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Projekt: Endgespeiste resonante Halbwellenantenne, die ohne Tuner auskommt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kontakt: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Einleitende Worte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Was ist bei einer outdoor Aktivität besser als eine super-einfache, breitbandige, leichtgewichtige Antenne im Rucksack zu haben, die auch noch ohne Tuner auskommt und schnell auf- und abzubauen ist und mit der du ganz vernünftige Rapporte bekommst. Es gibt viele Antennenvarianten, jede Antenne hat bestimmt Vor- bzw. Nachteile. Kompromisse müssen fast immer gemacht werden. Ich möchte eine solche Drahtantenne vorstellen, die als Monobandantenne oder Mehrbandantenne zum Einsatz kommen kann. Das Design ist keine Erfindung von mir, sondern schon lange bekannt. Die Antenne ist fast unauffällig, braucht einem einzigen Aufhängepunkt, besteht aus nur einem Draht und die Anpassungseinheit befindet sich niedrig über Grund und kann daher mit einem kurzen Koaxkabel gespeist werden. Zu Outdoor Aktivitäten kann diese Antenne bei nahezu jeder Umgebung auch als Sloper aufgehängt werden. Die Herausforderung bei dieser Antenne besteht in der Speisung, da der Speisepunkt ein Antennenende und hochohmig ist. Ich spreche hier immerhin von 2000 bis 4500 Ω, je nachdem welche Umgebungseinflüsse vorliegen. |
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Die vorgestellte Antenne ist nicht zu verwechseln mit der sogenannten NICHT resonanten Drahtantenne [gespeister Strahler hat eine Zufallslänge], gespeist über einen 1:9 'Magnetic Balun', die ähnlich aussieht aber anders funktioniert! | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Ich spreche hier von einer
End-Feed-Half-Wave, abgekürzt als EFHW-Antenne. Es ist eine resonante spannungsgespeiste Antenne mit eine Länge von λ/2 oder Vielfache, die im Spannungsbauch gespeist wird. Wie der Name schon sagt, wird bei dieser 'resonanten endgespeisten' Antenne das strahlende Element an einem Ende gespeist, anstatt irgendwo dazwischen. Es wird also nicht mittig oder dezentral wie ein Dipol eingespeist, sondern 'sehr außermittig' gespeist. |
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EFHW, Halbwellenantenne, die ohne Tuner auskommt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Wie kann das hochohmige 'Drahtende' effizient mit einem Sender niedriger Impedanz gekoppelt werden? Im Bild diese endgespeiste Halbwellenantenne, die über einen 1:49 Impedanzwandler, einem Breitbandtransformator, auch Spartrafo genannt, gespeist wird. Für euch nichts Neues, die Strom- und Spannungsverläufe auf einem λ/2 Antennendraht. |
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Das besondere an dieser Antenne sind die Hochohmigkeit am Anschluss- und Endpunkt, verbunden mit sehr hohen Spannungen und elektrischen Feldstärken.
