Optimale Antennenabstimmung

Mehr Reichweite - besserer Empfang

von Mathias Czaya - DC 5 AG -

Schaut man sich die Kataloge der Antennenhersteller an, findet man derzeit etwa 300 verschiedene Mobilantennen und etwa 100 Balkon-und Dachantennen. Die Antennen haben leider einen Webfehler, sie haben fast alle (bis auf eine Ausnahme) einen anderen Strahlungs- widerstand als 50 Ohm. Daher gibt es Anpassungsprobleme, die in den Katalogen nicht erwähnt werden. Die Abstimmung der Antenne mit Hilfe eines Stehwellenmeßgerätes auf ein SWR 1:1,0 ist ein frommer Wunsch, der die Antenne keineswegs veranlaßt, maximale Leistung abzustrahlen. Da ist eher das Gegenteil der Fall. Fangen wir mit dem Urvater der Antennen, dem Halbwellen Dipol an. Nach der Strahlungstheorie hat ein Halbwellendipol bei Mittenspeisung etwa 77 Ohm Strahlungswiderstand im Resonanzfall. Der Resonanzfall besagt, es gibt keine kapazitiven oder induktiven Anteile der Antennenimpedanz, weil sich die Blindanteile bei der Betriebsfrequenz gerade gegenseitig kompensieren. Nun wäre es naheliegend, an eine 77 Ohm Antenne ein 75 Ohm Koaxialkabel anzuschließen. Das wird aber nicht getan, weil sich die Funkgerätehersteller auf die 50 Ohm Norm geeinigt haben. Also muß ein Transformationsglied her. Das gleiche gilt übrigens auch für 5/8 Antennen. Die haben auch - je nach Länge - einen Strahlungswiderstand zwischen 70 - 80 Ohm. Der Unterschied zum Halbwellendipol ist ein zusätzlicher kapazitiver Widerstand, der mit einer Spule weggestimmt wird. Der Vorteil der 5/8 Antenne mit langen Radials liegt in einem kleineren Erhebungswinkel der abgestrahlten Leistung. Durch die Bündelung enteht ein kleiner Gewinn von etwa 2dB. Es gibt eine deutsche Definition aus BAPT Zeiten, nach der ein Halbwellendipol als Bezugsnormal für alle anderen Antennen einen Gewinn von Null ( 0 dbd ) hat. Wenn Ihnen in einem Herstellerprospekt ein Dipol mit 5 dB Gewinn angeboten wird wird, können Sie sich Ihren Teil denken. Halbiert man einen Dipol und ersetzt die fehlende Hälfte durch Radials, die zum Strahler im 90 Grad Winkel stehen und jeweils eine Viertel Wellenlänge haben, so resultiert für diese Groundplane ein Strahlungswiderstand von 77/2= 38,5 Ohm. Halbiert man den Strahler weiter, so erhält man auf den 11m Bereich bezogen, eine Strahlerlänge von etwa 130cm ( 1/8 Wellenlänge ), was den Abmessungen einer durchschnittlichen Mobilantenne entspricht. Hier sinkt der Strahlungswiderstand auf etwa 18 Ohm. Machen wir eine Energiebilanz und fragen nach dem Wirkungsgrad der Mobilantenne. Wenn es gelingt, ein SWR von 1:1,0 abzustimmen, dann bedeutet die, daß sich die Antenne wie ein 50 Ohm Widerstand verhält. Da nun der Strahlungswiderstand 18 Ohm beträgt, muß zusätzlich ein Verlustwiderstand von 32 Ohm hinzugekommen sein.

Der Strahlungswiderstand ist der Anteil, der die elektrische Leistung des Senders in Strahlungsleistung verwandelt. Der Verlustwiderstand ist der Anteil, der elektrische Leistung im Wärme umwandelt. Nehmen wir als Sendeleistung im CB-Funk die üblichen 4 Watt an, so wird 1,44 Watt entsprechend 36% in Strahlung und 64% entspechend 2,56 Watt nutzlos in Wärme umgewandelt. Wer Spaß und Lust am Experimentieren hat, kann mal folgenden Versuch machen: Man nehme eine abstimmbare Mobilantenne und bittet eine weit entfernte Feststation mit einem digitalen S-Meter, welches die Ablesung von zehntel S-Stufen gestattet ( DSM-2000 ), um genaue S-Werte. Dann stimmt man die Mobilantenne mal auf besten S-Wert und mal auf besten SWR-Wert ab. Dann kann man feststellen, daß der Wert des besten SWR keineswegs der Wert der besten Strahlungsleistung ist oder andersherum gesagt, mit einer kleinen Fehlabstimmung strahlt die Antenne besser. Nimmt man noch kürzere Mobilstrahler, z.B. 50 cm Länge, so verschlechtert sich das Verhältnis von abgestrahlter Leistung zu Wärmeleistung auf etwa 1: 10.

Der überwiegende Anteil der Mobilantennen ist im CB-Bereich mit Rücksicht auf die Straßenverkehrszulassungsordnung wesentlich kleiner als eine Viertelwellenlänge ( entsprechend einer DV lang ) . Wenn Ihnen daher ein Antennenhersteller eine stark verkürzte Mobilantenne in 50 Ohm Technik anbietet und auch noch die Frechheit besitzt, diese Antenne als gewinnbringend anzupreisen, denken Sie sich bitte Ihren Teil.

Mobilantennen in 50 Ohm Technik sind leider Verlustantennen, je kürzer umso schlechter. Daher wird es höchste Zeit, sich von der 50 Ohm Technik zu lösen.

Daher habe ich für experimentierfreudige CB-Funker ein Transformationsglied entwickelt, daß den 50 Ohm Wert auf wahlweise 75 Ohm oder 36 Ohm oder 18 Ohm ziemlich verlustfrei umsetzt. Es handelt sich um eine kleine doppelseitig kupferkaschierte Epoxidharzplatine, auf die eine Spule im Zehntel Mikrohenry Bereich sowie ein Festkondensator und ein parallel geschalteter Trimmer zu Abgleichzwecken gelötet ist. Das 50 Ohm Koaxialkabel wird direkt auf die Platine gelötet. Für Außenmontage kann die Platine in ein kleines Metallgehäuse ( Teko 1B ) gesetzt werden, wobei dann noch SO-239 Antennenbuchsen in das Gehäuse zu montieren wären. Dann kann man direkt - ohne Verwendung von Koaxkabel - die Schaltung mit einem ?Doppelmännchen? an eine Hochantenne anschließen. Da CB-Funker im allgemeinen nicht fit sind in Sachen Spulenwickeln und selten ein Dip-Meter besitzen, bieten wir als Teilbausatz zum Experimentieren die Platine mit fertig gewickelter und abgeglichener Spule in drei Ausführungen an.

Der Preis beträgt pro Stück 5,- Euro . Bei Postversand kommt noch 2,-Euro Porto hinzu.

Bundesgeschäftsstelle

DFA e.V.

Helmholtzstr. 11

34127 Kassel

Stichwort: Transformation 50/75 Ohm

Transformation 50/36 Ohm

Transformation 50/18 Ohm

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