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Projekt: Groundsystem mit Picknickdecke, ein Versuch | ||
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Kontakt:  |
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Einleitende Worte | ||
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Der Antennenbau und noch wichtiger die entsprechenden Tests sind auch heute
noch ein Experiment wert. Die Art der Antenne, die Höhe der Einspeisung, die elektrische Leitfähigkeit des Bodens usw. sind Faktoren, die neben den Ausbreitungsbedingungen maßgeblichen Einfluß auf die Signalabstrahlung haben. Etwas aus der Mode gekommen sind endgespeiste Antennen. Der elektrische Grund ist, dass sie recht häufig Störungen produzieren und auch sehr leicht Störungen aus der Umgebung aufnehmen. Die Antenne ist etwas unruhig, Hi. Da ich fast nur portabel qrv bin und einfache Drahtantennen benutze habe ich mir mal Gedanken gemacht, wie ich ein gutes Gegengewicht erzeugen kann. Eine λ/4 Antenne ist nicht erdymmetrisch und benötigt für ein einwandfreies Arbeiten zwingend ein gutes Erdsystem. Ohne ein gutes Erdsystem geht gar nichts, denn das Erdsystem ist Bestandteil der Antenne. Bei Antennenresonanz ist nur der reelle Widerstand vorhanden. Die vorhandenen Blindwiderstände entstehen meist durch zu kurze oder zu lange Antennenabmessungen. Zu kurze Antennen, Resonanz zu hoch, bringen einen kapazitiven Blindwiderstand und zu lange Antennen liefern einen induktiven Anteil an der Einspeisung. Auch auf dem Boden verlegte Radials, können zusätzliche Blindwiderstände produzieren. |
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Wie kann ich ein aktzeptables Gegengewicht erzeugen? Befindet sich der Antenneneinspeisepunkt nahe der Erdoberfläche, bildet der Strahlerdraht und der Erdungsdraht die Einspeisungspunkte. Die Erde dient als „Gegengewicht“ und ist mit dem Außenleiter des speisenden Koaxkabels verbunden. Das 'Gegengewicht' gehört zur Antenne und ersetzt gewissermaßen eine elektrisch leitende Ebene. Es muss die Ströme aufnehmen, die sonst der andere 'Dipolstrahler' aufnimmt und besteht oft aus einigen ausgelegten Radials. Aber gerade auf dieses Gegengewicht sollte geschaut werden. Das vergisst man oft, denn es hat wesentlichen Anteil am Wirkungsgrad der Antenne.  Je niedriger der Fußpunktwiderstand der Antenne, je besser muss das Gegengewicht sein. Das wird schnell verständlich wenn man sich überlegt, dass der Antennenstrom ja schließlich irgendwo hin fließen muss. Nicht nur aus dem
Antennendraht heraus oder wieder hinein.Symmetrisch gespeiste Antennen haben dieses Problem nicht, weil die eine Hälfte der Antenne genau den Strom braucht, den die andere Hälfte gerade liefert. Eine endgespeiste Antenne sucht sich ihr 'Gegengewicht' auf jeden Fall. Im Normalfall bedeutet das, dass die Ausgleichsströme irgendwo herum vagabundieren. Was ist das besondere an der präparierten Picknickdecke? Nach dem Vorbild eines Spinnennetzes habe ich auf die Unterseite einer Picknickdecke ein Radialsystem genäht. Zuerst wollte ich dazu einzelne Drähte verbinden. Doch dann kam die Idee ein Gewebeband mit 11 bereits integrierten 0,3 mm Drähten zu benutzen. Das Band ist 400 mm breit und wird eigentlich als elektrischer Weidezaun verkauft und soll nur 0,16 Ω/Meter haben. Die 11 Drähte im Band und die einzelnen Bänder untereinander sind sozusagen parallel geschaltet. Ich probierte es aus. Es hat zwar etwas Arbeit bereitet die Drähte zu vernähen, aber die Arbeit hat sich gelohnt. Ich habe nun für Portabelaktivitäten ein vom Bodenwert relativ unabhängiges Gegengewicht von ca. 2,7 m2 in Form einer Picknickdecke. Die Decke bildet eine Kapazität gegen den Erdboden, wird aber NICHT mit diesem verbunden!! |
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Details | ||
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| Die einfache
Picknickdecke habe ich preiswert bekommen. Die Oberseite besteht aus 100%
Polyacryl und die Unterseite aus einem Fließstoff mit aufgedampter
Alufolie. Sie ist ca. 190 x 135 cm groß und wiegt ca. 500 g. Die dünne aufgedampfte Aluschicht reicht aber nicht aus für ein zufriedenstellende Leitfähigkeit. Desshalb habe ich nach einer anderen Lösung gesucht und in dem Weidezaunband gefunden. |
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| Die Weidezaunbänder
haben 11 eingeflochtene dünne Drähte. Das Material ist TriCOND.
