Antenne

warning: Creating default object from empty value in /data/web/1/000/039/301/136510/htdocs/modules/i18n/i18ntaxonomy/i18ntaxonomy.pages.inc on line 34.

"Unboxing plus" des Antennentuners LDG RT-100

Ich plane meinen "Antennenpark" demnächst um eine vertikal polarisierte Antenne zu bereichern. Diese soll auf möglichst allen KWKurzwelle-Bändern vom 30mentspricht 10 MHz-Band aufwärts einsetzbar sein. Aus diesem Grund habe ich mich für eine nicht-resonante Antenne entschieden, die über einen direkt am Speisepunkt befindlichen automatischen Antennentuner an die ImpedanzWechselstromwiderstand von 50 Ohm des Antennenkabels angepasst wird.

Zur Antenne werde ich demnächst noch mehr schreiben. Nun erst einmal zum Antennenanpassgerätengl.: Tuner.

Warum soll der Tuner direkt am Speisepunkt der Antenne betrieben werden?

Da die Antenne nicht-resonant konzipiert wird, wird sie auf den Betriebsfrequenzen (in den Amateurfunkbändern) an ihrem Speisepunkt immer ein Fehlanpassung zur Impedanz des Antennenkabels haben. Idealerweise wird diese Fehlanpassung exakt an dieser Stelle ausgeglichen. Sonst kann es vorkommen, dass sich auf dem Antennenkabel [external link] Mantelwellen bilden. Diese wiederum können Störungen in benachbarten TV- und Radiogeräten sowie einen schlechten Wirkungsgrad durch "Verbrennen" der (ohnehin schon geringen) HF-Leistung zur Folge haben.

Folgende Kriterien waren für die Auswahl des Tuners entscheidend:

  • wetterfestes Gehäuse, da der Tuner direkt am Speisepunkt der Antenne, also im Freien, montiert werden soll
  • automatische Abstimmung, da ein Bandwechsel ohne manuelles Nachstimmen möglich sein soll
  • minimal für's Abstimmen erforderliche HFHochfrequenz-Leistung muss 5W oder weniger sein, da ich viel QRPmit kleiner Sendeleistung, max. 5 Watt arbeite
  • maximale HF-Leistung: min. 100W (für den Fall, dass ich doch irgendwann einmal einen "großen" TransceiverFunkgerät habe
  • Zuführung der für den Tuner erforderlichen Betriebsspannung möglichst über das Antennenkabel, anstelle eines separaten Kabels (nice to have, aber nicht zwingend)
  • preislich sollte er auch nicht aus dem Rahmen fallen

Zur Auswahl standen folgende Modelle:

  • [external link] CG-3000 von CG Antenna
    ein viel gelobter Tuner aus chinesischer Produktion
    Preis z.Zt. ca. 280,- €
    schied aus, da die für eine Abstimmung erforderliche HF-Leistung min. 10 Watt beträgt, die ich mit meinem [internal link] Yaesu FT-817ND keinesfalls erreiche
  • [external link] MFJ-993BRT von MFJ Enterprises
    renomierter US-Hersteller
    Preis z.Zt. ca. 350,- €
    schied wegen des Preises aus
  • [external link] RT-100MKII von LDG
    US-amerikanischer Produzent, aber "Made in Taiwan" (was nichts Schlechtes bedeuten muss!!!)
    Preis z.Zt. ca. 280-300,- € (alte Version ohne Fernspeiseweiche/Fernbedienung um 200,- €)
    => hat am Ende das Rennen gemacht, da preislich attraktiv und von den Leistungsdaten passend:
    min. für Abstimmung erforderliche Leistung: 0,1 W (!), max. 125 W (bei FM oder Digi-Modes max. 30 W)
    anpassbarer Imbedanzbereich: 4...800 Ohm
    Außerdem [internal link] betreibe ich bereits seit ca. 4 Jahren einen LDG-Tuner vom Typ Z11 pro II, der sehr zuverlässig funktioniert.

Entschieden und bestellt (kleiner Tipp: unbedingt die Preise vergleichen. Man kann bis zu 10% sparen, wenn man nicht beim bekanntesten deutschen Händler bestellt)!

Und nun zum beliebten und bereits in der Überschrift angekündigten Unboxing:

Lieferumfang:

LDG RT-100 MKII: Lieferumfang

Die "MKII"-Version beinhaltet neben dem eigentlichen Tuner RT-100 (grau, rechts im Bild) auch die Fernspeiseweiche/Fernbedienung RC-100 (schwarz, links unten). Hinzu kommt ein DC-Anschlusskabel und eine Mastschelle für Durchmesser bis 50mm.

LDG RT-100 MKII: Bedienungsanleitungen

Außerdem bekommt man zu RT-100 und RC-100, jeweils zwei Bedienungsanleitungen: Original auf Englisch, Übersezung auf Deutsch (interessanterweise stammt die deutsche Übersetzung vom wohl bekanntesten deutschen Amateurfunk-Verdandhändler, obwohl ich nicht dort bestellt habe).