Das sind bei 100 W immerhin bereits 500 V [ U = |
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Der hochohmige antennenseitige Einspeisepunkt wird durch einen integrierten Impedanz-Anpassungs-Ringkern-Transformator an die 50 Ω des TRX angepasst. Es wird aufwärts transformiert. Das Strahlungsmaximum einer solchen Antenne liegt im Strombauch in der Mitte des Strahlers und sollte möglichst hoch über Grund hängen. Bei entsprechender Länge können die Bänder 40, 20 und 10m ohne Umstecken oder andere Manipulationen sofort genutzt werden. Mit einem GFK-Mast und den Aufhängepunkt bei ca. 8 bis 9 m über Grund bist du schnell qrv. Das andere Ende wird oft an dem mitgeführten Wanderstock befestigt und von dort über ein kurzes Stück Koaxkabel mit dem TRX verbunden. Die Antenne kann als Sloper, Horizontal und Inverted-V aufgehängt werden und eignet sich für viele verschiedene Konfigurationen. |
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Hier liegt der 'Matcher' zusammen mit dem kurzen Koaxkabel auf dem Boden. Die Bodenverluste nehmen leicht zu, aber ich denke, es wird schwer fallen, den Unterschied zu erkennen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Oder so, wenn du einen weiteren Aufhängepunkt zur Verfügung hast. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Hochohmige Anpassmöglichkeiten | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Das hochohmige Ende muss natürlich angepasst werden. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine ist der Resonanzkreis, typisch für den Fuchskreis. Dadurch ergibt sich wie bekannt, zwangsläufig eine bessere Vorselektion, aber der Schwingkreis muss bei Bandwechsel immer auf Resonanz, für die neue Betriebsfrequenz, abgestimmt werden. Siehe auchL-Glied richtig angepasst oderFuchs-Antenne. |
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Die hier vorgestellte Version beruht auf einem Impedanztransformator. Das Herzstück ist der sogenannte 'QRP-Impedanz- Matcher'. Er ist gegenüber dem Fuchskreis viel breitbandiger ausgelegt und passt ohne Tuner an. Anstelle eines abstimmbaren Schwingkreises wird zur breitbandigen Anpassung ein HF-Transformator verwendet. Außerdem reagiert das Antennensystem auf Umgebungseinflüsse viel gelassener. Aber immer unter der Bedingung eines resonanten Halbwellendrahts. Keine zufällige Drahtlänge! |
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Ein Strahler mit genau einer halber Wellenlänge, wenn er auf seiner Resonanzfrequenz erregt wird, hat am Strahelerende, dem Speisepunkt, eine hohe Impedanz. [hohe Spannung, niedriger Strom]. Diese hohe Impedanz muss nun an das 50 Ω Koaxkabel transformiert werden, welches mit dem TRX verbunden wird. Der TRX Ein- bzw. Ausgang mag ja bekanntlich diese 50 Ω. Es wird behauptet, das Koaxkabel hat noch eine andere Aufgabe zu erfüllen, aber dazu gleich mehr. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
QRP-Impedanz-Matcher für eine Nennleistung von 5 bis 10 Watt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Konzipiert wurde diese /p Antenne für den MTR-2Band - Moutain Top’er von Steve Weber, KD1JV. Bei der hier gezeigten Methode kommt ein Impedanzwandler, der als Spartransformator konfiguriert ist, zur Anwendung. Primär- und Sekundärseite sind in einer einzigen Spule vereint und dabei ist die Antenne NICHT galvanisch von der Speiseleitung isoliert. |
