Die Antenne ist das wichtigste Element jeder Amateurfunkstation. Sie wandelt elektrische Energie in elektromagnetische Wellen um - und umgekehrt. Mit einer guten Antenne lassen sich oft bessere Ergebnisse erzielen als mit einem teuren Transceiver und schlechter Antenne.
Antennen-Grundlagen
Bevor wir die verschiedenen Antennentypen betrachten, sind einige Grundbegriffe wichtig:
Polarisation
Die Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung der elektrischen Feldkomponente:
- Horizontal: Elektrisches Feld parallel zum Erdboden (typisch für KW-Dipole)
- Vertikal: Elektrisches Feld senkrecht zum Erdboden (typisch für UKW-Mobilfunk)
- Zirkular: Rotierendes Feld (Satellitenfunk)
Sender und Empfänger sollten die gleiche Polarisation verwenden. Bei Kreuzpolarisation (horizontal zu vertikal) gehen etwa 20 dB Signalstärke verloren.
Antennengewinn
Der Antennengewinn beschreibt, wie stark eine Antenne Energie in eine bestimmte Richtung bündelt - im Vergleich zu einer Referenzantenne:
| Einheit | Referenz | Beschreibung |
|---|---|---|
| dBi | Isotropstrahler | Theoretische Punktquelle (strahlt gleichmäßig in alle Richtungen) |
| dBd | Halbwellendipol | Praktische Referenz im Amateurfunk |
Eine Antenne wird mit 9,15 dBi beworben. Wie viel ist das in dBd?
Formel: dBd = dBi - 2,15
Rechnung: 9,15 - 2,15 = 7 dBd
Die Antenne hat also 7 dB mehr Gewinn als ein Halbwellendipol.
Ein Halbwellendipol hat 0 dBd bzw. 2,15 dBi Gewinn. Antennen mit höherem Gewinn bündeln stärker - haben aber auch schmalere Abstrahlwinkel.
SWR (Stehwellenverhältnis)
Das SWR zeigt, wie gut die Antenne an die Speiseleitung angepasst ist:
| SWR | Reflexion | Bewertung |
|---|---|---|
| 1,0:1 | 0% | Perfekt (nur theoretisch) |
| 1,5:1 | 4% | Sehr gut |
| 2,0:1 | 11% | Akzeptabel |
| 3,0:1 | 25% | Grenzwertig |
| >3,0:1 | >25% | Anpassung nötig |
Ein SWR über 3:1 kann die Sender-Endstufe beschädigen. Die meisten modernen Transceiver reduzieren automatisch die Leistung bei hohem SWR.
Dipolantenne
Der Dipol ist der Klassiker unter den Antennen und die Basis vieler anderer Antennenformen. Er besteht aus zwei gleich langen Leitern, die in der Mitte gespeist werden.
Aufbau des Halbwellendipols
Die Gesamtlänge beträgt etwa eine halbe Wellenlänge (λ/2). Die praktische Formel lautet:
Länge (m) = 143 / Frequenz (MHz)
Mittenfrequenz des 40m-Bandes: 7,1 MHz
Rechnung: 143 / 7,1 = 20,14 m
Pro Schenkel: 20,14 / 2 = 10,07 m
Du benötigst also zwei Drähte à ca. 10 m Länge.
