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QRP Halbwellenantenne
für 2m im Hosentaschenformat, J-Antenne |
![Zurück zurück](../gif/pf_home_return.gif) |
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![J-Antenne, zusammengerollt ... J-Antenne, zusammengerollt ...](../gif/HB_JA_0.jpg) |
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Projekt: QRP
J-Antenne für 2m |
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Kontakt: ![DL2LTO](../gif/mailto.gif) |
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Einleitende
Worte |
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![J-Antenne beim Poartabeleinsatz ... J-Antenne beim Poartabeleinsatz ...](../gif/HB_JA_17.jpg) Die
J-Antenne ist speziell auf den höheren Bändern weitverbreitet
und 'produziert' im gesamte 2m Band ein SWR kleiner 2:1, liefert ein fast
kreisförmiges Abstrahlungsdiagramm, erfordert keine Radials und gestattet
ein 50 Ω Koaxkabel problemlos anzupassen. Aus
dem Hotelzimmer, bei Portabeleinsätzen, eine Rast beim Wandern, man
ist immer gegenüber der Gummiwendel im Vorteil. Sie ist klein, paßt
in die Hosentasche, ist preiswert und 'gewinnbringend'. Eine Antenne, die
in wenigen Minuten zusammengebaut ist. Das benötigte Material ist
in der Bastelkiste zu finden. Die fertige Antenne kann zusammengerollt
in der Hosentasche oder im Wanderrucksack verstaut werden. In der Natur
kann die Antenne mit einer Wäscheklammer oder einem Stück Angelschnur
am Baum, am Zweig oder an einem Teleskopmast aufgehängt werden. Super
einfach und wirkungsvoll. Eine
J-Antenne wird niemals einen Beam ersetzen. Aber man bekommt eine gute
Antenne, die in kurzer Zeit mit wenig Material einfach gebaut werden kann. Details
zur Befestigung der Antenne im Bild 4a, 7 und 7a. HB9NCS
und HB9NMT veröffentlichten eine interessante Kurzdarstellung zur J-Antenne
für 144 / 430 MHz. |
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![](../gif/quaderw.gif) |
Funktion
des Halbwellenstrahlers |
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Die
J-Antenne besteht aus drei Teilen. Das sind der Strahler, das Anpassungsglied
und der Anpassungspunkt. Die Antenne ist ein Halbwellenstrahler, der an
einem Ende gespeist wird. Eine Speisung am unteren Strahlerende
erscheint bautechnisch günstiger, das hat aber zur Folge, dass sich
dort ein Spannungsmaximum mit hoher Impedanz einstellt.
Daraus könnte sich
sich das einzige Problem, die Speisung mit 50 Ω Koaxkabel, ergeben. Aber keine Angst, das Problem wird sehr simpel gelöst.
Man erinnert sich an die Viertelwellenumwegleitung. Die hohe Impedanz wird
über ein λ/4 Kabel
transformiert, das an einem Ende offen und am anderen Ende kurzgeschlossen
ist. Das offene Ende der Viertelwellenbandleitung ist hochohmig, das kurzgeschlossene
Ende sehr niederohmig. Wir produzieren ja einen Kurzschluß, die Impedanz
geht also fast gegen Null. Und nun der 'Trick'. Genau zwischen diesen beiden
Extremen befindet sich eine Stelle, wo die Impedanz genau 50 Ω beträgt. Das müssen wir herausfinden und unser Koaxkabel anschließen. |
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Stromverteilung,
Anzahl der Halbwellen und Funktionsskizze der J-Antenne: |
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![so funktioniert die J-Antenne ... so funktioniert die J-Antenne ...](../gif/HB_JA_1.gif) |
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Material
zum Bau einer 2m Antenne |
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Ca. 1,5m
UKW Bandleitung 240/300 Ω |
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2 bis
3 Meter Koaxkabel RG58/U oder RG174/U |
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BNC Stecker
für das entsprechende Koaxkabel |
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Kabelbinder |
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Schrumpfschlauch |
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Nylonfaden
oder Angelschnur zum Befestigen am Aufhängepunkt |
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Hinweise
zum Bau der Antenne |
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Wie
bereits gesagt, findest du das Material in deiner Bastelkiste. Die UKW-Bandleitung
von 240 Ω ist noch beschaffbar. In Baumärkten wird eine UKW-Wurfantenne angeboten.
Das Kabel ist ca. 1,60 m lang und reicht für den Bau dieser Antenne.
Es ist aber auf den Preis zu achten, denn mehr als 2 Euro sollte man dafür
nicht ausgeben. Oft ist es noch auf Flohmärkten oder bei ebay zu bekommen.
Die untere Abbildung zeigt den schematischen Zuschnitt des Bandkabels.
