich mäanderförmig aus und sind dadurch in ihrer Längenausdehnung wesentlich kürzer.
Sie kommen auch in der Natur vor, bei Küstenverläufen,Ästen und Wolkenbildung.
Wie aber kann man das auf die Antennentechnik umsetzen?
Dabei fiel mir ein Beitrag von Prof. Dr.Hans-Hellmuth Cuno (DL2CH) in die Hände, den ich versuche, hier mal zum Besten zu geben.
Man unterteilt eine gerade Linie in drei gleich lange Stücke und formt das mittlere Stück in eine dreiecksförmigen Auswuchs um,diese Prozedur wendet man auf alle Teilstücke an und wiederholt das immer wieder.
So entsteht ein unendlich fein gekräuselter Verlauf, der in allen Belangen überall gleich aussieht.
Bei jedem Schritt wird die linke Kurve (Kochkurve - siehe Bild) um den Faktor 1,333 und die rechte Kurve um den Faktor 2 länger.
Das könnte sich unendlich fortsetzen, aber die endliche Breite setzt dem ein Ende.

Es gibt sogar eine Firma "Fractal Antenna Systems" von N1IR, wo solche fraktalen Antennen hergestellt werden und dazu die fraktalen Dachkapazitäten.
Solche Antennen weisen eine größere Breitbandigkeit auf und sind bei gleichbleibender Frequenz wesentlich kürzer, ohne dabei abstrahlungstechnische Einbußen hinnehmen zu müssen.
Eine fraktale Quad für das 10 m-Band hat z.B. nur eine Kantenlänge von 1,20 m gehabt und wies minimale Verluste gegenüber einer Fullsize-Version auf, war im gleichem Atemzug aber allen anderen Kurzversionen gegenüber deutlich überlegen.
Desweiteren weisen diese Antennen Nebenresonanzen auf, die nicht nur bei Harmonischen der Grundwelle liegen, was praktisch bedeutet, daß Mehrband-Versionen ohne verlustbehaftete Traps o.ä. möglich sind.
Großer Vorteil ist die Beinflußbarkeit des Fußpunktwiderstandes, so daß Anpassnetzwerke entfallen können!
Nachteil ist wiederum, daß dem Ganzen eine Grenze gesetzt ist, die Kräuselung muß anscheinend einen Mindestbruchteil der Wellenlänge betragen, sonst läßt die Wirkung dieser Antennen sehr stark nach.

Der Professor machte dann selbst einen Versuch, indem er für 70 cm eine Rechteckkurve in Platinen einätzen ließ und ober- und Unterseite miteinander verband, um sie dann an einen Balun anzuschließen, also ein 70 cm Dipol.
Beim Messen mit einer Reflektionsfaktor-Meßbrücke wurde eine etwas erhöhte Resonanzfrequenz festgestellt, die aber durch kurze Stücke Lötauglitze korrigiert werden konnte.


Die Reflexionsdämpfung liegt im Bereich von 425 - 440 Mhz.
Die weitreichenden Möglichkeiten könnte man nun in vielen Experimenten noch näher betrachten, aber DL2CH dachte weiter und stellte sich eine Drahtantenne vor (Dipol), die in ihren Dipolästen ein Stück Fraktal beinhalten würden und somit nur die Hälfte an Spannweite hätten, das könnte man mit speziellen Spreizern schon realisieren.
Damit hätten die platzgeschädigten HAMs wieder eine Möglichkeit, vernünpftig funktionierende Drahtantennen platzsparend aufzuhängen.
Na dann...
Euer Tom

