Antennen
Antennen - Berechnung und Bauformen
Die Antenne ist das wichtigste Bauteil deiner Funkstation. In dieser Lerneinheit lernst du, wie du Antennenlängen berechnest und verschiedene Antennentypen erkennst.
Stell dir vor: Eine Antenne ist wie ein Musikinstrument:
- Sie muss auf die richtige Frequenz abgestimmt sein (wie eine Gitarrensaite)
- Der Verkürzungsfaktor berücksichtigt, dass echte Drähte nicht ideal sind
- Traps sind wie Dämpfer, die bestimmte Frequenzen blockieren
Fragen AG101-AG105: Längenberechnung von Antennen
Die Grundformel
Wellenlänge berechnen: $\lambda = \frac{c}{f} = \frac{300}{f_\text{MHz}}$ (in Metern)
Die physikalische Länge einer Antenne ergibt sich aus:
Antennenlänge: $l = \frac{\lambda}{n} \times v_k$
- $\lambda$ = Wellenlänge
- $n$ = Teiler (2 für λ/2-Dipol, 4 für λ/4-Groundplane)
- $v_k$ = Verkürzungsfaktor (typisch 0,95-0,97)
Fragen AG101-AG102: λ/2-Dipol berechnen
Ein Halbwellendipol besteht aus zwei gleich langen Hälften. Jede Hälfte ist λ/4 lang.
AG101: Dipol für 14,2 MHz, $v_k = 0{,}95$:
AG102: Dipol für 7,1 MHz, $v_k = 0{,}95$:
Frage AG103: Resonanzfrequenz berechnen
Umgekehrte Aufgabe: Aus der Länge die Frequenz berechnen.
AG103: Dipol mit 20 m Gesamtlänge, $v_k = 0{,}95$:
Frage AG104: λ/4-Groundplane
Eine Groundplane hat einen vertikalen Strahler (λ/4) und Radials (ebenfalls λ/4).
AG104: Groundplane für 7,1 MHz, $v_k = 0{,}95$:
Frage AG105: 5/8-λ-Vertikalantenne
AG105: 5/8-λ für 14,2 MHz, $v_k = 0{,}97$:
Fragen AG106-AG108: Elektrische Verlängerung und Verkürzung
Manchmal ist eine Antenne physikalisch zu kurz oder zu lang für die gewünschte Frequenz. Mit Spulen und Kondensatoren kann man das korrigieren.
Frage AG106: Spule zur Verlängerung
AG106: Eine Spule dient zur elektrischen Verlängerung des Strahlers.
Die Spule fügt Induktivität hinzu - die Antenne "fühlt sich" länger an, als sie physikalisch ist.
Frage AG107: Kondensator zur Verkürzung
AG107: Ein Kondensator dient zur elektrischen Verkürzung des Strahlers.
Der Kondensator fügt Kapazität hinzu - die Antenne wird elektrisch kürzer.
Spule (Induktivität)
→ Verlängert die Antenne elektrisch
Merke: Spule = Strecken
Kondensator (Kapazität)
→ Verkürzt die Antenne elektrisch
Merke: Kondensator = Kürzen
Frage AG108: Dipol für 3,6 MHz
AG108: Ein 2×15 m Dipol für 3,6 MHz benötigt eine Spule in jedem Schenkel.
Warum? Für 3,6 MHz wäre λ/2 ≈ 41 m. Der Dipol ist nur 30 m lang - er muss verlängert werden!
Fragen AG109-AG116: Trap-Dipole (Mehrbandantennen)
Ein Trap ist ein Parallelschwingkreis (Spule + Kondensator), der in den Dipol eingefügt wird. Er ermöglicht den Betrieb auf mehreren Bändern.
Frage AG109: Sperrkreis-Dipol erkennen
AG109: Diese Antenne ist ein Sperrkreis-Dipol (auch Trap-Dipol genannt).
Frage AG110: Funktion der Traps
AG110: Ein Parallelresonanzkreis (Trap) in jeder Dipolhälfte erlaubt eine Nutzung der Antenne für mindestens zwei Frequenzbereiche.
Fragen AG111-AG113: Verhalten bei verschiedenen Frequenzen
Die Traps in dieser Antenne sind auf 7 MHz abgestimmt. Was passiert bei verschiedenen Frequenzen?
| Frequenz | Verhalten des Traps | Frage |
|---|---|---|
| 3,5 MHz (unter Resonanz) | Spule überwiegt → induktive Verlängerung | AG111 |
| 7 MHz (bei Resonanz) | Hohe Impedanz → Sperrkreis | AG112 |
| 14 MHz (über Resonanz) | Kondensator überwiegt → kapazitive Verkürzung | AG113 |
Merkhilfe:
- Unter Resonanz: Low → Spule (L) → Verlängerung
- Bei Resonanz: Blockiert → Sperrkreis
- Über Resonanz: Kondensator → Verkürzung
Fragen AG114-AG115: Dreiband-Dipol
Dieser Dipol ist für 20 m, 15 m und 10 m ausgelegt. Die Traps werden von innen nach außen auf aufsteigende Frequenzen abgestimmt:
| Position | Band | Resonanzfrequenz | Frage |
|---|---|---|---|
| Innere Traps (a) | 15 m | 21,2 MHz | AG114 |
| Äußere Traps (b) | 10 m | 29,0 MHz | AG115 |
Achtung: Die 20-m-Resonanz (14 MHz) ergibt sich aus der Gesamtlänge des Dipols - dafür gibt es keinen eigenen Trap!