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Das Spannungsübersetzungsverhältnis ist gleich dem Windungsverhältnis des Transformators, W1 : W2, wobei das Stromübersetzungsverhältnis vom Kehrwert dieses Windungsverhältnisses gebildet wird. Somit ergibt sich das geforderte Impedanztransformationsverhältnis als Quadrat des Windungsverhältnisses, W12 : W22. Die Antenne hat am Einspeisepunkt eine hohe Impedanz von einigen hundert bis tausend Ω auf den Bändern. Daher wird ein Impedanztransformationsverhältnis von etwa 1:50 bis 1:70 benötigt, um auf 50 Ω anzupassen. Das entspricht einem Windungsverhältnis von etwa 1:6 bis 1:8. Der Impedanzwert eines resonanten endgespeisten Halbwellenstrahlers wird sehr unterschiedlich interpretiert. Dementsprechend gibt es auch keinen 'einheitlichen' EFHW-Koppler. Folglich wird das Koppelverhältnis in vielen Veröffentlichungen verschieden angegeben. Man findet Impedanzwerte von ca. 2000 bis 4000 Ω, also weit auseinander. |
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Offensichtlich sind solche Transformatoren nicht so sehr breitbandig wie man es sich wünscht und decken nicht 3,5 bis 30 MHz ab. Wenn du die unteren Bänder also 80/40 bevorzugst, ist ein Matcher mit N=3 wahrscheinlich besser. Umgekehrt wäre N=2 besser geeignet, wenn du dich auf die höheren Bänder 30 bis 10 konzentrierst. Du kannst mit jedem beliebigen Verhältnis experimentieren, auch mit halben Windungen. Beachte aber, dass die Impedanz des Speisepunkts von vielen Faktoren beeinflusst werden kann. Das tatsächlich benötigte Übersetzungsverhältnis hängt von der Aufhängehöhe und besonders von der lokalen Umgebung, den Bodenverhältnissen ab. Auch der Durchmesser des Antennendrahts hat Einfluss. |
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Ich bin mir wirklich nicht sicher, ob die Verwendung einer sehr hochohmigen Übertragung notwendig ist, um die endgespeiste Antenne anzupassen. Bei meinen Experimenten habe ich mich für eine Impedanz von ca. 2,5 KΩ entschieden und muss somit eine 1: 49 Impedanztransformation umsetzen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Beachte, dass die Anzahl der Wicklungen von dem benutzten Ringkern und der Antenne abhängt, sodass möglicherweise einige Experimente erforderlich sind. Du solltest ein Impedanzverhältnis von etwa 1:50 bis 1:60 anstreben, um den unsymmetrischen 50 Ω Transceiverausgang an die 2500 bis 4000 Ω EFHW-Antenne anzupassen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Eine Beobachtung bei Erregung auf den Harmonischen: Wenn sich die Verluste einer Antenne vergrößern, sinkt üblicherweise die Impedanz im Speisepunkt. Die höheren Harmonischen der Halbwelle neigen auch dazu, eine niedrigere Speisepunktimpedanz zu haben. So liegt ein abgestimmter Draht bei 80m normalerweise bei ungefähr 2,5 bis 3,5 kΩ, 40 m bei etwa 2 bis 2,5 kΩ und bei noch höheren Harmonischen um die 1,5 kΩ. Diese Werte bitte nur als Richtwerte betrachten! Das bedeutet, wenn du auf mehreren Bändern arbeitest, einen Mittelwert zu finden, um das SWR am oberen und unteren Band anszugleichen. Da kommt der parallel geschaltete Primärkondensator mit ca. 80 bis 120 pF ins Spiel. Die Parallelresonanz des Kondensators mit der Antenneninduktivität erhöht die Speisepunktimpedanz und hilft dabei, die Antenne über mehrere Bänder anzupassen. |
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Der Kern wurde wie in der Abbildung zu sehen gewickelt, damit der Wicklungseingang und der Wicklungsausgang möglichst weit auseinander liegen. Gleichzeitig minimiert man dadurch die kapazitive Kopplung. Jedes Mal, wenn du den Draht durch den Kern führst ist eine Windung, d.h. auch beim ersten Mal! Eine Umdrehung zählt. |
