Meine Eindraht-Kurzwellenantenne von 160m bis 6m

KW-Antennenanlage

Kopplerbeschreibung: von 50 Ohm Koaxialkabel kommend geht es auf ein Guanella-Balun 1:4. Der Balun transformiert die 50 Ohm unsymmetrisch auf 12,5 Ohm symmetrisch. Danach geht es zu 2 Rollspulen, jeweils ca. 4,7 µH. Parallel zur Feederleitung (Hühnerleiter, Paralleldrahtleitung) liegt ein Doppelstator-Drehko mit 10 pF bis 110 pF und >5 kV Spannungsfestigkeit.

Für die unteren Bänder wird jeweils ein Fest-C zugesteckt. Der Guanella-Balun besteht aus 2 getrennten Ringkernen die mit einer "Z-Leitung" von 25 Ohm bewickelt sind. Die 25 Ohm-Leitung habe ich aus 2 parallel geschaltete RG-58 Koaxleitung hergestellt. Die Innenleiter der Koax-Kabel werden auf der Eingangsseite in Reihe und auf der Ausgangsseite über Kreuz parallel geschaltet.

Daten der Ringkerne: Außendurchmesser 60mm - Innendurchmesser 38mm - Höhe 12,7mm. Nickel-Zink- Ferrit, Permeabilität 100, AL-Wert ca. 130. Diese Kerne entsprechen im Wesentlichen dem FT240-61. Gut geht auch an dieser Stelle das #43er-Material.
Die Induktivität sollte auf dem 160m-Band >= 8µH betragen. Dafür sind jeweils 7-8 Windungen der Z-Leitung auf den von mir genannten Kernen notwendig. Alternativ könnte man den Guanella-Balun auch auf geeignete Ferritstäbe bzw. Ferritstabpaketen wickeln.

Die Rollspulen kommen aus einem "Russensender", R-137 für 40 MHz bis 60 MHz. Bestehend aus versilbertem Flachkupfer 1 x 10mm, stehend gewickelt, 7 Windungen mit ca. 100mm Wickeldurchmesser, ca. 200mm lang, mit massiven doppelten und beidseitigen Abgriffen.

Warum die Transformation auf 12,5 Ohm? Zum einen lässt sich der Guanella-Balun, bei vollständiger Symmetrie und nahezu verlustloser Übertragung, relativ einfach herstellen, zum anderen können für das sym. L-Glied kleinere Induktivitäten mit einer höheren Güte verwendet werden die mit größeren Rollspulen nicht erreicht werden können. Dabei ist damit auch eine Anpassung ab ca. 12,5 Ohm möglich, ohne die Konfiguration des Kopplers ändern zu müssen. Durch die Guanella-Balunbeschaltung sind gleichzeitig beide Leitungen der Feeder (Hühnerleiter) galvanisch auf Masse gelegt und es können dadurch die sonst notwendigen elektrostatischen Ableitungen entfallen.

Bei so viel Licht gibt es auch Schatten. Es werden 2 Ringkerne und 2 Rollspulen benötigt. Der Anpassungsverlust ist gegenüber einer 50 Ohm-1:1-Variante etwas höher, da die Güte der Anpassungsschaltung durch das evtl. größere Transformationsverhältnis auch höher sein muss. Es fließen auch höhere HF-Ströme durch die Rollspulen die "kräftige" Ausführungen notwendig machen. Der Anpassungsverlust wird aber durch, in der Induktivität, kleinere Spulen mit einer höheren Betriebsgüte "Q" fast ausgeglichen.

Wie kann eine Antennenkonfiguration berrechnet werden?

Da ich in der Mitte meines Grundstückes zwei Eichen stehen habe, musste ich meine Antenne im "Zig-Zag" verspannen. Der Winkel im Einspeisepunkt ist >110° und der beidseitige Knick bei 13m über 50°. Die Antenne befindet sich im Einspeisepunkt in ca. 11m Höhe und fällt an den Enden auf ca. 10m ab. Ich bin mir durchaus darüber Bewusst, dass jeder Knick in der Antenne den Fußpunktwiderstand (Speisepunkt an der Antenne) und den möglichen Strahlungsgewinn herabsetzt. Auf der anderen Seite konnte ich so 2 x 26m Draht unterbringen. Das wiederum bringt Vorteile für die langwelligeren Bänder.

Ausgangspunkt ist also erst einmal die Antenne deren Gewinn, Strahlungsdiagramme und Speisewiderstände für die jeweilige Betriebsfrequenz errechnet werden müssen. Dafür benutze ich das Freewareprogramm "4NEC2". Dieses Programm ist um einiges besser als z.B. "MMANA" und vergleichbar mit "EZNEC".

Die Berechnung der Antenne ergibt u.a. den Speisepunktwiderstand bei 3,65 MHz mit hier 77 Ohm. Da die Antenne nicht in Resonanz betrieben wird, ist ein Blindwiderstand von +j 555 Ohm vorhanden. Der Speisewiderstand ist also komplex und berechnet sich zu "Z" = Wurzel (77 Ohm^2 + 555 Ohm^2) = 560,3 Ohm.

Nun wird gedanklich die Speiseleitung angeschlossen. Ich benötige ca. 26 m um zu meinem Koppler zu kommen. Für diese Berechnungen benutze ich das Programm "TLA" von N6BV.

Die Eingabeparameter: der Typ, die Länge und Wellenwiderstand der Speiseleitung, die Betriebsfrequenz und der komplexe Antennenspeisewiderstand mit "R" und "j". Heraus kommen die Leitungsverluste mit ca. 0,13 dB und die Anschlusswiderstände an der Zweidrahtleitung mit R=44,9 Ohm und -j 139 Ohm. Mit "T" kommt man dann zum Tuner.

Und fertig ist der Koppler! So einfach ist das. Für jede Betriebsfrequenz (Bandmitte) sind die durchgeführten Berechnungen (Antenne, Speiseleitung, Koppler) zu wiederholen. Jetzt muss man natürlich schauen ob die Verluste auf allen Bändern erträglich bleiben, oder ob es durch ändern der Speiseleitung und der Kopplerkonfiguration gelingt die Verluste zu minimieren. Ich jage nicht jedem 1/10 dB hinterher, aber bei 0,5 dB mehr oder weniger fange ich an zu überlegen. Es kommen ja auch immer noch die Verdrahtungsverluste im Koppler, Stecker, Kabel und Messgeräte hinzu.

Fazit
Der Aufbau einer Allband-Eindrahtantenne mit (wie auch immer langen oder kurzen) Koaxleitung und Koaxtuner würde diese Verlustvorgaben um mehrere dB übersteigen. Alleine die Verwendung von 20m Koaxkabel würde an meiner Antenne im 10m-Band 8,4 dB und im 160m-Band 11,5 dB Verluste einbringen! Dabei ist der Tuner noch nicht mit einbezogen. Ein zum Scheitern verurteiltes Anliegen! Nein, wirklich, es geht auch nicht mit einem 1:9 Balun, egal wo und wie er angeschlossen ist.
Innerhalb einer Antennenanlage müssen immer alle beteiligten Elemente wie Betriebsfrequenz, Antenne, Speiseleitung und evtl. notwendige Anpassglieder zusammen betrachtet werden. Alles andere kann dazu führen das man als "Leisewicht" über die Bänder dreht...

Weitere allgemeine Informatinen sind unter "Inhalte" auf meinen Seiten zu finden.

08.2011, DK6NR