Tuner LDG RT-100, Anschlussseite (unten):

LDG RT-100 MKII: Anschlussseite (unten)

Zwei mit Gummis gegen das Gehäuse abgedichtete SO-239-Buchsen und eine Schraube für die Erdung.

Tuner LDG RT-100, geöffnet:

LDG RT-100 MKII: geöffnet

Wie zu erwarten: viele Relais, ein paar Induktivitäten auf Ringkernen, sowie einige Kapazitäten und ein Microcontroller zur Steuerung. Die LED beleuchtet das Gehäuse von innen, damit sich die Bauteile im Dunkeln nicht fürchten ;-)

Fernspeiseweiche/Fernbedienung RC 100, von vorn:

RC 100, von vorn

Die Status-LED zeigt nur an, ob die Betriebsspannung eingeschaltet ist, jedoch keinen Tuning-Status. Mit dem "Tune"-Taster kann man den Abstimmvorgang ggf. noch einmal manuell starten. Normalerweise fängt der Tuner aber sobald er mit HF versorgt wird automatisch an zu "tunen".

Fernspeiseweiche/Fernbedienung RC 100, von hinten:

RC 100, von hinten

Wieder zwei SO-239-Buchsen für "angeschirmte Bananenstecker" (die für den Frequenzbereich jedoch vollkommen ausreichend sind!), sowie der Betriebsspannungsanschluss.

Fernspeiseweiche/Fernbedienung RC 100, geöffnet:

RC 100, geöffnet

Nicht viel drin, außer L und C für die Einkopplung der Betriebsspannung.

Kurzer Test:

Nach dem Auspacken (Neudeutsch: Unboxing) habe ich den Tuner zum Funktionstest an meiner bisherigen Antenne, jedoch im ShackFunkbude ausprobiert, da die neue Antenne noch nicht fertig montiert ist.

An dieser ca. 17,2m langen (also ebenfalls auf den Amateurfunkbändern nicht-resonanten) Antenne konnte er auf allen Bändern von 10 bis 80m ein SWR von <1,5 erreichen, auf 160m schaffte er nur 1:2. Die Abstimmung dauerte beim ersten Mal auf einer bestimmten Frequenz maximal 5s. Wenn eine bereits verwendete Frequenz zum wiederholten Mal verwendet wurde, dauert das Abstimmen weniger als 1s (da der Abstimmungswert dann aus dem Speicher gelesen und wieder verwendet wird). Genauso gut funktioniert mein bisheriger Tuner LDG Z11 pro II auch - also kein Grund zur Beanstandung!

 

Weitere Informationen zum LDG RT-100:

[external link] YO9RTF zum RT-100 [in englischer Sprache]

[external link] Herstellerseite [in englischer Sprache]

[external link] Handbuch [in englischer Sprache]

[external link] Nutzerberichte auf eHam.net [in englischer Sprache]

 

 

 

 

 








 

Hoffnung für "Antennengeschädigte" durch mikroskopisch kleine Antennen

Science Magazine, 2015-04-01
Physik-Journal, 2015-04-01

Wie das [external link] Science Magazine und das deutsche [external link] Physik-Journal heute übereinstimmend melden, ist es durch die konsequente Neuauslegung der [external link] Maxwell'schen Gleichungen in Kombination mit den neuesten Fortschritten der [external link] Nano-Technologie gelungen, extrem kleine und doch leistungsstarke Antennen zu entwickeln. weiter lesen...

Screen Shot Science Magazine, 1 Apr 2015

 

Screen Shot Physik-Journal, 1 Apr 2015

Insbesondere die [external link] mikroskopischen Gleichungen Maxwells ermöglichen es demnach bei konsequenter Anwendung im [external link] nano-molekularen Bereich, Antennen zu konstruieren, die eine Ausdehnung von nur 1/1.000.000 der Wellenlänge aufweisen. Dies kommt dem, normalerweise nur zur theoretischen Betrachung von Antennen herangezogenen, [external link] isotropen Strahler ziemlich nahe. Nachteil: die Strahlung erfolgt (wie der Name bereits aussagt) isotrop, d.h. in alle Raumrichtungen; [external link] Richtantennen sind in erster Konsequenz damit also nicht zu konstruieren.

Hier setzt nun ein interdisziplinäres Forschungsprojekt des [external link] Zentrums NanoMikro und des [external link] Instituts für Nachrichtentechnik am [external link] Karlsruher Institut für Technologie (KIT, ehem. Uni Karlsruhe, [external link] an der bereits Heinrich Hertz wirkte) an:
Unter dem [external link] Elektronenmikroskop wurden bereits Antennenformen, wie die bekannte [external link] Yagi-Antenne und verschiedene [external link] Parabolantennen realisiert, die allerdings Ausdehnungen von bis zu 1/500.000 der Wellenlänge haben, was aber angesichts heute verfügbarer Antennen immer noch winzigst ist!

Was hat das nun mit dem Amateurfunk zu tun?