Das Bandkabel hat einen Verkürzungsfaktor von ca. 0,82 bist 0,84 und
ist bei allen Berechnungen zu berücksichtigen. Das obere Kabelende
bleibt offen und wird lediglich mit einem Loch versehen. Daran kann man
eine Schlaufe aus Angelschnur oder nichtleitenden Faden zur Befetigung
knippern. Für den Outdooreinsatz sind alle Lötstellen mit Schrumfschlauch
zu überziehen. Alle Anschlüsse sind so kurz wie möglich
zu halten. Bei
dem unteren Bandkabelende sind die beiden Drahtenden kurzzuschließen. Die
beiden Litzestellen darüber sind abzuisolieren aber nicht durchzutrennen.
Hier wird das Koaxkabel angelötet. Das ist der 50 Ω Punkt. Ganz wichtig! Die Abschirmung kommt an das Viertelwellenstück
und der Innenleiter an das 3/4 λ Gegenstück.
Siehe nebenstehende Abbildung. |
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![](../gif/quaderw.gif) |
Möglicher
Bauablauf |
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![Skizze zur Bauausführung ... Skizze zur Bauausführung ...](../gif/HB_JA_4.gif) Schneide
von der UKW Bandleitung ca. 1,5 m ab. Es ist noch kein Maßzuschnitt!
Entferne vorsichtig die Isolierung an einem Ende ohne die Kupferleitung
zu beschädigen, 15 mm auf beiden Seiten sollten reichen. Nimm die
zwei Kupferdrähte und verdrille beide. Anschließend die verdrillte
Leitung verlöten. Wir haben einen ‚Kurzschluß’ realisiert, das
ist so gewollt. Die Verbindung beider Drähte sollte so kurz wie möglich
erfolgen, keine großen Schleifen bilden. Damit ist der untere Teil
der Antenne bereits fertig. [Bild 1, 1a]
Als
nächstes widmen wir uns der λ/4 Leitung. Im berechneten Abstand vom unteren Teil entfernen wir sorgfältig
auf beiden Seiten die Isolation, so ca. 3 bis 5 mm. Nicht das Kupferkabel
durchtrennen oder verletzen. An diese beiden ‚freigelegten’ Kupferdrähte
wird später das Koaxkabel angelötet. [Bild 2, 2a]
Messe
von dem Mittelpunkt des gerade abisolierten Stücks das geforderte
Maß nach oben ab und mache auf einer Seite des Bandkabels eine Kerbe.
Diesmal wird aber die Kupferlitze mit durchgetrennt. Aber nur auf einer
Seite! Dieser Abschnitt bildet den λ ¼
Stub. Der andere Rest der Kupferlitze kann am Bandkabel verbleiben und
stört nicht. [Bild 3, 3a]
An
einem Ende des Koaxkabels wird der BNC Stecker befestigt. Das andere Ende
wird an den λ ¼ Stub gelötet, das ist der 50 Ω
Punkt an den beiden freigelegten Kupferleitungen. Bitte genau beachten,
wo das Geflecht und wo der Mittelleiter des Koaxkabels an die λ/4 Leitung angelötet werden! Geflecht wird an λ/4 Stub und Mittelleiter an Strahler gelötet. Siehe Skizze. [Bild 4,
4a]
Zum
Schluß wird die Antenne auf ihr genaues Maß geschnitten. Vom
unteren bis zum oberen Teil auf ihre gesamte Länge.
Etwa
10 mm vom oberen Ende kann mit einem Locheisen die Fixierung des Aufhängepunktes
mittig in die Bandleitung gestanzt werden. Achtung, nicht die Kupferlitze
beschädigen! [Bild 4]
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Die hier
angegebenen Längenangaben sind eine gute Basis zum experimentieren.
C -> 32 mm, B -> 421
mm, A -> 1370 mm
Wichtig ist es, den 'Feedpoint'
zum Anschluß des 50 Ω Koaxkabels recht gut zu treffen. Die anschließend durchzuführende
Messung von SWR entscheidet, ob nachgebessert werden muß oder nicht.
Alles was sich bei ca. 1.5:1 einpendelt ist OK. |
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Das Koaxkabel
sollte nicht kürzer als 2 m sein. Ob nun RG174/ oder RG58/U macht
sich nur bei der Dämpfung und Handlichkeit bemerkbar. Bei 3 m Koaxkabel
sehen die Dämpfungen etwa wie folgt aus:
RG174/U bei 145
MHz ca. 1,00 dB, bei 435 MHz ca. 1,80 dB
RG58/U bei
145 MHz ca. 0,50 dB, bei 435 MHz ca. 1,00 dB
aircell5 bei 145 MHz
ca. 0,35 dB, bei 435 MHz ca. 0,65 dB
Das ist alles. Antenne aufhängen,
Koaxkabel an TRX anschließen und probieren. |
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![](../gif/quaderw.gif) |
Abgleich
der Antenne |
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Ganz
einfach.
Wenn
die angegebenen Maße eingehalten wurden, beschränkt sich der
eigentliche Abgleich nur auf die Anpassung des 50 Ω Koaxkabels am Punkt x-x.