| Band | Frequenz | Dipollänge |
|---|---|---|
| 80 m | 3,65 MHz | 2 × 19,6 m = 39,2 m |
| 40 m | 7,1 MHz | 2 × 10,1 m = 20,2 m |
| 20 m | 14,2 MHz | 2 × 5,0 m = 10,0 m |
| 10 m | 28,5 MHz | 2 × 2,5 m = 5,0 m |
| 2 m | 145 MHz | 2 × 0,49 m = 0,98 m |
Eigenschaften
- Impedanz: Ca. 50-75 Ω am Speisepunkt (ideal für Koaxkabel)
- Richtcharakteristik: Bidirektional (Achtform), strahlt senkrecht zum Draht
- Gewinn: 0 dBd / 2,15 dBi
- Bandbreite: Relativ schmalbandig, aber für ein komplettes Amateurfunkband ausreichend
Inverted-V-Dipol
Die Inverted-V ist eine beliebte Dipol-Variante, bei der die Schenkel vom Speisepunkt nach unten geneigt sind:
- Speisepunkt ist der höchste Punkt - nur ein Mast nötig
- Schenkel im Winkel von 90-120° zueinander
- Impedanz ca. 50 Ω (direkter Anschluss an Koax möglich)
- Flacherer Abstrahlwinkel - gut für DX
Gestreckter Dipol
- Braucht zwei Aufhängepunkte
- Impedanz 60-75 Ω
- Maximale Bandbreite
- Achtförmiges Diagramm
Inverted-V
- Nur ein Mast nötig
- Impedanz ca. 50 Ω
- Etwas weniger Bandbreite
- Rundlicheres Diagramm
Multiband-Drahtantennen
Wer auf mehreren Bändern funken möchte, ohne für jedes Band eine eigene Antenne zu bauen, hat verschiedene Optionen:
G5RV-Antenne
Die G5RV wurde 1946 von Louis Varney (G5RV) entwickelt und ist eine der bekanntesten Mehrbandantennen:
- Gesamtlänge: 31,1 m (2 × 15,55 m)
- Speiseleitung: 10,4 m Hühnerleiter (450 Ω) + Koax zum Shack
- Bänder: 80, 40, 20, 15, 10 m (mit Tuner auch 30, 17, 12 m)
Windom / OCF-Dipol
Der Off-Center-Fed Dipol (OCF oder Windom) wird nicht in der Mitte, sondern bei etwa 1/3 der Länge gespeist:
- Speisepunkt bei 33% der Gesamtlänge
- Impedanz ca. 200-300 Ω (benötigt 1:4 oder 1:6 Balun)
- Funktioniert auf harmonischen Bändern (80/40/20/10 m)
- SWR unter 2:1 auf vielen Bändern ohne Tuner
Gesamtlänge für 80m: ca. 40 m
Kurzer Schenkel: 40 × 0,33 = 13,2 m
Langer Schenkel: 40 × 0,67 = 26,8 m
Speisepunkt mit 1:4 Balun am Übergang zwischen den Schenkeln.
Delta Loop
Die Delta Loop ist eine Vollwellenschleife in Dreiecksform - ein Geheimtipp für DX:
- Drahtlänge: 1 Wellenlänge (Formel: L = 300 / f in MHz)
- Gewinn: Ca. 3 dBd gegenüber Dipol
- Impedanz: Ca. 100 Ω (benötigt 1:2 Balun)
- Rauscharmer Empfang
| Band | Frequenz | Drahtlänge |
|---|---|---|
| 40 m | 7 MHz | 42,8 m |
| 20 m | 14 MHz | 21,4 m |
| 15 m | 21 MHz | 14,3 m |
| 10 m | 28 MHz | 10,7 m |
Polarisation je nach Speisung:
- Speisung unten in der Mitte → horizontal polarisiert (NVIS, Nahbereich)
- Speisung in einer Ecke → vertikal polarisiert (DX, flacher Winkel)
End-Fed Half-Wave (EFHW)
Die EFHW ist eine der beliebtesten Antennen für portablen Betrieb und SOTA/POTA-Aktivitäten. Sie besteht aus einem Halbwellendraht, der an einem Ende gespeist wird.
EFHW
- Speisung am Ende
- Nur 1 Aufhängepunkt
- Benötigt 49:1 Unun
- Multiband durch Oberwellen
- Ideal für Portabelbetrieb
Mittengespeister Dipol
- Speisung in der Mitte
- 2 Aufhängepunkte nötig
- Benötigt 1:1 Balun
- Nur 1 Band resonant
- Einfacher aufzubauen
Ein 40-m-EFHW (ca. 20 m Draht) funktioniert auch auf 20 m, 15 m und 10 m. Ein 80-m-EFHW (ca. 40 m) deckt 80-10 m ab.