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Das Impedanztransformationsverhältnis ist jedoch nicht so entscheidend für den hochohmigen Draht bei der endgespeisten Halbwelle. Die tatsächliche Impedanz des Speisepunkts kann abhängig von der Höhe über Grund oder anderen Verlustquellen ziemlich variieren. Du kanst auch darüber nachdenken, dir vielleicht einen 1:64 und einen 1:49 Matcher in den Rucksack zu packen. Dann bist du variabel. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Der Impedanztransformator wird bei mir ohne Gegengewicht verwendet. Entweder wird der BNC-Stecker direkt an die TRX Buchse gesteckt oder zwischen TRX und 'Impedanz-Anpass-Box' befinden sich ca. 2 bis 3 m Koaxkabel. Das ist abhängig von der örtlichen Situation. Das Stück Koaxkabel, besser das Koaxgeflecht, wirkt bereits in der Praxis mit einigen pF Kapazität gegen Erde, als mögliches Gegengewicht, das aber nur sehr gering [QRP] strahlt. Und das passiert 'von selbst', ohne dich zu fragen, Hi. Es gibt also keinen Grund, sich über die 'Gegengewicht-Frage' von EFHW-Antennen bei niedrige Leistungspegeln Sorgen zu machen. Die Länge des Koaxkabels als Zuleitung ist nur ein 'unwesentlicher' Teil des Antennensystems. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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David, VK3IL experimentierte, indem er einen Lastwiderstand zwischen Ausgang und Masse für einen Bereich möglicher Antennenimpedanzen von 2200 bis 6800 Ω anbrachte. Die zwei SWR-Diagramme über die HF-Bänder von 80 bis 10 m zeigen deutliche Unterschiede. Wie du siehst, sollte der Kondensator im Design berücksichtigt werden, besonders zur besseren Anpassung der höheren Bänder. Ein Richtwert sind 100 pF. Dieser Kompensationskondensator sollte ein qualitativ hochwertiger HF-Keramitkondensator sein und eine Spannungsfestigkeit aufweisen, die dem gefahrenen Output entspricht. Bewege den Cursor über das untere Bild. Du kannst so das SWR einmal ohne Kondensator und dann mit einem 100 pF Kondensator gegenüberstellen. |
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Details der Konstruktion | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Mit diesen wenigen Bauelementen wird der 'QRP Impedanz-Matcher' aufgebaut. Dieser besteht aus einer kleine Platine, den Ringkern FT50-43, einem Kondensator 100 pF/1 kV und einer 4 mm und 2 mm Buchse. Des weiteren kommt noch etwas Schrumpfschlauch, der 0,5 mm CuL und das ca. 2 bis 2,5 m RG174 Koaxkabel dazu. Der FT50-43 ist aus Nickel-Zink und für Breitbandtransformatoren gemacht, mit einer Permeabilität von 850 [Induktivität pro Wdg. mit 440 nH]. Seine Abmaße sind Ø außen von 12,7 mm, Ø innen von 7,14 mm und einer Höhe von 4,8 mm. |
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Der blaue Kondensator von 100 pF/1kV wird über die Primärseite des Transformators gelegt, um die 'unerwünschte' Sekundärkapazität zu kompensieren. Dies wirkt sich vor allem auf den höheren Bändern 30m bis 10m positiv aus. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Im unteren Bild siehst du auf der rechten Seite einen Anschluss für ein Gegengewicht. Eigentlich benötigt die Antenne kein Gegengewicht, aber in vielen Situationen schadet es doch nicht einen kurzen Draht anzuhängen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Fertiger 'Impedance-Matcher'. Links wird der λ/2 Strahler eingesteckt. In der Mitte der Impedanztransformator mit dem Kondensator. Rechts des fest angelötete Koaxkabelder. In den kleinen Pippel kann der kurze Gegengewichtsdraht eingesteckt werden. Ich habe den Matcher noch eingeschrumpft, um ihn halbwegs vor der 'rauhen' Umwelt zu schützen, Hi. Der Schrumpfschlauch den ich über den Ringkern gezogen habe beeinflusst die Induktivität nur geringfügig. |
