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, $v_k = 0{,}95$:

$\lambda = \frac{300}{14{,}2} = 21{,}13\,\text{m}$ $l_\text{Hälfte} = \frac{\lambda}{4} \times v_k = \frac{21{,}13}{4} \times 0{,}95 = \mathbf{5{,}02\,\text{m}}$ je Draht

AG102: Dipol für 7,1 MHz, $v_k = 0{,}95$:

$\lambda = \frac{300}{7{,}1} = 42{,}25\,\text{m}$ $l_\text{Hälfte} = \frac{42{,}25}{4} \times 0{,}95 = \mathbf{10{,}04\,\text{m}}$ je Draht

Frage AG103: Resonanzfrequenz berechnen

Umgekehrte Aufgabe: Aus der Länge die Frequenz berechnen.

AG103: Dipol mit 20 m Gesamtlänge, $v_k = 0{,}95$:

$\lambda_\text{elektrisch} = \frac{20\,\text{m}}{0{,}95} = 21{,}05\,\text{m}$ (physikalisch → elektrisch) $\lambda_\text{gesamt} = 2 \times 21{,}05 = 42{,}1\,\text{m}$ (Dipol = λ/2, also λ = 2 × Dipollänge) $f = \frac{300}{42{,}1} = \mathbf{7{,}125\,\text{MHz}}$

Frage AG104: λ/4-Groundplane

Eine Groundplane hat einen vertikalen Strahler (λ/4) und Radials (ebenfalls λ/4).

AG104: Groundplane für 7,1 MHz, $v_k = 0{,}95$:

$l = \frac{\lambda}{4} \times v_k = \frac{42{,}25}{4} \times 0{,}95 = \mathbf{10{,}04\,\text{m}}$ Strahlerelement und Radials: je 10,04 m

Frage AG105: 5/8-λ-Vertikalantenne

AG105: 5/8-λ für 14,2 MHz, $v_k = 0{,}97$:

$\lambda = \frac{300}{14{,}2} = 21{,}13\,\text{m}$ $l = \frac{5}{8} \times \lambda \times v_k = \frac{5}{8} \times 21{,}13 \times 0{,}97 = \mathbf{12{,}80\,\text{m}}$

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

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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 absteigende 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:

$\lambda = \frac{300}{7{,}1} = 42{,}25\,\text{m}$ $l = \lambda \times 1{,}02 = 42{,}25 \times 1{,}02 = \mathbf{43{,}10\,\text{m}}$

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

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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 richtig

AG101

Eine $\lambda/2$-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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AG102

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.

AG103

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?

AG104

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?

AG105

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?

AG106

Wozu dient die Spule in dieser Antenne?

🔍

AG107

Wozu dient der Kondensator in dieser Antenne?

🔍

AG108

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?

AG109

Welche Antennenart ist hier dargestellt?

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AG110

Ein Parallelresonanzkreis (Trap) in jeder Dipolhälfte ...

AG111

Wenn man diese Mehrband-Antenne auf 3,5 MHz erregt, dann wirken die LC-Resonanzkreise ...

🔍

AG112

Wenn man diese Mehrband-Antenne auf 7 MHz erregt, dann wirken die LC-Resonanzkreise ...

🔍

AG113

Wenn man diese Mehrband-Antenne auf 14 MHz erregt, dann wirken die LC-Resonanzkreise ...

🔍

AG114

Das folgende Bild stellt einen Dreiband-Dipol für die Frequenzbänder 20, 15 und 10 m dar. Die mit a gekennzeichneten Schwingkreise sind abgestimmt auf:

🔍

AG115

Das folgende Bild stellt einen Dreiband-Dipol für die Frequenzbänder 20, 15 und 10 m dar. Die mit b gekennzeichneten Schwingkreise sind abgestimmt auf:

🔍

AG116

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?

🔍

AG117

Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur üblicherweise bezeichnet?

🔍

AG118

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?

AG119

Bei einer Quad-Antenne beträgt die elektrische Länge jeder Seite ...

AG120

Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur bezeichnet?

🔍

AG121

Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur bezeichnet?

🔍

AG122

Wie wird die folgende Antenne in der Amateurfunkliteratur bezeichnet?

🔍

AG123

Wie wird die dargestellte Antenne bezeichnet (MWS = Mantelwellensperre)?

🔍

AG124

Wie wird die in der nachfolgenden Skizze dargestellte Antenne bezeichnet (MWS = Mantelwellensperre)? Es handelt sich um eine ...

🔍

AG125

Welche Antennen sind für NVIS-Ausbreitung (Near Vertical Incident Skywave), wie sie für Notfunk-Verbindungen im KW-Bereich benutzt werden, gut geeignet?

AG126

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?

AG127

Welchen Vorteil bietet im Mikrowellenbereich ein Offsetspiegel gegenüber einem rotationssymmetrischen Parabolspiegel?

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Fragen AG101-AG105: Längenberechnung von Antennen

Die Grundformel

Fragen AG101-AG102: λ/2-Dipol berechnen

Frage AG103: Resonanzfrequenz berechnen

Frage AG104: λ/4-Groundplane

Frage AG105: 5/8-λ-Vertikalantenne

Fragen AG106-AG108: Elektrische Verlängerung und Verkürzung

Frage AG106: Spule zur Verlängerung

Frage AG107: Kondensator zur Verkürzung

Frage AG108: Dipol für 3,6 MHz

Fragen AG109-AG116: Trap-Dipole (Mehrbandantennen)

Frage AG109: Sperrkreis-Dipol erkennen

Frage AG110: Funktion der Traps

Fragen AG111-AG113: Verhalten bei verschiedenen Frequenzen

Fragen AG114-AG115: Dreiband-Dipol

Frage AG116: Zweibandantenne 160/80 m

Fragen AG117-AG119: Schleifantennen

Frage AG117-AG118: Delta-Loop

Frage AG119: Quad-Antenne

Fragen AG120-AG124: Antennentypen erkennen

Frage AG120: Zeppelin-Antenne

Frage AG121: G5RV-Antenne

Frage AG122: Windom-Antenne

Fragen AG123-AG124: Endgespeiste Multibandantennen

Frage AG125: NVIS-Antennen

Frage AG126: Zirkulare Polarisation

Frage AG127: Offsetspiegel

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