Richtantennen und kompakte Mehrbandantennen im Vergleich

Bündeln oder rundum

Für 20 m und die Bänder darüber gibt es drehbare Richtantennen und kompakte Rundstrahler. Welche Bauform passt, hängt davon ab, wofür du sie einsetzt, wie viel Platz du hast und welche Bänder du brauchst.

Das Horizontaldiagramm zeigt von oben, wohin eine Antenne in der Waagerechten strahlt. Für Richtantennen werden meist zwei Zahlen genannt: der Gewinn in der Hauptrichtung und das Vor-Rück-Verhältnis (V/R), der Unterschied in dB zwischen vorn und genau hinten. Schräg nach hinten kann mehr ankommen^[4].

In einer 12db-Simulation einer 20-m-Hexbeam in 3 m Höhe über mittlerem Boden kommen unter 5° Erhebung genau nach hinten 18 dB weniger an als vorn, 135° neben der Hauptrichtung 12 dB weniger.

Ein Rundstrahler strahlt in der Waagerechten in alle Richtungen ungefähr gleich, mit senkrechter Polarisation etwa eine Viertelwellen-Groundplane^[14]. Rundum heißt ohne Vorzugsrichtung in der Waagerechten. Gewinn gegenüber dem isotropen Strahler kann ein Rundstrahler trotzdem haben, wenn er im Erhebungswinkel bündelt (Lektion 3).

Eine senkrechte kleine Magnetic Loop strahlt in beide Richtungen ihrer Ebene gleich stark (Modul 7, Lektion 4).

Kleiner als die Yagi

Als Maßstab dient eine volle 2-Element-Yagi für 20 m mit Elementen von 9,8 und 10,6 m an 3,4 m Boom^[1], 5,6 m Drehradius, Werte der 12db-Simulation in der Tabelle. Kleiner wird eine Richtantenne mit gebogenen Elementen. Je kleiner der Drehradius, desto eher fehlt Gewinn oder Bandbreite, so fasst Cebik seine Modelle zusammen^[9].

• Moxon-Rechteck: Gespeistes Element und Reflektor sind an den Enden zueinander hin abgewinkelt, die Enden koppeln über einen kleinen Spalt zusätzlich^[9]. Ein 12db-Entwurf aus 2-mm-Kupferdraht ist 7,8 m breit, rund drei Viertel der Länge der vollen Yagi, hat im freien Raum fast ihren Gewinn und auf der Entwurfsfrequenz ein V/R von rund 29 dB. Ein Rechteck deckt ein Band ab, für ineinandergeschachtelte Moxons fand Cebik kein brauchbares Modell^[8].
• Hexbeam: Draht an sechs Glasfiberstäben. Das gespeiste Element läuft von der Mitte zu zwei Stabspitzen und am Rand weiter, der Reflektor folgt dem Rand auf der Rückseite. Der Drehradius ist mit 3,3 m gut halb so groß wie bei der Yagi^[1]. Elemente für mehrere Bänder hängen übereinander an einer Speiseleitung^[2]. In den Modellen von G3TXQ verschlechtern zusätzliche Bänder vor allem 17 bis 10 m, am stärksten nahe Bänder und dort besonders das V/R, 20 m kaum^[3].
• Quad: zwei senkrecht stehende Drahtschleifen von je rund einer Wellenlänge Umfang hintereinander. Eine Schleife wirkt wie zwei an den Enden verbundene Dipole übereinander^[10], als Quadrat bringt sie in der 12db-Simulation im freien Raum rund 1,1 dB mehr als ein Dipol aus demselben Draht. Für mehrere Bänder tragen gemeinsame Spreizer verschieden große Schleifen, die sich gegenseitig beeinflussen^[11].
• Delta-Loop: eine einzelne senkrechte Schleife von einer Wellenlänge als Dreieck an einem hohen Stützpunkt. Sie strahlt mit wachsender Höhe wie ein Dipol in zwei Richtungen quer zur Schleife. Bei gleicher Höhe des obersten Drahts strahlt ein Dipol flacher^[12].
• Logperiodische Antenne (LPDA): Dipole, deren Länge und Abstand nach vorn stufenweise abnehmen, gemeinsam gespeist. Auf jeder Frequenz trägt ein anderes Element den größten Strom, mit steigender Frequenz eines weiter vorn. Die kürzeren davor wirken als Direktoren^[13]. So deckt sie etwa 14 bis 30 MHz lückenlos ab. Ein 12db-Entwurf mit neun Elementen bis 10,7 m an 5,7 m Boom hat im freien Raum auf 20 m etwas weniger Gewinn als die Yagi, darüber ungefähr so viel wie eine 2-Element-Yagi für ein Band.

Klein und rundum: die Cobweb

Die Cobweb besteht aus fünf Dipolen für 20 bis 10 m an einem gemeinsamen Speisepunkt, jeder zu einem Quadrat gebogen, mit 1,9 m Drehradius^[5]. Das ist die Form des Halo^[14]. In der 12db-Simulation im freien Raum strahlt ihr 20-m-Element nahezu rund, mit rund 4 dB zwischen stärkster und schwächster Richtung und höchstens 0,6 dBi, weniger als ein gestreckter Dipol quer zum Draht.

Am Speisepunkt hat das Element in Resonanz rund 12 Ω, die Cobweb braucht deshalb eine Anpassung, etwa gefaltete Dipole oder einen Übertrager 1:4^[5].

Vergleich ohne Rangliste

Werte für 20 m, bei der LPDA 14 bis 30 MHz. Gewinn und V/R aus den 12db-Simulationen im freien Raum über das Band, über Boden kommen einige dB hinzu (Lektion 3). Maße von Moxon, Quad, Delta-Loop und LPDA aus den 12db-Entwürfen, Drehradien mit dem Mast in der Mitte.

In einem Vergleich von G3TXQ hatte eine Fünfband-Hexbeam rund 0,56 m² Windfläche, eine große Fünfband-Yagi 1,2 m² bei 6,7 m Drehradius^[2].

Keine Bauform ist allgemein die beste, jede passt zu anderen Bedingungen. Eine Reihenfolge für die Auswahl:

1. Zweck: Für DX in wechselnden Richtungen und gegen Störer von hinten eine drehbare Richtantenne, für Runden ringsum ein Rundstrahler.
2. Platz: Drehradius, Bauhöhe und Windfläche müssen zu Grundstück, Mast und Rotor passen.
3. Bänder: Für ein Band reichen Yagi oder Moxon, für mehrere kommen Hexbeam, Quad oder LPDA in Frage.
4. Höhe: Für flache Winkel zählt die Höhe in Wellenlängen wie beim Dipol (Modul 1, Lektion 5), bei der Hexbeam bringen 12 statt 6 m in der 12db-Simulation unter 5° rund 6 dB.

Wie Dipol, Endfed, Vertikalantenne und Magnetic Loop dazu stehen, zeigt der Überblick Amateurfunk-Antennen.