Langdrahtantenne
Eine Langdrahtantenne ist mindestens 1 λ lang und wird an einem Ende gespeist:
- Gute Erdung oder Gegengewicht nötig
- Antennentuner erforderlich (hohe Impedanz)
- Unun 1:9 zur Impedanzanpassung
- Mit zunehmender Länge: stärkere Richtwirkung
Formel für Mindestlänge: L = 150 / f (MHz)
Für 80m-Band (3,65 MHz): 150 / 3,65 = 41 m
Für 40m-Band (7,1 MHz): 150 / 7,1 = 21 m
Empfohlene Universallänge: 41 m (funktioniert 80-10 m)
Sloper-Antenne
Der Sloper (von englisch "slope" = Neigung) ist eine schräg gespannte Antenne:
- λ/4-Strahler schräg vom Mast nach unten
- Mast/Tower dient als Gegengewicht
- Überwiegend vertikal polarisiert
- Flacher Abstrahlwinkel - sehr gut für DX
- Platzsparend auf niedrigen Bändern (160m, 80m)
T2FD-Antenne
Die T2FD (Tilted Terminated Folded Dipole) ist eine breitbandige Antenne für den gesamten KW-Bereich:
- Modifizierter Faltdipol mit Abschlusswiderstand
- Extrem breitbandig (2-30 MHz)
- Kein Tuner nötig
- Ca. 30-50% Verlust durch Widerstand
- Ideal für SWL, Digimodes, Winlink
Vertikalantennen und Groundplane
Vertikalantennen sind beliebt wegen ihres geringen Platzbedarfs und der rundstrahlenden Charakteristik.
Groundplane-Antenne
Die klassische Groundplane besteht aus einem senkrechten λ/4-Strahler und mehreren waagerechten oder leicht nach unten geneigten Radialen als Gegengewicht:
Formel für λ/4-Strahler: L = 71,5 / f (MHz)
Strahler: 71,5 / 145 = 49,3 cm
Radiale: Ebenfalls je ca. 49 cm
Bei 45° geneigten Radialen: Impedanz ca. 50 Ω
- Impedanz: 36 Ω (waagerechte Radiale) bis 50 Ω (45° geneigte Radiale)
- Richtcharakteristik: Rundstrahlend (horizontal), flacher Abstrahlwinkel
- Gewinn: -1 bis 0 dBd
Vertikalantenne
- Rundstrahlend
- Platzsparend
- Flacher Abstrahlwinkel
- Gut für DX
- Benötigt gute Erde/Radiale
Dipol horizontal
- Bidirektional
- Braucht mehr Platz
- Steilerer Abstrahlwinkel
- Besser für Europa-QSOs
- Keine Radiale nötig
Multiband-Vertikalantennen
Für den Mehrbandbetrieb gibt es kommerzielle Vertikalantennen mit eingebauten Sperrkreisen (Traps) oder automatischen Tunern:
| Modell | Bänder | Höhe | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| Hustler 4BTV | 4 (40-10 m) | 6,4 m | Klassiker, bewährt |
| Hustler 6BTV | 6 (80-10 m) | 7,3 m | Mit 80m |
| Diamond CP-6 | 6 (80-10 m) | 4,5 m | Kompakt |
| GAP Titan | 8 | 7,6 m | Keine Radiale |
Yagi-Uda-Antenne
Die Yagi-Antenne ist die klassische Richtantenne für Amateurfunk. Sie wurde 1924 von den japanischen Ingenieuren Hidetsugu Yagi und Shintaro Uda entwickelt.