Tri steht für drei und COND für Conductivity was mit Leitfähigkeit
zu übersetzen ist. Es ist ein neues Leitermaterial bestehend aus einem
Stahlkern mit einer Doppelbeschichtung aus zwei Legierungen. Somit komme
ich auf eine sehr geringe Leitfähigkeit gegenüber herkömmlichen
Materialien. Es ist ein sehr robustes Material mit langer Haltbarkeit. Die 11 eingeflochtenen 0,3mm straken Drähte sollen eine Leitfähigkeit von ca. 0,16 Ω/Meter haben. |
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| Um die Kreuzungspunkte des Radialnetzes zu verbinden habe ich die 11 Drähte verzwirbelt. Damit kann ich nun alle Kreuzungspunkte leitend verbinden. Zu guter letzt können die Drähte auch noch verlötet werden. | |||
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Praktische Umsetzung | ||
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Ein sogenannter λ/4 Langdraht funktioniert am besten bei einem kleinen Erdungswiderstand. Das ist aber nicht einfach zu realisieren. Ein 1 bis 2 Meter tiefer Erdspiess reicht da nicht, denn das Nahfeld der Antenne breitet sich nicht nur um den Erdspiess aus. Die fließenden Rückströme zum Antennenfußpunkt sind möglichst großflächig und verlustarm ‚einzusammeln'. Wer das auf einer Sandbank in der Ostsee probiert hat, kennt den enormen Vorteil. Aber unter normalen Bodenverhältnissen ist es nicht einfach Erdwiderstände von um die 10 Ω zu erreichen. Zur Bodenbeschaffenheit kommt ja noch die Arbeitsfrequenz hinzu. Das bedeutet, eine Antenne, die bei gleichen Bodenverhältnissen auf 15m sehr gut funktioniert, spielt auf 80m so lala. Was kann ich also verändern? Die Bodenbeschaffenheit setzte ich als gegeben voraus. Ich kann Hilfsdrähte, auch Radials genannt, auf den Boden legen oder noch besser eingraben und das ganze ‚Spinnennetz' an einer zentralen Stelle verbinden und möglichst kurz zum TRX führen. Bei meinen Portabelaktivitäten ist das etwas umständlich. Da ich meistens eine Decke mit trage, habe ich diese als ‚Spinnennetz' missbraucht. Damit erhalte ich einen geringen Erdwiderstand auf allen Bändern. Mit den erreichten Resultaten bin ich zufrieden. Die Decke wird auf den Boden gelegt, das Funkgerät am Deckenrand positioniert und die Antenne angeschlossen. In unmittelbarer Nähe zum TRX wird über das grüne Verbindungskabel, welches das 'Spinnennetz' auf der Picknickdecken-Unterseite verbindet mit der Antennenmasse verbunden. NICHT mit einem Erdspiess verbinden! Die Deckenkapazität soll ja gegen den Erdboden aufgebaut werden! Das 'Gegengewichtsnetz' der Decke spiegelt sich in einem erhöhten Wirkungsgrad wieder. Nun lege oder setze ich mich auf die Decke. Ich liege also auf dem Gegengewicht mit ca. 2,7m2 unmittelbar am Antennenfußpunkt. Genau das bringt den Erfolg. Damit erzeuge ich eine Kapazität über die gesamte Fläche der Decke, die ja möglichst groß sein soll. Das hat zur Folge, daß auch mein Verlustwiderstand sinkt. |
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| Mich hat es mal interessiert, wie groß die Kapazität gegen den Erdboden ist. Dazu habe ich das LCR Meter zwischen 'portabler' Picknickdecke und einen Erdspieß gemessen. Die Decke lag auf dem Rasen im Garten und der Erdspieß wurde ca. 20 cm in den Rasenboden gesteckt. Siehe Foto. Gemessen wurden zwischen 1,4 und 1,8 nF. Mal überschlägig gerechnet ergibt sich ein ca. Blindwiderstand von 58 Ω für 160m, 30 Ω für 80m, 15 Ω für 40m, 7 Ω für 20m, 5 Ω für 15m und 4 Ω für 10m. Man muss natürlich noch den Old Man, der auf der Decke liegt und die gegebenen Bodenverhältniise in die Rechnung berücksichtigen. Aber die Praxis bestätigt, dass es gut geht. Ich bin zufrieden. |
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