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Wickeln und verschalten des Impedanztransformators | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Lass dich nicht vom Wickeln des Ringkerns abschrecken. Das schaffst auch du. Der Transformator besteht aus zwei verdrillten Wicklungen, die sowohl dem primären als auch dem sekundären Kreis gemeinsam sind. Diese ersten zwei Windungen sind miteinander verdrillt und somit hat die Primärwicklung nur zwei Windungen. Dann folgen 14 weitere Einzelwindungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdrille beide CuL für die 2 Windungen ineinander, wie im unteren Bild zu sehen. Bitte nicht den einen Draht nur um den anderen wickeln. Das ist kein verdrillen und muss vermieden werden! Sonst verschlechtert sich die Anpassung auf den hohen Bändern. Bitte unbedingt CuL verwenden. Denn beim Wickeln mit PVC isoliertem Draht, ist der effektive Abstand der Windungen zu groß und die Kopplung verschlechtert sich. |
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Vorgefertigter CuL Draht für den Ringkern FT-50-43. Von der Rolle werden ca. 36 cm 0,5 CuL abgewickelt und nach diesem Muster bearbeitet. Weitere Hinweise dazu folgen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Mit der Variante 1 macht sich das Verdrillen vom umgeknickten Drahtende relativ einfach. Aber die Verzinnung NACH dem Verdrillen empfinde ich als nicht so gut. Es ist einfacher, wenn der Draht bereits freigekratzt ist, was die Variante 2 vorschlägt. Also erst abkratzen, dann verdrillen und zuletzt verzinnen. Eine gute Kontaktgabe ist garantiert und auch notwendig. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Nun zum Aufbringen der Wicklungen auf den Ringkern: Auf den Kern wickelst du zwei Windungen "bifilar". Beide Drähte müssen verdrillt sein! Dann 12 weitere einzelne Windungen. Die Primärseite des Transformators hat somit 2 Wicklungen, zwei davon gehören zur Primär- und zwei zur Sekundärseite des Transformators. Zusammen macht das 14 Wicklungen, 2 bifilare- + 12 normale Wicklungen. Das Verhältnis der Wicklungen ist 2:14 bzw. 1:7, so dass die sekundäre Spannung 7x der primäre UND der sekundäre Strom wird 1/7 der primären sein. Daher wird die Impedanz in einem Verhältnis von 1:[7 * 7] = 1:49 umgewandelt. In der Praxis wirst du feststellen, dass sich die Impedanz auf den harmonischen Bändern 10m und 20m ein wenig ändert, Tendenz geringer. Du musst einen Kompromiss finden, um drei Bänder mit einem Transformator arbeiten zu können. Bedenke, dass die Bandbreite des Spartransformators nicht unbegrenzt ist. |
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Für die ersten zwei Windungen sind Primär- und Sekundärwicklung miteinander verdrillt und somit hat die Primärwicklung nur zwei Windungen. Man erhält dadurch eine engere Kopplung. Die Sekundärseite hat weitere 5 Windungen. Dann durch den Ringkern, die Seite wechseln und noch mal 7 Windungen, die in die entgegengesetzte Richtung gewickelt werden. Die hier angewante Wickeltechnik stellt sicher, dass Ein- und Ausgang der Wicklung möglichst weit auseinander liegen und damit die kapazitive Kopplung minimiert wird. Beachte aber, dass die Anzahl der Wicklungen vom verwendeten Ringkern und dem Antennendraht abhängt, sodass einige Experimente erforderlich sein können. |
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Mein Vorschlag, wie der Ringkern FT50-43 bewickelt werden kann, bitte nur als Vorschlag ansehen.