Aufbau
Eine Yagi besteht aus:
- Reflektor: Hinter dem Strahler, ca. 5% länger als λ/2
- Strahler (Driven Element): Der gespeiste Dipol (λ/2)
- Direktoren: Vor dem Strahler, ca. 5-10% kürzer als λ/2
- Boom: Träger, auf dem alle Elemente montiert sind
Frequenz: 145 MHz
λ/2 = 143 / 145 = 0,986 m ≈ 99 cm
Reflektor: 99 × 1,05 = 104 cm
Strahler: 99 cm (angepasst durch Faltung)
Direktor: 99 × 0,95 = 94 cm
Abstand: ca. 0,15λ = 31 cm zwischen Elementen
Eigenschaften nach Elementzahl
| Elemente | Gewinn (dBd) | Öffnungswinkel | Vor/Rück | Bandbreite |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 3-4 | ~70° | 10-12 dB | ~5% |
| 3 | 5-6 | ~60° | 15-18 dB | ~4% |
| 5 | 8-9 | ~45° | 20-22 dB | ~3% |
| 7+ | 10+ | ~30° | 25+ dB | ~2% |
Funktionsweise
Die Yagi nutzt das Prinzip der phasenverschobenen Abstrahlung:
- Der Reflektor verzögert das Signal (induktiv) → reflektiert nach vorne
- Die Direktoren beschleunigen das Signal (kapazitiv) → lenken nach vorne
- Ergebnis: Konstruktive Interferenz nach vorne, destruktive nach hinten
Anwendungen
- UKW (2 m, 70 cm): 4-11 Elemente, drehbar für Satellitenfunk, EME
- KW (10-20 m): 3-5 Elemente auf Drehrotor (DX-Antennen)
- Notfunk/APRS: Kleine Yagis für gerichtete Verbindungen
Cubical Quad und Delta Loop
Die Quad-Antenne verwendet Vollwellenschleifen (Umfang = λ) statt Dipol-Elemente. Sie wurde 1942 in Ecuador entwickelt, um Koronaentladungen in großer Höhe zu vermeiden.
Aufbau der Cubical Quad
Die klassische Cubical Quad besteht aus quadratischen Drahtschleifen:
- Strahler: Quadrat mit Umfang = 1 λ
- Reflektor: Ca. 3-5% größer
- Direktoren: Ca. 3-5% kleiner
Frequenz: 14,2 MHz → λ = 300 / 14,2 = 21,1 m
Umfang Strahler: 21,1 m
Seitenlänge: 21,1 / 4 = 5,28 m
Umfang Reflektor: 21,1 × 1,03 = 21,7 m (Seite: 5,43 m)
Umfang Direktor: 21,1 × 0,97 = 20,5 m (Seite: 5,12 m)
Cubical Quad
- Ca. 1-2 dB mehr Gewinn
- Besseres Vor/Rück-Verhältnis
- Größere Bandbreite
- Rauscharmer Empfang
- Aufwendigere Konstruktion
Yagi-Uda
- Einfacherer Aufbau
- Leichter zu drehen
- Weniger windanfällig
- Kürzerer Boom möglich
- Mehr kommerzielle Modelle
Magnetloop-Antenne
Die Magnetic Loop (MLA) ist die Rettung für Funkamateure mit Platzproblemen - auf Balkonen, in Mietwohnungen oder bei Antennenverboten.
