Die vollständige Antennenentscheidung

Vier Schritte

Eine Antennenanlage ist mehr als der Strahler. Zu ihr gehören Anpassung, Speiseleitung, Rückweg und Montage, und ein Mangel an einer Stelle kann zunichtemachen, was die anderen leisten. Für die vollständige Entscheidung gehst du deshalb in vier Schritten vor:

1. das Ziel in Bänder und Erhebungswinkel übersetzen,
2. die Grenzen von Standort und Ausrüstung festhalten,
3. jedes Konzept als Kette von der Antenne bis zum Funkgerät prüfen,
4. die Mängel nach ihrer Größe ordnen.

Die Begründungen stehen in früheren Lektionen, hier geht es um die Reihenfolge, in der du sie anwendest.

Das Ziel in Winkel übersetzen

Am Anfang steht die Frage, unter welchen Erhebungswinkeln deine Verbindungen laufen. Stationen in 100 bis 300 km erreicht die Welle in einer vereinfachten Rechnung unter rund 60 bis 80° (Modul 8, Lektion 4), DX über tausende Kilometer unter flachen Winkeln (Modul 8, Lektion 1).

Welche Winkel ein waagerechter Dipol bevorzugt, entscheidet seine Höhe in Wellenlängen (Modul 1, Lektion 5). Dieselbe Stütze ist auf jedem Band anders hoch, gemessen in Wellenlängen. Ein 12 m hoher Mast ist auf 7,1 MHz rund 0,28 λ hoch, auf 14,2 MHz rund 0,57 λ und auf 28,4 MHz rund 1,1 λ.

Auf demselben Band nimmt eine Höhe für flache Winkel der Region Strahlung weg und umgekehrt, dort brauchst du zwei Antennen oder wählst die Höhe nach dem wichtigeren Ziel (Modul 8, Lektion 5). Gehören die Ziele zu verschiedenen Bändern, rechnest du die Höhe für jedes Band getrennt in Wellenlängen um.

Auch die Bauform legt Winkel fest. Eine Viertelwellen-Groundplane hat genau nach oben eine Nullstelle und strahlt auch unter 70 oder 80° wenig (Modul 8, Lektion 4).

Daran ändern gleichmäßig verteilte Radials nichts. Sie senken die Verluste im Boden nahe am Fußpunkt, die Nullstelle bleibt (Modul 3, Lektionen 2 und 4). Für flache Winkel kann dieselbe Antenne gut sein.

Die Grenzen festhalten

Bevor du Konzepte vergleichst, schreibst du auf, was feststeht:

• Sicherheit: genug Abstand zu Freileitungen, auch wenn Mast oder Draht fallen (Modul 4, Lektion 6), Drahtenden, offene Enden von Gegengewichten und hochohmige Speisepunkte außer Reichweite (Modul 10, Lektion 3), bei einer ortsfesten Anlage der Sicherheitsabstand im kontrollierbaren Bereich (Modul 10, Lektion 4).
• Platz und Stützen: Ein Halbwellendraht für 7,1 MHz ist rund 20 m lang. Als Inverted-V mit 45° Neigung braucht er waagerecht noch rund 70 % dieser Länge (Modul 2, Lektion 2).
• Material und Zeit: Ein Fan-Dipol braucht für jedes Band, auf dem kein anderes Paar mitarbeitet, ein eigenes Drahtpaar (Modul 2, Lektion 5), zusammen also die Summe ihrer Längen. Portabel zählt, was im Rucksack liegt und in der verfügbaren Zeit steht.
• Umgebung: Hauswand, Dachrinne und andere Leiter koppeln mit der Antenne, und am Haus sitzen die Störquellen (Modul 4, Lektionen 2 und 4).

Die Sicherheit ist kein Posten zum Abwägen.

Die Kette prüfen

Jedes Konzept ist eine Kette aus Strahler, Anpassung, Speiseleitung und Rückweg. Für jedes Band, auf dem du funken willst, gehst du drei Fragen durch:

1. Wo liegt die Fehlanpassung? Ein mittengespeister Draht ist in der Mitte hochohmig, wenn er auf dem Band eine gerade Zahl halber Wellen trägt, bei einer ungeraden niederohmig (Modul 2, Lektion 5 und Modul 6, Lektion 3). Am gespeisten Ende eines endgespeisten Drahts liegt bei jeder ganzen Zahl halber Wellen ein Stromknoten, das Ende ist dann hochohmig (Modul 6, Lektion 3). Ein mittengespeister Draht, der deutlich kürzer als eine halbe Welle ist, hat einen kleinen Wirkanteil und einen großen kapazitiven Blindanteil (Modul 1, Lektion 2). Ein Tuner am Funkgerät zeigt danach 1:1, das Kabel zur Antenne trägt die Fehlanpassung mit Zusatzdämpfung weiter (Modul 1, Lektion 5), und jeder Tuner hat einen Anpassbereich (Modul 5, Lektion 4). Wie weit der eingebaute Tuner deines Funkgeräts reicht, steht in seiner Anleitung.
2. Wer führt den Rückstrom? Der Dipol bringt seine zweite Hälfte mit, der Strombalun hält den Strom weitgehend vom Koaxmantel fern (Modul 2, Lektion 3). Die Viertelwellen-Vertikalantenne braucht ein Gegengewicht, am Boden aus Radials, was sie bringen, hängt von Zahl, Länge und Boden ab (Modul 3, Lektion 2). Fehlen die Radials, fließt der Rückstrom am Fußpunkt vor allem außen auf dem Koaxschirm, und Kabel, Funkgerät und die Installation im Haus werden Teil der Antenne (Modul 3, Lektion 5). Die Endfed braucht einen festgelegten Rückweg bis zur Sperre. Hängt am Übertrager nur das Koax, fließt der Rückstrom außen auf dem Schirm, Kabel und Funkgerät werden Teil der Antenne, und ein Kabel, das ins Haus läuft, kann dort stören (Modul 6, Lektion 2).
3. Wo liegt hohe Spannung? An Drahtenden, an den offenen Enden kurzer Gegengewichte, an der Spitze einer Vertikalantenne und an hochohmigen Speisepunkten, dort bei gleicher Leistung höher als an niederohmigen (Modul 10, Lektion 3). An diesen Stellen braucht das Konzept Abstand zu Menschen und zu Metall.

Ein Konzept taugt erst, wenn die Kette auf jedem Band hält, das du brauchst.

Das Verlustbudget

Hält die Kette, schätzt du ab, was jedes Glied kostet. Gerechnet wird in dB, weil sich die Dämpfungen hintereinanderliegender Glieder in dB addieren (Modul 5, Lektion 1). Die Grafik stellt Größenordnungen aus dem Lehrgang nebeneinander.

• Höhe und Winkel: Dipol auf 7,1 MHz über mittlerem Boden in $\lambda/8$ gegen $\lambda/2$ Höhe, quer zum Draht unter 70° rund 11 dB für den niedrigen, unter 10° rund 10 dB für den hohen (12db-Rechnung, Modul 8, Lektion 5). Das ist kein Verlust, die Leistung geht in andere Winkel.
• Sehr hohes SWR: je 30 m RG-213 an einem 31-m-Draht auf sieben Bändern mit einem SWR von 15 bis über 100, bezogen auf 50 Ω, rund 4 bis 10 dB (12db-Rechnung, Modul 5, Lektion 5).
• Radials: 16 statt 4 Radials mit je 10,1 m am Boden, gemessen auf 7,2 MHz über gutem Boden, knapp 3,8 dB^[1] (Modul 3, Lektion 2).
• Bauform: Inverted-V mit 90° Öffnungswinkel, Spitze in $\lambda/2$ Höhe, rund 1,2 dB weniger Spitzengewinn als der waagerechte Dipol (12db-Simulation, Modul 2, Lektion 5).
• Kabel bei Anpassung: 25 m RG-58 auf 10,1 MHz rund 0,9 dB (Modul 1, Lektion 5).
• Übertrager: 0,4 bis 0,7 dB Einfügungsdämpfung laut Hersteller eines 49:1-Übertragers^[2] (Modul 6, Lektion 4).

Jeder Wert gilt für den Aufbau, an dem er gerechnet oder gemessen wurde, für deine Anlage rechnest du neu.

Die Werte zeigen aber, wo du zuerst hinsiehst: Ein unpassender Winkel und eine starke Fehlanpassung auf einer langen Leitung können viele dB kosten, angepasstes Kabel auf Kurzwelle, Übertrager und geneigte Arme in diesen Beispielen rund 1 dB oder weniger.

Die Rangfolge

Daraus ergibt sich die Reihenfolge, in der du Konzepte aussortierst:

1. Ein Konzept, das eine Grenze verletzt, fällt heraus: Sicherheit, Platz, Material, Zeit.
2. Die Abstrahlung muss auf jedem Band zu den Winkeln des Ziels auf diesem Band passen.
3. Die Kette darf keine starke Fehlanpassung auf einer langen Leitung und keinen ungeplanten Rückweg über das Koax enthalten.
4. Erst danach entscheiden kleine Verluste, Aufwand und Bequemlichkeit.

Ein Kompromiss ist ein Konzept, das keine dieser Stufen verfehlt und auf den unteren etwas hergibt, etwa einige Zehntel dB im Übertrager oder etwas Gewinn durch geneigte Arme. In dieser Rangfolge gleicht ein Vorteil auf einer unteren Stufe keinen Mangel auf einer oberen aus. Ein Band, auf dem sich ein Konzept nicht anpassen lässt, gleicht kein guter Wirkungsgrad auf den anderen aus.