Es
muss die richtige Stelle für den Anschluss des Koaxkabels gefunden
werden. Die Angaben sind schon genaue Richtwerte und man sollte keine Abweichungen
im mm-Bereich zulassen. Mit einer SWR Meßbrücke gleicht man
auf günstigstes Stehwellenverhältnis ab. Am Stehwellenverhältnis
erkennt man ganz gut, ob man den Punkt getroffen hat.
Wer
einen Analyser zu Verfügung hat sollte diesen nutzen. Ich habe festgestellt,
daß ein Stehwellenverhältnis s < 1,5 immer zu realisieren
ist. |
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![SWR Verlauf ... SWR Verlauf ...](../gif/HB_JA_5.gif) |
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![](../gif/quaderw.gif) |
Details
in Wort und Bild |
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[Bild 1] Unteres
Ende der Bandleitung, beide Drähte durch Lötbrücke kurzgeschlosssen. |
[Bild 1a] Enden
verkleben und dann mit Schrumpfschlauch vor Feuchtigkeit schützen. |
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![Kurzschluß an unteren Ende ... Kurzschluß an unteren Ende ...](../gif/HB_JA_5.jpg) |
![Kurzschluß an unteren Ende, verschrumpft ... Kurzschluß an unteren Ende, verschrumpft ...](../gif/HB_JA_13.jpg) |
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[Bild 2] Freilegen
der beiden Litzen und verlöten
zum
späteren Fixieren des 50 Ω Abgreifpunktes
. |
[Bild 2a] Koaxkabel
wird an die offenen Litzen gelötet. Mittelleiter an Strahler, Geflecht
an Viertelwellenleitung. |
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![Anschluß für Koaxkabel ... Anschluß für Koaxkabel ...](../gif/HB_JA_6.jpg) |
![Koaxkabel angelötet ... Koaxkabel angelötet ...](../gif/HB_JA_11.jpg) |
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[Bild 3] Unterbrechnung
der Litze, Ende der Viertelwellenleitung. |
[Bild 3a] Auch hier
die beiden Enden verkleben und dann mit Schrumpfschlauch vor Feuchtigkeit
schützen. |
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![Unterbrechnung des Bandkabels ... Unterbrechnung des Bandkabels ...](../gif/HB_JA_7.jpg) |
![Unterbrechnung des Bandkabels, geschrumpft ... Unterbrechnung des Bandkabels, geschrumpft ...](../gif/HB_JA_12.jpg) |
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[Bild 4] Oberes
Ende wird zur Stabilisierung mit einem Holz oder Plasteplättchen auf
beiden Seiten angepresst. Das Loch dient der späteren Befestigung
einer Nylonschnur im Out- oder Indoorbereich. |
[Bild 4a] Verschrumpfung
des oberen Antennenteils zum besseren Halt. An einer Schleife aus Nylonfaden
ist ein kleiner und leichter Edelstahlhaken befestigt. Dieser wird an einer
beliebigen Stelle zum Aufhängen der Antenne genutzt. |
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![Oberes Ende der Bandleitung ... Oberes Ende der Bandleitung ...](../gif/HB_JA_8.jpg) |
![Oberes Ende der Bandleitung, mit Aufkänger ... Oberes Ende der Bandleitung, mit Aufkänger ...](../gif/HB_JA_14.jpg) |
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[Bild 5] Vorbereitetes
Stück Koaxkabel zum späteren anlöten an die 50 Ω Anpassstelle. |
[Bild 6] Rückseite
der Anpassstelle. Plaste oder Holzstück verstärkt das Antennenstück.
Damit minimiert sich die Bruchgefahr beim Transport und den vielen Einsätzen. |
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![Koaxkabel zum Anlöten vorbereitet ... Koaxkabel zum Anlöten vorbereitet ...](../gif/HB_JA_9.jpg) |
![Anpasstelle im Detail mit Knickschutz ... Anpasstelle im Detail mit Knickschutz ...](../gif/HB_JA_10.jpg) |
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[Bild 7] Wäscheklammer.
An einer Hebelseite ein Pippel zum Aufstecken auf die Stitze einer GFK
Rute. An der anderen Hebelseite wurde eine Nylonschlaufe befestigt, die
zum beliebigen aufhänden der Antenen dient |
[Bild 7a] Hebelarme
der Wäschklammer in Detail. |
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![Wäscheklammer als universeller Aufhängepunkt ... Wäscheklammer als universeller Aufhängepunkt ...](../gif/HB_JA_15.jpg) |
![Wäscheklammer im Detail ... Wäscheklammer im Detail ...](../gif/HB_JA_16.jpg) |
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![](../gif/quaderw.gif) |
Umrechnung
von cm, mm, inch |
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In der
englischsprachigen Literatur werden die Maße in inch angegeben. Hier
eine einfache Umrechnugstabelle zu den für uns bekannteren Maßeiheiten
cm und mm.
Das Inch ist eine englische
und US-amerikanische Maßeinheit, was in Deutschland als 'englischer
Zoll' bezeichnet wird und 0,0254 m, also 2,54 cm entspricht. |
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![Top TOP](../gif/pf_top.gif) |