Superantennen?

Liebe Funkfreunde, viele Anfragen sind an mich herangetragen worden, ob ich nicht mal eine Bauanleitung für die kleinen Antennen, die ich benutze, erstellen könnte. Immerhin sind es die kleinsten Antennen der Welt für die Kurzwelle.

Als Beispiel soll eine Antenne für's 40 Meterband dienen. Material ist eine LEERE Haarspraydose und den Deckel, ein etwa 150 - 200 mm langes und 50 mm dickes, graues HT-Rohr, eine PL-Buchse, 7.5 m Isolierter Schaltdraht 1 mm (inkl. Isolierung) oder Kupferlackdraht 1 mm Durchmesser sowie eine Stromgleichlaufsperre SGLSP und etwa 7 m RG-58 als Zuleitung zur Antenne. Diese Antenne funktioniert gut bis 150 Watt. Bei dickerem Spulendraht und grösserem Ferritkern auch bis 1000 Watt einsetzbar auf 40 Meter.

Bei einem Haarspraydosendurchmesser von 50 mm passt die Dose genau in ein graues HT-Plastikwasserrohr und zwar dort, wo die Endverdickung ist. Ein innerer Gummiring hält das Gesamte dann fest. Also mit dem Sprayknopf voraus in das Rohr reinstecken. Bei Aludosen vorher ein kleines Loch in die Dose - links oder rechts vom Sprayknopf - bohren und dort eine Anschlussmöglichkeit für den Spulendraht schaffen (Popniete/Blechschraube etc. und Lötöse). Sollte die Spraydose aus lötbarem Material bestehen, dann natürlich den Spulendraht direkt ans Gehäuse anlöten. Die Dosen haben eine Länge von etwa 150 - 250 mm

ACHTUNG: Bei manchen Dosen ist der angebördelte Metallkopf, in dem sich der Sprayknopf befindet, nicht mit der Dose leitend verbunden! Wenn man dort die Spule anlötet, dann geht nichts hi hi....

Bei 1 mm Drahtdurchmesser (mit Isolierung messen) oder Kupferlackdraht wickelt man etwa 45-50 Windungen eng aneinander auf das Wasserrohr.

Genaue C und L-Werte sowie die Windungszahl vorher mit meinen Programmen ausrechnen!

Den Spulendraht (etwa 7,1-8Meter) nun von oben, unterhalb der später einzusteckenden Spraydose durch ein kleines, vorher gebohrtes Loch (Lötkolben) ins Kunststoffrohr stecken, ein wenig aus dem Rohr herausschieben und abisolieren. Dann den Draht an die Lötöse der Haarspraydose oder direkt anlöten.

Jetzt die Sprayflasche in das Rohr reinstecken (mit dem Sprayknopf voraus), den Draht dabei anziehen und alles fixieren.

Nun die etwa 45-50 Windungen auf das HT-Rohr SAUBER aufwickeln und am Ende wiederum durch ein Loch im Rohr stecken und von innen später an das Zuleitungskabel oder eine eingeklebte PL-Buchse (siehe Skizze) anlöten. Bei meinen letzten Antennen habe ich mit dem Deckel der Haarspraydose das HT-Rohr unten verschlossen und auf diesem Deckel die PL-Buchse angeschraubt.

Zum Abstimmen einfach in die Spraydose (der Boden ist ja jetzt oben) ein Loch in den Boden mittig bohren und eine Telekopantenne in dieses Loch einstecken und an die Dose anlöten oder fest einklemmen und mit einem Zweikomponentenkleber festkleben, so dass die Elemente der Antenne noch herausgezogen werden können.

Bei Alumaterial als Strahler habe ich eine kleine Lasche aus Weissblech mit 2 Popnieten auf den Boden der Dose mittig angenietet, dann das Loch gebohrt, die Teleskopantenne in das Loch gesteckt und dann die Teleskopantenne an die Lasche angelötet und hinterher alles gut verklebt.