Die CGFD-Antenne

Bei weiteren Recherchen im Antennendschungel für platzgeschädigte HAMs fiel ich über einen Beitrag von DK5IQ, der eine verkürzte Mehrband-Dipolantenne einsetzt, die selbst bei schlechten Raumverhältnissen meist montierbar ist.
Die Akkürzung CGFD steht für " Combined grounded folded Dipol" und läßt in vielen Fällen die Montage vor oder hinter dem Wohnhaus noch zu.
Dabei handelt es sich um eine Art Faltdipol, der sogar geerdet oder mit einem Parasitärelement betrieben werden kann.
Auf 80 m reicht es jederzeit noch für den Europaverkehr, auf den anderen Bändern von 40 bis 10 m ist er einem Monobanddipol ebenbürtig.
Grundlage des Ganzen ist der uns bekannte T2FD-Dipol, den der OM Wolfgang mal als Lambda-Halbe (30 m-Band) abgestimmten Faltdipol konstruierte.
Diesen trennte er gegenüber dem Einspeisepunkt mittig auf und brachte dort ein Parasitärelement (zweiadrig) an, welches er zum Boden führte.
Diese Art Stub kann sowohl offen bleiben, als auch kurzgeschlossen, als auch mit Abschlußdrehkondensator versehen werden, wodurch ein fernabstimmbarer Faltdipol entsteht, der auf den Bändern 10 - 40 m hervorragend arbeitet und selbst auf 80 m noch Europa herzaubert.
Wolfgang ermittelte für 10 - 80 m bei einem induktionsarmen Abschlußwiderstand von 300 Ohm und einem 1:4 Balun in der Speiseleitung einen recht guten SWR-Verlauf.
SWR ist aber nicht alles, die Praxis zeigt ihre Tauglichkeit.

Erwähnt werden muß vor allem empfangsseitig ihre Rauscharmut, über das gesamte Bandspektrum wurde der QRN so stark unterdrückt, daß selbst gegenüber einem optimal bemessenen Monobanddipol die Empfangssignale trotz 2 S-Stufen Verlust besser wahrnehmbar waren.
Im Sendebetrieb würde der Abschlußwiderstand aber eine Menge Leistung schlucken, aus diesem Grunde gestaltete DK5IQ die Antenne um.


Jetzt geht es an den Zusammenbau, es werden 12 Abstandshalter mit 5 x 15 x 450 mm benötigt, in die dann jeweils oben und unten 3 mm Bohrungen gesetzt werden.
Nun zwei Dipolhälften mit je 15,15 m aus isolierter Litze mit 1,5 mm/2 Durchmesser erstellen, nun die Mitte ermitteln und an die gleiche Stelle den jeweils äußeren Abspannisolator einziehen und parallel dazu den jeweils ersten äußeren Abspannhalter einziehen.
Danach fädelt man im Abstand von je 1,30 m die anderen Abstandhalter ein.
Nachdem der sechste Abstandhalter eingefädelt wurde, wird nun in Richtung Balun und zum Mittenisolator hin auf jeder Dipolseite eine erste Doppelverknotung vorgenommen, wobei die überstehenden Antennenleiterenden durch die Ösen des Baluns und des Mittenisolators gezogen und ebenfalls verknotet werden.
Jetzt die Anfänge und Enden der durchgefädelten Dipolhälften (beim Balun und Mittenisolator) auf 10 cm Überstand kürzen und durch Nachziehen bzw. Lockern alle Isolatoren auf gleichbleibenden Abstand bringen.
Die eingefädelten Drahtenden auf der dem Balun gegenüberliegenden Seite nun mit kombinierbaren Steckschuhen versehen und Ringschuhe auf der Balunseite anbringen.
Danach nun die ca. 7 m lange (300 Ohm) Parallelleitung am oberen Dipolstrahler (gegenüber dem Balun) anbringen und evtl. mit Bananenstecker oder Kabelschuhen  versehen.
Diese aber ordentlich mit Isolierband o.ä. isolieren!

Nun kann der Dipol mit Abspannleine aufgehängt werden, wobei eine gerade Aufhängung am besten wäre, aber auch eine Schräginstallation in Frage kommt.
Mit einer 65 cm langen Brücke, unten am Stubende angesteckt, wäre der Dipol schon für 12 und 30 m betriebsbereit.
Und genau diese Stubbrücken sollten variabel wählbar sein, was mittels einer Holzplatte von 2 m Länge geschehen kann, die entsprechend benagelt und mit Draht verspannt versehen ist.
Bei kleiner Leistung fährt man nun mit einem langen Nagel über die Drähte auf der Holzplatte und findet so den besten SWR-Punkt, der die Abstimmung für das gewünschte Band herstellt.
Sicher kann man das mit zwei Spulen a 15 Windungen und einem Mehrebenenschalter besser machen, der die Windungen symmetrisch vom Mittelpunkt aus nach außen hin kurzschließt.
2 x 15 Kontakte wären dabei optimal, um einen solchen großen Bandbereich abzudecken.
Natürlich wäre es erstrebenswert, eine solche Anpassung in den Dachboden oder gar Shack zu verlegen, dazu muß der Stub isoliert in 50 cm Abstand zur Speiseleitung ins Haus geführt werden.
Darauf zu achten wäre noch, daß der unterste Dipolast mindestens 3 m über den Erdboden hängt.