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Ein Kondensator von ca. 100 bis 120pF verbessert die Anpassung auf den oberen KW-Bändern, besonders dem 15/12/10m-Band. Der Kern ist ein FT-50-43 und bis ca. 10 Watt geeignet. Der FT-82-43 kann bis maximal 20 Watt eingesetzt werden, ohne dass der Kern in die Sättigung geht. Andere Ringkerne, wie der FT-140-43 mit einem AL-Wert von 885 oder der FT-240-43 mit einem AL-Wert von 1075 sind bei höheren Leistungen einzusetzen. Beachte, dass die Spannung am Ende der Antenne nicht unerheblich sein wird. Auch bei QRP, bis 20 Watt, solltst du daran denken. Die ungefähre Spannung kann mit der Gleichung U = geschätzt werden. Bei 50 Ω und 5 Watt haben wir etwa 125 Veff oder 175 Vss, bei 10 Watt sind es ca. 180 Veff und bei 20 Watt bereits um die 250 Veff. Angenommen wurde eine Impedanz am Antennenende von 3200 Ω. |
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Trockentest | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Das Zusammenspiel von 'Impedanz-Matcher' und Strahler kannst du testen, indem du einen 'Lastwiderstand' nimmst und diesen zwischen Ausgang und Masse schaltest. Experimentiere mit Werten von 2,4 kΩ, 3,3 kΩ und 4,7 kΩ. Für QRP reichen 2 Watt Widerstände. Der Widerstand wird nur gebraucht, um zu überprüfen, ob der Eingang über den gewünschten Frequenzbereich eine Impedanz von rund 50 Ω aufweist. Er simuliert gewissermassen den Fusspunktwiderstand am Ende des λ/2 Drahts. Der angenommene 3,3 kΩ Widerstand stellt deinen Antennendraht dar. Mit einem Antennenanalysator kann überprüft werden, wie das SWR und die Impedanz über den gewünschten Arbeitsbereich aussieht. Das SWR-Meter sollte ein Stehwellenverhältnis von etwa 1 anzeigen. Es ist wichtig, dass du einen induktionsarmen Widerstand und möglichst kurze Leitungen verwendest. Das läst viel Platz zum Experimentieren. Beachte, dass die Anzahl der Wicklungen von der Auswahl und Größe des Ringkern und der Antenne abhängt, sodass einige Experimente erforderlich sein können. Um einen Überblick über den Abstimmbereich des 'Impedanz-Matchers' zu erhalten, habe ich einen 3,3 kΩ Widerstand am Ausgang angeschlossen und folgende SWR- und Impedanzmessungen über das nutzbare HF Band gemacht:
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Abgleich des Antennenstrahlers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Die Länge des Halbwellenstrahlers kann wie folgt näherungsweise berechnet werden: Länge[m] = 145,4 / Frequenz[MHz] In diese Formel ist bereits ein Verkürzungsfaktor von 0,96 eingeflossen. Der Strahlerdraht sollte zum Einmessen so aufgehängt werden, wie die Antenne auch /p benutzt wird. Also den GFK Mast ausfahren, ca. 7m, das eine Ende des Strahlers mit einem guten Isolator bei dieser Höhe befestigen und den Antennendraht schräg nach unten führen bis auf ca. 1,2m über Grund. Hier wird der 'Impedanz-Matcher' befestigt und das kurze Koaxkabel über den Erdboden zum TRX geführt. Das macht sich ja bei portabel sehr gut. Am Ende des Koaxkabels, das mit dem BNC Stecker, wird der Analyser angeschlossen und das erste Messergebnis befriedigt sicher noch nicht. Verwende am Ende einen hochwertigen Isolator, der Kriechen der hohen anliegenden Spannung über die Isolierung vermeiden muss. Noch mal zur Erinnerung: Beim Resonanzabgleich spricht man von Abstimmung und mit einer Anpassung transformiert man den Widerstand auf einen bestimmten Wert. Ist die angezeigte Resonanzfrequenz größer als gewünscht, musst du den Antennendraht um einen Betrag x verlängern. Sollte die Resonanzfrequenz kleiner als gewünscht sein, musst du kürzen. Siehe auchhier. Für das beste SWR musst du dich schrittweise annähern. Falte dazu einen Teil des Drahtes nach hinten oder 'entfalte' ihn, mit Kabelbindern festlegen. Dies ist eine einfache praktisch erprobte Möglichkeit, den Strahler kürzer oder länger zu machen. |