Aufbau
Eine Magnetloop besteht aus:
- Hauptschleife: Kupfer- oder Alurohr, Durchmesser 0,5-2 m
- Abstimmkondensator: Hochspannungsfester Drehkondensator
- Koppelschleife: Kleine Schleife zur Einspeisung (1/5 des Durchmessers)
Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Gewinn | -1 bis -3 dBd |
| Bandbreite | Sehr schmal (5-20 kHz) |
| Abstimmung | Bei jeder Frequenzänderung nötig |
| Störempfindlichkeit | Sehr gering (magnetische Kopplung) |
| Platzbedarf | Minimal (1-2 m Durchmesser) |
| Max. Leistung | 20-200 W (abhängig vom Kondensator) |
Magnetloop Vorteile
- Extrem kompakt
- Balkon-/Indoor-tauglich
- Nimmt wenig Störungen auf
- Keine Radiale nötig
- Unauffällig
Magnetloop Nachteile
- Niedrigerer Wirkungsgrad
- Sehr schmalbandig
- Ständiges Nachstimmen
- Begrenzte Leistung
- Teurer als Drahtantennen
Empfehlungen für Einsteiger
Welche Antenne ist die richtige für den Einstieg? Das hängt von Lizenzklasse, Budget und Platzverhältnissen ab:
Für Klasse N (10 W, 10m/2m/70cm)
| Situation | Empfehlung | Kosten |
|---|---|---|
| Handfunkgerät 2m/70cm | Nagoya NA-771 Knickantenne | ca. 15 Euro |
| Feststation 2m/70cm | Diamond X-30 Rundstrahler | ca. 70 Euro |
| 10m-Band Einstieg | Dipol Selbstbau (5m lang) | ca. 20 Euro |
| Mobilbetrieb | Magnetfuß Dualband | ca. 40 Euro |
Für Klasse E und A (Kurzwelle)
| Situation | Empfehlung | Kosten |
|---|---|---|
| Garten vorhanden | Dipol oder Inverted-V für 40m | 30-50 Euro |
| Mehrere Bänder | G5RV oder EFHW 40-10m | 50-100 Euro |
| Balkon/Terrasse | Magnetloop oder kleine Vertikal | 200-500 Euro |
| Portabelbetrieb | EFHW mit Teleskopmast | 80-150 Euro |
| DX-Ambitionen | Vertikalantenne (Hustler, Diamond) | 300-600 Euro |
Blumentopf-Antenne (Selbstbau-Tipp für UKW)
Die Blumentopf-Antenne ist ein beliebtes Selbstbau-Projekt für 2m/70cm:
- Koaxkabel in Kunststoffrohr (25mm HT-Rohr)
- Kosten: unter 20 Euro
- Gewinn: ca. 3 dBd auf 2m, 5-6 dBd auf 70cm
- Wetterfest und unauffällig
Mobil- und Portabelantennen
Für den Betrieb aus dem Fahrzeug oder unterwegs gibt es spezielle Antennen:
UKW-Mobilantennen (2 m / 70 cm)
| Typ | Länge | Gewinn | Beispiele |
|---|---|---|---|
| λ/4 Magnetfuß | ~50 cm | 0 dBd | Nagoya, Baofeng |
| 5/8 λ Strahler | ~1 m | 3-4 dBd | Diamond NR-770 |
| Dualband-Mobil | ~45 cm | 2,15/5 dBd | Comet SBB-5 |
KW-Mobilantennen
- Verkürzte Vertikalstrahler: Mit Verlängerungsspulen (Hustler, Hamstick)
- Screwdriver-Antennen: Motorisch abstimmbar (Tarheel, High Sierra)
- Multiband-Mobilantennen: Comet UHV-9 (9 Bänder, klappbar)
Portabelantennen für SOTA/POTA
| Typ | Bänder | Gewicht | Aufbauzeit |
|---|---|---|---|
| EFHW mit Unun | 40-10 m | 200-500 g | 5 Min |
| Linked Dipol | Wählbar | 300-600 g | 10 Min |
| Teleskop-Vertikal | 20-10 m | 500 g - 1 kg | 5 Min |
| Buddipole/Buddistick | 40-6 m | 2-3 kg | 10-15 Min |
Antennen selbst bauen
Der Selbstbau von Antennen ist ein Kernbereich des Amateurfunks:
- Kostenersparnis: Oft 70-90% günstiger
- Lerneffekt: Besseres Verständnis der Funktionsweise
- Anpassung: Optimiert auf eigene Bedürfnisse und Platzverhältnisse
- Reparierbarkeit: Selbst gebaut = selbst reparierbar
Einstiegsprojekte mit Materialkosten