Das Zuleitungskabel zwischen Antenne und Stromgleichlaufsperre ist für 40 Meterband 7.02 Meter lang (Lambda/4*0.66). Nun noch eine Stromgleichlaufsperre SGLSP aus einem Ferritring (Material FT-140/43 oder den RK1 vom DARC-Verlag) anfertigen.

Meine Bauanleitung sieht für 40 Meterband eine Kapazität von etwa 7 pF vor dabei hat die Spule etwa 44 Windungen. So kann man mit Hinzufügen oder Abnehmen von 1 bis 2 Windungen die Resonanzfrequenz geringfügig verändern. Wäre das C zu groß und man hat z.B. nur 3 Windungen auf der Spule - wie will man mit 3 Windungen +1 oder -1 hier eine geringfügige Resonanzveränderung erreichen? Geht nicht! Also sollten mindestens 30 - 50 Windungen für die tiefen Frequenzen vorhanden sein. Etwas mehr schadet nicht. Man sollte aber bedenken, je mehr Windungen, um so schlechter der Wirkungsgrad durch die zusätzlichen Kapazitäten von Windung zu Windung. Ab dem 20 Meterband reichen 15-25 Windungen.

Etwa 25-50 pF für 160, 11-22 pF für 80, 6-16 für 40, 3-10 pF für 20, 1-5 pF für 10 und um die 1pF für 6 Meterband.

Die Wicklungen werden über das Berechnungsprogramm ermittelt und resultieren dann aus den Kapazitäten.

Die Stromgleichlaufsperre wird an einen definierten Punkt der Verzögerungsleitung zur Antenne angebracht, an dem der rückfliessende HF-Strom so wie der reinfließende HF-Strom +-0 Grad phasenverschoben ist. Damit wird er gesperrt bzw. aufgehoben. Die HF-Spannung steigt an dieser Stelle an und wird kapazitiv längst des Kabels gegen Erde gekoppelt. Diese HF-Spannung ist viel kleiner als am Strahler und nicht zuständig für die Kommunikation. Ist das Zuleitungskabel genau Lambda/2, benötigt man keine SGLSP. Hier muss aber alles ganz genau stimmen, auch die kapazitive Kopplung zur Erde. Ansonsten wird die Abstimmung sehr kritisch. Im Fall von Lambda/2 sollte zur Feinabstimmung ein Tuner direkt an der SGLSP zwischen SGLSP und Antenne geschaltet werden. Leider werden in diesem Fall Verluste von 2-6 dB die Wirkung der Antenne schmälern.

Weiter im Thema SGLSP: einfach 12-16 Windungen RG-58 um den großen Kern RK1 wickeln (Kern muss großen Innendurchmesser haben, kleine Kerne mit verdrilltem Kupferlackdraht bewickeln). Damit die SGLSP später auch gegen Feuchtigkeit geschützt ist, baue ich diese in eine kleine Plastikdose ein. Dann jeweils eine PL oder BNC Buchse rechts und links anbringen und die SGLSP daran anlöten. Die Leitungsenden kurz halten - etwa 2-5 cm vom Kern.

Bei Bauteileanbietern im Internet bekommt man kleine Ringkerne recht preiswert, die auch gute Werte für SGLSP haben. Leider kann man nicht genug Windungen Koaxkabel darum wickeln. Diese Kerne haben ein AL-Wert > 3000 und benötigen nur wenig Windungen (10-12) verdrillter CU-Lack Leitung.

Habe mich aus diesem Grund in der letzten Zeit mit verdrillten Leitungen befasst und dabei kam heraus, dass sich verdrillte Kupferlackdrähte mit 1-1,3 mm Durchmesser und bei einem Schlag (Abstand von Drill zu Drill) von etwa 5-8 mm wunderbar zum Bewickeln dieser preiswerten Kerne eignen. Etwa 10-12 Windungen reichen aus. Diese SGLSP werden nicht mehr so warm, eignen sich auch für sehr hohe Leistungen bis 1000 Watt (2-3 Kerne übereinander verkleben und dann bewickeln) und kosten so gut wie nichts.... Durch die kleine Grösse passen sie wunderbar in kleine Kunststoffdosen zum Verschrauben und sind somit auch wettergeschützt. Die Stehwelle von 1 ist IMMER zu erreichen.