Frage AG116: Zweibandantenne 160/80 m
AG116: Für 160 m / 80 m:
- Drahtlänge zwischen Traps: ca. 40 m (λ/2 für 80 m)
- Trap-Resonanzfrequenz: ca. 3,65 MHz (80-m-Band)
Fragen AG117-AG119: Schleifantennen
Frage AG117-AG118: Delta-Loop
AG117: Diese dreieckige Antenne heißt Delta-Loop (Ganzwellenschleife).
Eine Delta-Loop hat eine Gesamtlänge von einer vollen Wellenlänge (1λ).
AG118: Delta-Loop für 7,1 MHz, Korrekturfaktor 1,02:
Achtung: Bei Schleifantennen ist der Faktor oft größer als 1 (hier 1,02) - die Antenne wird länger, nicht kürzer!
Frage AG119: Quad-Antenne
AG119: Bei einer Quad-Antenne beträgt die elektrische Länge jeder Seite ein Viertel der Wellenlänge (λ/4).
Eine Quad hat 4 Seiten à λ/4 = 1λ Gesamtumfang (wie die Delta-Loop).
Fragen AG120-AG124: Antennentypen erkennen
Frage AG120: Zeppelin-Antenne
AG120: Diese Antenne ist eine Zeppelin-Antenne (endgespeist über Hühnerleiter).
Frage AG121: G5RV-Antenne
AG121: Diese Antenne ist eine G5RV-Antenne (Dipol mit Hühnerleiter und Koax).
Frage AG122: Windom-Antenne
AG122: Diese Antenne ist eine Windom-Antenne (asymmetrisch gespeister Dipol).
Fragen AG123-AG124: Endgespeiste Multibandantennen
AG123: Diese Antenne ist eine endgespeiste Multibandantenne.
AG124: Diese Antenne ist eine endgespeiste, resonante Multibandantenne.
Erkennungsmerkmal: MWS = Mantelwellensperre
Frage AG125: NVIS-Antennen
NVIS (Near Vertical Incident Skywave) wird für Nahverbindungen im KW-Bereich genutzt, z.B. beim Notfunk.
AG125: Für NVIS geeignet: Horizontal aufgespannte Drähte in einer Höhe von höchstens 0,25 Wellenlängen über Grund.
Warum? Niedrig aufgehängte Horizontalantennen strahlen steil nach oben ab. Die Wellen werden von der Ionosphäre reflektiert und kommen im Nahbereich wieder herunter.
Frage AG126: Zirkulare Polarisation
Für zirkulare Polarisation werden zwei Yagi-Antennen um 90° verdreht kombiniert.
AG126: Für zirkulare Polarisation muss bei einer der Antennen die Welle um λ/4 verzögert werden (durch Verzögerungsleitung oder mechanische Verschiebung).
Frage AG127: Offsetspiegel
AG127: Vorteil des Offsetspiegels im Mikrowellenbereich: Die Erregerantenne sitzt außerhalb des Strahlenganges und verursacht keine Abschattungen.
Bei einem normalen Parabolspiegel sitzt der Erreger (LNB) in der Mitte und blockiert einen Teil der Strahlung. Beim Offsetspiegel ist er zur Seite versetzt.
Zusammenfassung für die Prüfung
| Frage | Thema | Richtige Antwort |
|---|---|---|
| AG101 | Dipol 14,2 MHz | Je 5,02 m |
| AG102 | Dipol 7,1 MHz | Je 10,04 m |
| AG103 | 20 m Dipol → Frequenz | 7,125 MHz |
| AG104 | Groundplane 7,1 MHz | Je 10,04 m |
| AG105 | 5/8-λ 14,2 MHz | 12,80 m |
| AG106 | Spule in Antenne | Elektrische Verlängerung |
| AG107 | Kondensator in Antenne | Elektrische Verkürzung |
| AG108 | 30 m Dipol für 3,6 MHz | Spule einfügen |
| AG109 | Antennentyp erkennen | Sperrkreis-Dipol |
| AG110 | Trap-Funktion | Mindestens 2 Frequenzbereiche |
| AG111 | Trap bei 3,5 MHz | Induktive Verlängerung |
| AG112 | Trap bei 7 MHz | Sperrkreis |
| AG113 | Trap bei 14 MHz | Kapazitive Verkürzung |
| AG114 | Trap a (innen) | 21,2 MHz |
| AG115 | Trap b (außen) | 29,0 MHz |
| AG116 | 160/80 m Antenne | 40 m, 3,65 MHz |
| AG117 | Dreieckige Schleife | Delta-Loop |
| AG118 | Delta-Loop 7,1 MHz | 43,10 m |
| AG119 | Quad-Seitenlänge | λ/4 |
| AG120 | Antennentyp | Zeppelin-Antenne |
| AG121 | Antennentyp | G5RV-Antenne |
| AG122 | Antennentyp | Windom-Antenne |
| AG123 | Antennentyp | Endgespeiste Multibandantenne |
| AG124 | Antennentyp | Endgespeiste, resonante Multibandantenne |
| AG125 | NVIS-Antenne | Horizontal, max. 0,25λ Höhe |
| AG126 | Zirkulare Polarisation | λ/4 Verzögerung |
| AG127 | Offsetspiegel-Vorteil | Keine Abschattung durch Erreger |
Wissenskontrolle
0 / 27 Fragen richtigEine $\lambda/2$-Dipol-Antenne soll für 14,2 MHz aus Draht gefertigt werden. Es soll mit einem Verkürzungsfaktor von 0,95 gerechnet werden. Wie lang müssen die beiden Drähte der Dipol-Antenne jeweils sein?