Besonderheiten am Stubende:
offen gelassen bedeutet Betrieb im 30 m -, 15 m -, und 10 m - Band
Kurzschlußschleife von 65 cm bedeutet Betrieb auf 12 m und 30 m
Spule bedeutet Betrieb auf 40 m, 30 m, 17 m, 15 m und 10 m
Drehko (50 pF) über 10 cm Parallelstub angeschlossen bedeutet Betrieb auf 20 m, 30 m und 10 m
Spulenpaar mit je 6 Windungen an einen 18 cm Stub bedeutet Betrieb auf 30 m, 17 m, 15 m und 10 m
Logischerweise geht eine gesamte Speisung dieses Dipols auch mit Z-Match und 300 Ohm Paralleldrahtleitung anstelle des Koaxialkabels mit Balun.
Interessant ist im Grunde das Projekt "Anpassung", hier muß Phantasie und Geschick walten, um evtl eine Fernabstimmung konstruieren zu können.
Bei dem gesamten Projekt muß viel experimentiert und herausgefunden werden, weil jede Antenne an ihrem speziellen Einsatzort dementsprechend reagiert, somit eine schöne Amateurfunkaufgabe, die sich letztendlich aber lohnt.
Ich wünsche Euch viel Glück beim Bau einer solchen Antenne, die bei Fertigstellung sicherlich seinen Benutzer erfreuen wird.
Euer Tom

Kurzdipole mit Beta- bzw. Haarnadelanpassung

Das Thema "Fläche" auf oder um das Grundstück bleibt für uns alle immer gegenwärtig, denn immer kleinere Flächen stehen uns für den Antennenbau zur Verfügung.
Bei solchen Platzverhältnissen muß man ganz genau überlegen, wie man die Antenne gestaltet, z.B. als Sooper oder Inverted Vee, oder gar als Vertikaldipol, um den vorhandenen Raum optimal ausnutzen zu können.
Es gibt Heute diese Kurzdipole schon zu kaufen, aber wie wir alle wissen, sind die Antennen am besten, die wir individuell auf unsere Verhältnisse abgestimmt haben - und das geht nur beim Selbstbau!
Inspiriert hat mich bei dieser Betrachtung ein Bericht von DL6YCQ, der sich genau damit befasst hat und doch recht erstaunliche Ergebnisse an den Tag förderte.

Er legte eine allseits bekannte Multuband-Antenne (Dipol) zugrunde, nämlich die G5RV mit 32 m Länge, die erstaunlicherweise dieselben Ergebnisse brachte wie ein vergleichbarer 8 m längerer Dipol.
Ausgehend davon, für das 20 m z.B. einen Kurzdipol zu bauen, hat er diese Länge einfach geviertelt und bei der Hühnerleiter von 10 m auf 250 cm ebenso geteilt.
Die Direktspeisung mit Koaxkabel schlägt natürlich fehl durch die Fehlanpassung (zu kurz) und der dort vorhandenen kapazitiven Blindanteile, so daß hier eine Anpassung her muß, um die 450 Ohm der HL mit den 50 Ohm des Koaxkabels verbinden zu können.
Die Vorgabe war zusätzlich, auf ein externes Anpassgerät zu verzichten, da diese Antenne auch im Urlaub und auf Reisen genutzt werden sollte, wo jedes zusätzliche Gewicht einzusparen ist.
Also entschied sich vorgenannhter OM für eine Haarnadelanpassung, die es schon bei bekannten, kommerziellen Antennen gab.
Sie wird ebenso als "Beta Match" bezeichnet (Ähnlichkeit mit bekannter Zusatzinduktivität bei der MP-1 Antenne).
In diesem Fall ist es ein Stub aus Wiremann-Leitung, der unten kurzgeschlossen ist und oben (am offenen Ende) parallel mit der eigentlichen Wiremann-Speiseleitung und dem Koaxkabel geschaltet wird.
Gleiche Wirkung wie bei der MP-1, eine zusätzliche Parallelinduktivität, die die kapazitiven Blindanteile kompensiert.
Weiterhin passt sie nun auch noch die Wiremann-Leitung an das weitergehende Koaxkabel an.

