Inverted-V und abgewinkelte Dipole

Wenn der Platz nicht reicht

Ein waagerechter Halbwellendipol braucht auf 20 m gut 10 m zwischen zwei Stützen. Fehlt der Platz oder gibt es nur einen hohen Punkt, muss der Draht nicht gestreckt hängen. Neben den Verlängerungsspulen aus Modul 1, Lektion 2 gibt es zwei Wege, bei denen der Draht mindestens seine volle Länge behält: Die Arme laufen schräg nach unten, oder die Enden werden abgewinkelt. Beide brauchen keine Spulen, die einen verkürzten Dipol schmalbandiger machen und selbst Verluste haben (Modul 1, Lektion 2).

Was sie stattdessen kosten, ist verschieden: Beim Inverted-V ändern sich vor allem die mittlere Höhe des Drahts, der Widerstand am Speisepunkt und die Richtwirkung. Beim Abwinkeln hängt der Einfluss auf Gewinn und Impedanz davon ab, wie viel Draht abgewinkelt wird und wohin die Enden zeigen.

Das Inverted-V

Beim Inverted-V hängt die Mitte an einer hohen Stütze, die Arme laufen schräg zu zwei niedrigeren. Die Neigung wird gegen die Waagerechte gemessen: 45° Neigung heißt 90° Öffnungswinkel zwischen den Armen. Bei 30° Neigung braucht die Antenne waagerecht noch 87 % der Drahtlänge, bei 45° rund 70 %.

Den Vergleich mit dem waagerechten Dipol rechnet die Lektion für das 40-m-Band.

Die Zeichnung zeigt einen Modellfall für 40 m mit den Drahtlängen aus einer 12db-Simulation über Boden mittlerer Leitfähigkeit, die Mitte in rund einer Viertelwellenlänge Höhe. Für dieselbe Resonanz braucht das Inverted-V dort rund 1,4 % mehr Draht als der waagerechte Dipol. Je stärker die Arme geneigt sind, desto kleiner wird der Wirkanteil am Speisepunkt, in dieser Simulation bei 45° von rund 84 auf rund 52 Ω. Eine veröffentlichte Modellrechnung desselben Falls kommt auf ähnliche Werte^[1].

Bei gleicher Höhe der Mitte hängt fast der ganze Draht tiefer als beim waagerechten Dipol, und die geneigten Arme strahlen einen Teil der Leistung auch in Richtung der Drahtenden ab. Seine Vorzugsrichtung quer zum Draht ist deshalb schwächer ausgeprägt.

Was die Höhe für den Abstrahlwinkel bedeutet, zeigt Modul 1, Lektion 5. Damit die stärkste Abstrahlung eines Inverted-V mit 45° unter demselben Erhebungswinkel liegt wie beim waagerechten Dipol, muss seine Mitte in derselben Simulation rund 15 % höher hängen als ein waagerechter Dipol in 3/8 Wellenlänge Höhe.

An den tiefer hängenden Enden liegt die höchste Spannung (Modul 1, Lektion 1). Eine einzige Mindesthöhe für alle Fälle gibt es nicht. Wie du die Antenne so aufstellst, dass niemand in einen gefährlichen Bereich kommt, behandelt Modul 10.

Enden abwinkeln

Die Enden eines Halbwellendipols führen wenig Strom. Werden nur die äußeren Stücke abgewinkelt, kostet das wenig Gewinn quer zum Draht, denn sie tragen vergleichsweise wenig zur Abstrahlung bei.

Rechnet man mit der idealen stehenden Welle nach, liegen unter den äußeren Sechsteln beider Enden zusammen nur rund 13 % der Fläche unter der Stromkurve. Das beschreibt nur die Stromverteilung und ist kein Anteil an der abgestrahlten Leistung. Es zeigt aber, warum Änderungen an den stromarmen Enden das Diagramm meist weniger verändern als Änderungen nahe der Mitte.

Eine 12db-Simulation für einen 80-m-Dipol in einem Achtel Wellenlänge Höhe über Boden mittlerer Leitfähigkeit, mit zwei Dritteln der Länge waagerecht, zeigt die Größenordnung: Hängen die Enden senkrecht nach unten, sinkt der Gewinn quer zum Draht unter 45° Erhebung um knapp 1 dB. Werden sie waagerecht zur Seite abgewinkelt, sind es rund 0,3 dB, der Wirkanteil am Speisepunkt sinkt dabei von rund 54 auf rund 43 Ω. Je kürzer der waagerechte Teil, desto schneller fällt der Gewinn: Bei der Hälfte waagerecht sind es mit senkrechten Enden rund 2,4 dB, mit waagerecht abgewinkelten rund 0,7 dB. Eine veröffentlichte Modellrechnung desselben Aufbaus zeigt denselben Verlauf^[1].

Auch hier braucht der Draht insgesamt etwas mehr Länge als ein gestreckter Dipol, der auf dieselbe Frequenz abgeglichen ist, in der Simulation mit zwei Dritteln der Länge waagerecht rund 2 bis 2,5 %.