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Eine $\lambda/2$-Dipol-Antenne soll für 7,1 MHz aus Draht gefertigt werden. Wie lang müssen die beiden Drähte der Dipol-Antenne jeweils sein? Es soll hier mit einem Verkürzungsfaktor von 0,95 gerechnet werden.
Ein Drahtdipol hat eine Gesamtlänge von 20 m. Für welche Frequenz ist der Dipol in Resonanz, wenn mit einem Verkürzungsfaktor von 0,95 gerechnet wird?
Eine $\lambda/4$-Groundplane-Antenne mit vier Radials soll für 7,1 MHz aus Drähten gefertigt werden. Für Strahlerelement und Radials kann mit einem Verkürzungsfaktor von 0,95 gerechnet werden. Wie lang müssen Strahlerelement und Radials jeweils sein?
Eine 5/8-$\lambda$-Vertikalantenne soll für 14,2 MHz aus Draht hergestellt werden. Es soll mit einem Verkürzungsfaktor von 0,97 gerechnet werden. Wie lang muss der Draht insgesamt sein?
Wozu dient die Spule in dieser Antenne?
Wozu dient der Kondensator in dieser Antenne?
Was sollte in jeden Schenkel einer symmetrischen, zweimal 15 m langen Dipol-Antenne eingefügt werden, damit die Antenne im Bereich um 3,6 MHz resonant wird?
Welche Antennenart ist hier dargestellt?
Ein Parallelresonanzkreis (Trap) in jeder Dipolhälfte ...
Wenn man diese Mehrband-Antenne auf 3,5 MHz erregt, dann wirken die LC-Resonanzkreise ...
Wenn man diese Mehrband-Antenne auf 7 MHz erregt, dann wirken die LC-Resonanzkreise ...
Wenn man diese Mehrband-Antenne auf 14 MHz erregt, dann wirken die LC-Resonanzkreise ...
Das folgende Bild stellt einen Dreiband-Dipol für die Frequenzbänder 20, 15 und 10 m dar. Die mit a gekennzeichneten Schwingkreise sind abgestimmt auf:
Das folgende Bild stellt einen Dreiband-Dipol für die Frequenzbänder 20, 15 und 10 m dar. Die mit b gekennzeichneten Schwingkreise sind abgestimmt auf:
Sie wollen eine Zweibandantenne für 160 m und 80 m selbst bauen. Welche der folgenden Antworten enthält die richtige Drahtlänge $l$ zwischen den Traps und die richtige Resonanzfrequenz $f_{\textrm{res}}$ der Schwingkreise?
Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur üblicherweise bezeichnet?
Eine Delta-Loop-Antenne mit einer vollen Wellenlänge soll für 7,1 MHz aus Draht hergestellt werden. Es soll mit einem Korrekturfaktor von 1,02 gerechnet werden. Wie lang muss der Draht insgesamt sein?
Bei einer Quad-Antenne beträgt die elektrische Länge jeder Seite ...
Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur bezeichnet?
Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur bezeichnet?
Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur bezeichnet?
Wie wird die dargestellte Antenne bezeichnet (MWS = Mantelwellensperre)?
Wie wird die in der nachfolgenden Skizze dargestellte Antenne bezeichnet (MWS = Mantelwellensperre)? Es handelt sich um eine ...
Welche Antennen sind für NVIS-Ausbreitung (Near Vertical Incident Skywave), wie sie für Notfunk-Verbindungen im KW-Bereich benutzt werden, gut geeignet?
Für die Erzeugung von zirkularer Polarisation mit Yagi-Uda-Antennen wird eine horizontale und eine dazu um 90 ° um die Strahlungsachse gedrehte Yagi-Uda-Antenne zusammengeschaltet. Was ist dabei zu beachten, damit tatsächlich zirkulare Polarisation entsteht?
Welchen Vorteil bietet im Mikrowellenbereich ein Offsetspiegel gegenüber einem rotationssymmetrischen Parabolspiegel?