Vorstehende Tabelle gibt alle Werte exakt an, diese wurden mit EZNEC überprüft und stimmen haargenau.
Der Induktivitätswert lag in der Regel bei 0,6 - 0,7 µH, somit kann die Haarnadel durch eine kleine Spule ersetzt werden, jedoch ist DL6YCQ der Meinung, daß es mit der Haarnadel in der Praxis einfacher funktioniert.
Butternut z.B. macht dieses mit einer Luftspule, deren Induktivität durch leichtes Auseinanderziehen oder Zusammendrücken verändert wird.
Praktisch wäre so vorzugehen, daß der Dipol erstmal halbwegs auf Länge gebracht wird an den beiden Strahlerhälften, wonach dann die Haarnadel eingefügt und durch experimentelles Verlängern (ansetzen eines 5 - 7 cm Wiremann-Stückes an die Haarnadel), oder aber durch zentimeterweises Verkürzen des Stubs das Ganze auf SWR getrimmt wird.
Dadurch wird grundsätzlich immer ein sehr gutes Stehwellenverhältnis gefunden.
Zum Schluß fertigt man dann einen fertigen Stub mit korrekt ermittelter Länge an und verlötet es mit der Antenne und der Speiseleitung (Koax).
Mit folgenden Berechnungen kann man recht genau alle Längen errechnen, sollte sich aber etwas mehr gönnen, um beim Messen noch abschneiden zu können.

Vergleichen wir nun einen normal bemessenen Dipol für 20 m mit unserem 2 x 3,95 m langen Kurzdipol in 10 m Höhe, so werden wir feststellen, daß der Unterschied laut EZNEC nur 1 S-Stufe beträgt, die aber durch den wesentlich flacheren Abstrahlwinkel des Kurzdipols beim DX wieder ausgeglichen wird!
Für Europaverkehr sind beide Dipole zu gebrauchen, bei beiden wird das SWR über das gesamte Band nicht schlechter als 1,5:1.
Bei der 40 m Variante (2 x 7,79 m beim Kurzdipol) sind beide relative Steilstrahler und decken Europa mit gerade mal 1 dB Unterschied ab, was ehrlich gesagt nicht ins Gewicht fällt.
Bei vertikaler Anbringung der zu vergleichenden Dipole war der Kurzdipol einem horizontal aufgehängten und ausgewachsenenen Dipol sogar überlegen wegen des besseren Abstrahlwinkels.
Zwar mußten Maste und Stubs zum Teil verändert werden (errechnete Ergebnisse nicht maßgeblich), jedoch brachte das den ersehnten Erfolg.
Bei der 40 m Variante wurde der Aufhängepunkt auch bei 10 m gewählt, wobei der zweite Strahlerteil dann unten im 90° Winkel parallel zum Boden gespannt worden ist.

Somit konnte DL6YCQ damit beweisen, daß sogar aus der Not geborenene Behelfslösungen in keinster Weise schlechter sein müssen als ihre Originale, im Gegenteil, bei DX wären diese unter Umständen sogar vorzuziehen!
Versucht es doch mal mit einem Nachbau für Euer bevorzugtes Band, dann könnt Ihr Euch evtl. ein eigenes Urteil bilden.
Euer Tom