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Mögliche Aufbau Varianten in der Praxis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Die Meinung, dass die Antenne ein Gegengewicht braucht wird sehr unterschiedlich diskutiert, JEIN. Ich denke, etwas Gegengewicht wird gebraucht. Aber nicht viel, da die 'spannungsgespeiste Antenne' am Einspeisepunkt eine hohe Impedanz aufweist. Die Schirmung des Koaxkabels übernimmt teilweise die Funktion als Gegengewicht. Was solls. Mein Koaxkabel liegt bei den Portabelaktivitäten zu 80% auf dem Erdboden und verhindert so möglicherweise auftretende HF Abstrahlungen. Du kannst dem Antennenstrahler auch einen 'zusätzlichen Ableiter' geben, indem du ein 'Counterpoise' am gemeinsamen Punkt des Autotransformators anbringst oder auch nicht. Ein kurzer Draht mit einer Länge von ca. 0,05 λ, der oft propagiert wird. Das sind für das 20m Band ungefähr 1 m. Jetzt fließt ein geringer Strom in das Gegengewicht und reduziert den Gleichtaktstrom am Koaxkabel. Der Gegengewichtsdraht strahlt bei QRP und Outdoorbetrieb doch sehr gering und stört nicht, was hinzunehmen ist. Nochmal zum Gegengewicht: Am Einspeisepunkt wird es immer eine gewisse Unsymmetrie geben und der Ausgleichsstrom der zwangsläufig da sein wird, sucht sich seinen Weg über die kurzgeschlossene Verbindung von Primär- und Sekundärkreis zum Koaxmantel und dann zum TRX. Diese Mantelwellen sollten unterdrückt werden. Da es sich um eine hochohmige Speisung handelt und die Antenne mit geringer Leistung betrieben wird, sind die hier entstehenden Mantelströme gut beherschbar. Du kannst bei einer Leistung von etwa 5 bis 10 Watt an den ca. 2,7 kΩ von rund 50 mA ausgehen. |
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Das Massegeflecht vom verbindenden Koaxkabel wird in dieser Aufbauversion auch als Teil des 'pseudo' Gegengewichts genutzt. Ich glaube, so ganz ohne irgend einen 'Erdableiter' der als Gegengewicht fungiert geht es nicht. Der Strom sucht sich sein 'zweites Bein' zur Kompensation, das aber nicht immer so klar zu sehen ist. In meiner Konfiguration wird einfach das Abschirmgeflecht vom Koaxkabel als Gegengewicht, auch als 'Counterpoise' bezeichnet, verwendet. Auf dem Koaxkabel wird ein geringer Gleichtaktstrom nachzuweisen sein und wird strahlen! Ich habe das nicht gemessen, gehe aber bei QRP Betrieb von ca. 20 bis 30 mA aus. In der QRP/Outdoorvariante habe ich kein 'expliziertes Gegengewicht' benötigt. Um den verbleibenden Gleichtaktstrom am Koaxkabel zu blockieren, kannst du einen Strombalun direkt nach dem Matcher hinzufügen. Dies ist jedoch kein Hochstrompunkt des Antennensystems. Der Strombalun wird also nicht so effektiv arbeiten, wie gewünscht! |
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Bei dieser Art von Anpassungseinheit spielt die Koaxabschirmung im wesentlichen die Rolle eines Gegengewichts, so dass das Hinzufügen eines separaten Gegengewichts wahrscheinlich keinen großen Unterschied macht. Es ist auch erwähnenswert, dass diese Art von Anpassungseinheit in der Praxis viel komplexer ist als ein einfacher Transformator. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Um den Strombalun effektiver zu machen, könntest du diesen an einer Stelle entlang des Koaxialkabels einfügen, die etwa 0,05 λ vom Matcher entfernt ist. Das entspricht ca. der Länge eines Gegengewichtsdrahts. Ja, das Koaxialkabel strahlt aus, aber nur der Teil des Koaxialkabels zwischen Matcher und Strombalun. Es ist Teil der Antenne! | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Einer meiner 'Wanderstöcke' dient als Abspannpunkt. Hier hängt der 'Impedanz-Matcher' ca. 1,5 m bzw. 0,8 m über Grund. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Details von 'Impedanz-Matcher', Koaxkabel. Im Gras liegen noch der TRX HEGAU und ein Akuupack. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Oben der weiße Isolierblock ist gleichzeitig die Zugentlastung für den 'Impedanz-Matcher'. Die Abzweigung von Strahlerdraht, hier grün und die isolierter Abspannung in blau. Das Counterpoise als Abzweig vom 'Impedanz-Matcher' ist gut zu erkennen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Anregungen zum weiteren Experimentieren | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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So sehe ich die EFHW Antenne beim Outdoorbetrieb von den Bergen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Warum ist es eine der beliebtesten tragbaren Antennen für QRP-Outdoor Betrieb? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Die aufgezählten Angaben spiegeln die Ergebnisse mit einer Sloper Antennenkonfiguration bei durchschnittlicher, eher schlechter Bodenleitfähigkeit wieder. Bei den höheren Bändern war es fast ein Vertikalstrahler. Merke dir aber: Wenn die Antenne an einem bestimmten Ort gut funktioniert und abgeglichen wurde, ist sie möglicherweise weniger gut für einen anderen Ort. Das hängt von der Höhe der Antenne, der Art des Bodens und auch der Nähe von der Vegetation usw. ab. Normalerweise wäre eine λ/2 Welle für 40m ca. 20,5m. Hier sind es ca.18,8m. Mit einer PVC-Isolierung um den Antennendraht, erzielst du immer eine verkürzende Wirkung auf die Antenne. Das hat auch einen Einfluß auf die Bandbreite bei 40 Meter. Aber das nur so am Rande, ist nicht so bedeutend aber wissenswert. Hier einige Orientierungswerte für eine Monobandantenne mit ummantelter Strahlerlitze:
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Was passiert wenn der Einspeispunkt über Grund, also der Abstand zur Bodennähe, erhöht wird. Das Ende, was dem Erdboden am nächsten kommt, beeinflusst die Länge des Strahlers, was sich bemerkbar macht. Anfangs legte ich den 'Matcher' kurz über Bodennähe ab, dann hängte ich den 'Impedanz-Matcher' in einer Höhe von ca. 1,5 m auf. Es konnte festgestellt werden, dass sich das SWR geringfügig zum Positiven veränderte. Von ungefähr 1.7 auf 1.2. Nur, indem der Einspeisepunkt angehoben wurde. Aber bitte seht mir die 'Krümelkackerei' nach, denn was bewirkt schon ein Delta von 0.5 in der Praxis? Das sagt mir, dass die Erdbodennähe einen nicht ganz zu vernachlässigten Einfluß auf den Widerstand am Einspeisepunkt ausübt. Ein kleiners Transformationsverhältnis wirkt sich positiv auf die Anpassung aus. Ich werden weiter mit verschiedenen 'Matchern' experimentieren. |
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praktische Hinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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In einem Videoclip beschreibt Mario, DK5VQ, seineEFHW Antenne. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Chris, HB9HJI beschreibt seine Antenne unter dem TitelEnd Fed Antenne mit 1:49 Balun selbstgebaut. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Pleun, PA3HHO gibt viele Anregungen zum Bau einerMultiband half wave end-fed. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Manuel, DL2MAN beschreibt dasWickeln und Testen des Transformers für eine half-wave-end-fed Antenne. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Welche Auswirkungen dierichtige Kerngröße bei einer Belastung mit 5 Watt für die EFHW Antenne haben können. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eine weitere Alternative zur Miniaturisierung | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Adam, K6ARK hat einen interessanten Bauvorschlag für eine Miniaturisierung der Transformationseinheit für eine EFHW QRP-Antenne vorgestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Nach monatelangem Tüfteln und Bauen, nach Rückmeldungen von anderen Funkamateuren, war der Bausatz 'K6ARK Antenna Matching Unit' geboren. Die Bauanleitung sieht drei Möglichkeiten vor. Du kannst den Bausatz als endgespeiste Halbwellen-Anpassungseinheit, als 9:1-Unun für eine Zufallsdrahtantenne oder als 1:1-Balun für die Verwendung eines mittig gespeisten Dipols konfigurieren. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Die übersetzte Bauanleitung kannst du hier anschauen.EFHW Transformationseinheit Original Bauvorschlag | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||