| Projekt | Material | Kosten | Schwierigkeit |
|---|---|---|---|
| Dipol für 40 m | 20 m Litze, Isolatoren, Koax | 20-30 Euro | Leicht |
| Groundplane 2 m | Alu-Stäbe, SO-239-Buchse | 15-20 Euro | Leicht |
| Blumentopf 2m/70cm | RG-58, HT-Rohr, Stecker | 15-20 Euro | Leicht |
| EFHW 40-10 m | Draht, FT240-43 Ringkern, Kondensator | 25-40 Euro | Mittel |
| 3-Element Yagi 2 m | Alu-Rohr, Boom, Balun | 40-60 Euro | Mittel |
| Delta Loop 20 m | 22 m Litze, 1:2 Balun, Isolatoren | 30-50 Euro | Mittel |
Materialien
- Antennenlitze: Kupfer- oder Bronzelitze, 1-2 mm², PVC-isoliert
- Isolatoren: Ei-Isolatoren, Hundeknochen-Isolatoren oder Kabelbinder
- Koaxkabel: RG-58 (UKW/kurze Strecken), RG-213 (KW/lange Strecken)
- Stecker: PL-259 (UHF), BNC, N-Stecker
Simulationssoftware
Vor dem Bau lohnt sich eine Simulation:
- 4NEC2: Kostenlos, sehr leistungsfähig
- MMANA-GAL: Einfacher zu bedienen, für Yagis
- EZNEC: Professionell, kostenpflichtig
Literatur
- Rothammels Antennenbuch: Das Standardwerk im deutschsprachigen Raum
- ARRL Antenna Book: Englisches Pendant, sehr umfangreich
- Praxisbuch Antennenbau: Viele Bauanleitungen für Einsteiger
Anpassung und Zubehör
Balun und Unun
Diese Transformatoren sorgen für die richtige Impedanzanpassung:
| Typ | Funktion | Anwendung |
|---|---|---|
| Balun 1:1 | Symmetrierung (keine Transformation) | Dipol an Koaxkabel |
| Balun 1:4 | Symmetrierung + 1:4 Transformation | Faltdipol, Windom |
| Unun 1:9 | Nur Transformation (unsymmetrisch) | Langdraht an Koax |
| Unun 1:49 | Nur Transformation (unsymmetrisch) | EFHW an Koax |
| Balun 1:2 | Symmetrierung + 1:2 Transformation | Delta Loop, Quad |
Mantelwellensperre (Choke)
Ohne Mantelwellensperre kann das Koaxkabel selbst Teil der Antenne werden:
- Störungen bei Nachbarn (Babyphone, TV, Audio)
- HF-Rückkopplung ins Shack (Mikrofon brummt)
- Unvorhersehbares Strahlungsdiagramm
Lösung: Ferritringe auf dem Koaxkabel nahe der Antenne oder ein 1:1-Strombalun.
Antennentuner
Ein Tuner passt die Antenne an 50 Ω an, wenn sie nicht resonant ist:
- Der Tuner macht die Antenne nicht effizienter - er verhindert nur Reflexionen
- Je schlechter die Anpassung, desto höher die Verluste im Kabel
- Für stark fehlangepasste Antennen: Tuner nahe an der Antenne platzieren
Welche Antenne für welchen Zweck?
| Situation | Empfehlung |
|---|---|
| Einsteiger mit Garten | Dipol oder Inverted-V für 40 m |
| Mehrere KW-Bänder | G5RV, EFHW, Windom oder Vertikalantenne |
| DX auf KW | Yagi oder Quad auf Drehrotor, Vertikalantenne |
| Balkon/Mietwohnung | Magnetloop oder kleine Vertikalantenne |
| Portabel/SOTA | EFHW, Linked Dipol, Teleskopvertikal |
| Mobilbetrieb KW | Screwdriver-Antenne, verkürzte Vertikale |
| UKW Feststation | Yagi auf Rotor oder X-30/X-50 Rundstrahler |
| Satellitenfunk | Kreuzyagi, X-Quad mit Elevation/Azimut-Rotor |
| Empfang/SWL | T2FD, Langdraht, aktive Loop |
| Wenig Platz | Magnetloop, verkürzte Dipole, Vertikalantenne |
Antennentechnik verstehen
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Jetzt lernenQuellen
- DARC: Online-Lehrgang Technik A - Antennentechnik
- Wikipedia: Stehwellenverhältnis
- Wikipedia: Yagi-Uda-Antenne
- Wikipedia: Quadantenne
- Wikipedia: Langdrahtantenne