Der Langdraht und die Spule

Der von mir hier aufgezeigte Weg, einen Langdraht bei schwierigen Verhältnissen und Gegebenheiten unterzubringen und ihn dann trotzdem von 160 - 10 m nutzen zu können, entstammt einem Bericht von DK8JG, der genau dieses Vorhaben verwirklicht hat.
Wie wir alle schon gelesen haben, sind unsere sogenannten Langdrähte nur "unechte" Langdrähte, weil sie fast nie die Länge von 1 Lambda und mehr erfüllen, denn der Begriff alleine ist ja nicht willkürlich gewählt worden.
Bei den Langdrähten ist darauf zu achten, daß der Speisepunkt nicht in einem Strombauch sitzt, da dieses mit hohen Verlusten behaftet ist.
Deshalb gibt es ganz spezielle Längen bei Langdrähten, die man überall in der Literatur nachlesen kann, zumeist krumme Werte wie 13 m , 17 m, 21 m oder 42 m u.s.w., niemals Lambda-Halbe oder ein Vielfaches davon.
Genau dieses ist dem besagtem OM passiert, indem er bei genau 40 m Drahtlänge natürlich kaum Freude an seiner Antenne hatte.
Also mußte er eine Lösung finden, da sich genau diese Länge durch die beiden Aufhängepunkte ergab.





Er nahm eine Spule und weitere 15 m Draht, die er im 45° Winkel vom eigentlich Langdraht wegführte, sozusagen einen Knick einbrachte.




Es war natürlich darauf zu achten, daß der Langdraht auch eine gute Erde bekam, ohne die er seine Eigenschaft verlieren würde.
Dieser kleine Trick mit der Spule und den um die Ecke gelegten, zusätzlichen Draht ergab dann endlich eine vernünpftige Antenne, die auch gute Rapporte hervorbrachte.
Was sagt uns das?
Es geht hier nur ums Prinzip, manchmal muß man eben ein klein wenig herumexperimentieren, nicht jeder hat gar die 40 m Spannweite zur Verfügung, aber man kann auf die abenteuerlichsten Arten eine Antenne etwas "verbiegen", um sie dann doch zu einer halbwegs anständigen Antenne zu machen.
Da sind wir wieder bei dem Thema "die Umgebung sondieren und alles nutzen, was sich anbietet".
Denn auch bei kürzeren Langdrähten von z.B. 20 m kann ein solches Prinzip fruchten, dazu bedarf es etwas Zeit für Experimente, aber im Nachhinein findet sich dann die alles entscheidene Änderung der ursprünglichen Konstruktion.
Wir alle sind Funkamateure und machen Experimentalfunk, also sollten wir es genauso machen, denn jede Antenne ist auf seinen Nutzer und dessen Gegebenheiten angepasst und funktioniert nur an genau diesem Standort, an dem sie angepasst worden ist.
Deshalb kann ich zum wiederholten Male nur aufrufen, rausgehen, bauen, experimentieren und die Lösung finden - Rom wurde auch nicht an einem Tag erbaut!
Alles Gute,
Euer Tom

Mittwoch, 23. November 2011

Dipol und Koaxialkabel

Kommen wir zu einem Thema, was viele HAMs schon beschäftigt hat und worüber sich viele schon dezent geärgert haben.
Der Fachmann erkennt, wir reden hier von einer symmetrischen Antenne und einem asymmetrischen Kabel, das kann nicht gut gehen ohne irgendwelche Hilfe.
Das Problem ist selbstverständlich die Hühnerleiter, sie kann bei den meisten Funkamateuren nicht direkt ins Shack geführt werden, selbst die Verlegung ist nicht gerade einfach, da sie nirgends groß Kontakt zu irgendwelchen Materialien haben sollte und immer auf Abstand zur Hauswand oder metallischen Gegenständen gehalten werden muß.
Nun werden schlaue Leute sagen, kauft doch einfach einen symmetrischen Tuner, oder baue Dir ein Z-Match selbst, dieses ist aber leider einfacher gesagt, wie getan.
Der Tuner muß automatisch sein und damit ist er sau teuer, das Z-Match bringt uns ebenso nicht weiter, da die Hühnerleiter sich nicht im Shack befindet!
Also was tun?
Koaxialkabel läßt sich am einfachsten verlegen und ist witterungsbeständig, somit muß etwas her, was die Kopplung hinbekommt.