Das 7.02 Meter lange Kabel wird nun mit dem Innenleiter an den Anfang der Spule angelötet, oder falls vorhanden - an die PL-Buchse, wo die Spule angelötet worden ist, angeschraubt. Beim Anlöten sollte die Abschirmung großzügig abisoliert werden und etwa 1-2 cm von der Lötstelle weg sein. Es ist gut, wenn das angelötete Kabel auch irgendwie an das HT-Rohr, worauf sich die Spule befindet, fixiert wird. Ich habe es einfach nach der Frequenzabstimmung mit Zweikomponentenkleber innen am Kunststoffrohr festgeklebt. An die andere Seite des 7.02 Meter langen Kabels wird nun die SGLSP angeschraubt und dann mit mind. 4 Meter Kabel geht's weiter zum Funkgerät. Die Kabellänge zum Funkgerät ist dabei unwesentlich, sollte aber nicht kürzer als 4 Meter sein. Das war's schon.....!

Nun wird der Resonanzpunkt der Antenne ermittelt. Die kleine Abstimmantenne ist dabei eingeschoben. Am einfachsten mit einem durchstimmbaren Tranceiver oder Antennenanalyser.

Der Resonanzpunkt sollte am Ende des Bandes sein. In der Praxis ist die Resonanzfrequenz dann etwas oberhalb des Bandendes. Mit der kleinen Teleskopantenne kann man die Frequenz dann nach unten korrigieren. Ist die Frequenz bei eingeschobener Abgleichantenne schon zu tief, dann muss man eine oder mehrere Windungen von der Spule entfernen und wieder die Resonanz nachmessen, bis die Frequenz wie beschrieben stimmt.

ETWAS ZUM PROGRAMM:

Das Programm erklärt sich selber. Nur die Daten eingeben, die in den weiß unterlegten Flächen erfragt werden und dann "Daten ausrechnen" anklicken. Zur Flächenberechnung sei noch zu sagen, dass hier nicht die gesamte Körperfläche berechnet wird, sondern nur die Fläche, die zum Aufbauen des Spannungsfeldes benötigt wird. Bei einem runden Körper sind es die Aussenflächen des Zylinders und die obere Boden/Kopffläche. Die untere Abschlussfläche wird nicht in die Berechnung mit einbezogen.

Das Gleiche gilt für die rechteckige Form. Also die Seiten und die obere Kopffläche. Bei der Kugel habe ich die gesamte Fläche angenommen, da sie sich leicht auf einer dünnen Befestigung montieren lässt und die Spule darunter hängt. Auch bei der Eingabe der Fläche irgendwelcher Formen habe ich die gesamte Fläche zur Berechnung angezogen, die eingegeben wird.

Die Eingabe der gewünschten Resonanzfrequenz sollte sich zum Ende des Funkbandes bewegen. Mit der Frequenz nach unten zu kommen ist kein Problem mit der Abstimmantenne, aber eine höhere Frequenz mit eingeschobener Abstimmantenne zu erreichen wird schwierig sein. Man müsste dann die Spule durch Kurzschliessen einiger Windungen verkleinern (z.B. mit einem Schraubring bzw. Schlauchschelle). Das Programm lässt sich auch mit einem Handytelefon via Internet bedienen.

FAZIT:

Mit geringsten Kosten- und Arbeitsaufwand bekommt man mit dieser Antenne ein Exemplar, welches sich mit vielen anderen Antennen messen kann. Da sich die Bauzeit um etwa 1 Stunde bewegt, lohnt es sich auf jeden Fall mal so eine Antenne nachzubauen. Sicherlich bekommt man bei einigen Händlern auch SEHR günstige Ferritringe und Abstimmantennen (im Internet suchen, ein paar Cent..) und den Rest hat der eine oder andere Funkamateur in seiner Bastelkiste....... Durch mein Programm ist eine sehr hohe Variabilität in den Materialien und der Form gegeben, so dass fast jeder Metallkörper als Antenne genutzt werden kann.