Schauen wir, was passiert, beim Dipol ist der Fußpunktwiderstand reell bei ca. 60 - 65 Ohm.
Gebe ich jetzt ca. 750 Watt drauf, so liegen am Speisepunkt rund 200 V an, diese verteilt sich bei symmetrischer Speisung in gleichen Teilen auf beiden Dipolhälften.
Würden wir jetzt ein Koaxialkabel direkt an diesem Dipol haben, wäre eine Dipolhälfte über den Masseteil des Kabels mit Erde verbunden und somit die Symmetrie gestört.
Somit hätten wir jetzt eine ungleichmäßige Verteilung der Spannung auf den Dipolhälften und das Strahlungsdiagramm nicht mehr symmetrisch.
Die unangenehme Folge wäre, daß der eigentliche Schirm des Kabels die Energie schon vor dem Erreichen der Antenne im Raum verteilt, bedeutet praktisch, der Masseschirm ist zu einem vertikalen Strahler mutiert, und was das bedeutet, weiß sicherlich jeder.
Somit steht auch der Transceiver plötzlich unter Spannung und man verbrennt sich im wahrsten Sinne des Wortes die Finger.
Ganz zu schweigen von den ganzen Störungen durch die freigesetzte HF im ganzen Haus und Umgebung.
Letztendlich gelangt dann die HF in das Stromnetz, wo wir dann über die Folgen nicht mehr diskutieren müssen.

Aber es gibt eben Abhilfe, ein Balun muß her, denn er wandelt die symmetrische Spannung in eine Unsymmetrische (asymmetrische) Spannung um und umgekehrt.
Also wird die senderseitige Spannung in eine gleichgroße symmetrische Spannung umgeformt (balanced).
Unser Kabelschirm hat nun am antennenseitigen Ende rein annahmemäßig ein Erdpotential.
Der weit verbreiteste Balun hierfür ist ein Strombalun im Verhältnis 1:1, denn der Speisepunkt liegt im Strombauch der Antenne.
Manchmal reicht es, mehrere Meter Koaxialkabel zu einem Ring aufzurollen (10 Windungen a 25 - 30 cm) und zusammenzubinden, jedoch kann das manchmal nicht reichen in einer dicht besiedelten Gegend, deshalb ist ein echter Balun mit Ferritkern eher zu empfehlen.
Er muß natürlich der benutzten Leistungsfestigkeit entsprechend ausgelegt sein.
Diese Methode gilt allerdings für Monoband-Dipole, bei Mehrband-Dipolen gelten noch ganz andere Regeln, da geht es ohne Hühnerleiter gar nicht.
Aber auch dort gibt es Abhilfe, so daß man im Prinzip mit Koaxkabel zumindestens ins Shack gelangt wie bei der G5RV z.B.
Sogenannte Koppler werden eingesetzt, noch einfacher sind die von DX-Wire extra dafür entwickelten Koppler, die es auf Bestellung evtl. noch gibt.
http://www.dx-wire.de/easyway.pdf
Ansonsten eben wirklich nur automatische Antennentuner für symmetrische Antennen wie z.B. dem AT-502 von hamware.de, dieser kostet allerdings trotzdem schon knapp 600,- Euro.
Aber alles Andere ist mit viel Verlusten behaftet, selbst die Lösung der G5RV bringt nicht den ersehnlichen Erfolg, wie er normalerweise beim Dipol sein könnte, deshalb sagt man dieser Form auch öfter störende Folgen nach (BCI und TVI).

Also,so gut Dipole auch sein mögen, ohne etwas Aufwand, technischen Geschick oder einer größeren Geldbörse, kommen wir nicht in den vollen Genuß der Leistungsfähigkeit eines reellen Dipols und können nur weiteren Schaden anrichten, wenn wir uns diese Grundsätze nicht zu Gemüte führen.
Ausgenommen sind wieder eine spezielle Sonderform der Monoband-Dipole, nämlich die allzu gut bekannten Bazookas, die ja aus Koaxialkabel hergestellt werden, sie benötigen weder Balun, noch Koppler.
Nun wünsche ich Euch weiterhin viel Spaß beim Antennenbau,
Euer Tom