Auf diese Weise werden sich künftig extrem kleine Antennen bauen lassen, die niemanden (keinen Vermieter, keine Elektrophobiker) mehr stören, da sie praktisch unsichtbar sind. Somit können viele Funkamateure, die bislang keine oder nur sehr ineffiziente Behelfsantennen verwenden konnten, aufatmen. Wunderantennen können also endlich wahr werden!

Andererseits dürfte der heute immer noch sehr beliebte Selbstbau von Antennen damit auch der Vergangenheit angehören. Wer hat schon ein Elektronenmikrop in seinem Bastelkeller? Aber vielleicht gibt es auch hier künftig neue Möglichkeiten in Form von [external link] Mikro-3D-Druckern.

Wir gehen davon aus, dass erste Nano-Antennen schon sehr bald auf dem Markt verfügbar sein werden, wie ein [external link] bereits im Dezember 2010 veröffentlichter Artikel im nature Journal nahelegt.

Wir danken hiermit Dr. rer. nat. Primero Ebrill für die ausführlichen Recherchen zu diesem Thema! Einem "Amateur" geht das alles viel zu weit; heutzutage forscht der nämlich nur noch nach dem Stecker, um seine industriell produzierten und käuflich erworbenen Gerätschaften in die Steckdose zu stecken.

Wir werden aber am Ball bleiben und über künftige Fortschritte und Weiterentwicklungen berichten! 

 

 

 


neue Antenne für Kurzwelle

Zwei Jahre lang habe ich auf Kurzwelle eine [internal link] magnetische Antenne verwendet. Diese hatte zwei Vorteile für mich:

  • verwendbar auf allen Bändern von 40m bis 10m
  • fast unsichtbarer Aufbau zwischen dichten Tannen (Vermieter freundlich)

Leider ist der zweite Punkt aufgrund der Fällung der inzwischen zu groß gewordenen Tannen im Herbst 2010 weggefallen, weshalb ich mich auf die Suche nach einer Alternative gemacht habe.

Meine Anforderungen waren praktisch die gleichen wie für die magnetische Antenne:

  • Verwendbarkeit auf möglichst vielen Kurzwellenbändern
  • möglichst unauffällig

Zunächst habe ich mit meiner ohnehin vorhandenen [internal link] Fuchskreis-Antenne experimentiert. Die Anordnung war folgendermaßen:

  • Fuchskreis direkt am Antennenausgang des Transceivers
  • dann mit 21m Draht durchs Fenster raus in den Garten (einfach im Fensterrahmen eingeklemmt)
  • in ca. 3m Höhe mit Hilfe eines Kirschbaums aufgespannt

Bezüglich Leistungsfähigkeit hat sie insbesondere auf den unteren Bändern (40m, 30m) die magnetische Antenne übertroffen. Ich konnte plötzlich mit meinen 5 Watt fast alle Stationen erreichen, die ich auch ohne Aussetzer per PSK31 empfangen konnte.

Leider hatte ich aber aufgrund der beschriebenen Anordnung HF im Shack, was mein PC gar nicht mochte! Häufig hatte ich dadurch beim Senden Tastatureingaben auf dem Bildschirm, die nicht von mir stammten. Das ist insbesondere bei den digitalen Betriebsarten extrem lästig!

Um den Fuchskreis bei Bandwechsel manuell abstimmen zu können, musste dieser aber im Shack verbleiben. Da war guter Rat teuer. So machte ich mir Gedanken über Alternativen:

  • fernabgestimmter Fuchskreis:
    - habe ich auf der Web-Site eines Schweizer OMs gesehen, erschien mir aber recht aufwändig
    - Vorteil: benötigt keine Erde, kein Gegengewicht
  • die berühmt berüchtigten "magnetic Ununs" zur Anpassung hochohmiger endgespeister Antennen:
    - Tuner notwendig
    - bei ungünstiger Länge bzw. Frequenz zu niederohmig
    - Erdung notwendig
  • nicht-resonante endgespeiste Antenne:
    - Tuner notwendig
    - Erdung notwendig

Ich bin bei der letzten Lösung hängen geblieben. Irgendeine Anpassschaltung ist bei allen drei Lösungen erforderlich. Durch eine geeignete Wahl der Drahtlänge kann man bei nicht-resonanten Antennen den Speisepunktwiderstand in einen für Antennentuner handhabbaren Bereich bringen (50 bis einige hundert Ohm).

Die Anordnung sieht so aus:
   Drahtantenne l=17m

Die eigentliche Antenne (Strahler) besteht aus einem 17,2m langem Kupferlackdraht von 0,35mm Durchmesser und ist somit fast unsichtbar. Dieser Draht wird in ca. 3m Höhe horizontal vom Haus weggeführt und nach ca. 12m durch ein PVC-Rohr abgestützt. Am Ende befindet sich eine ca. 1,5m lange Angelschnur, die den Draht an einem Zaun abspannt.

Als Gegengewicht dient das am Haus entlang führende Regenrohr, das mit dem Blitzableiter verbunden und damit auch geerdet ist. Die Verbindung mit dem Regenrohr habe ich mittels einer Erdungsschelle hergestellt. Die Einspeisung erfolgt direkt aus dem Koaxkabel mit 50 Ohm Impedanz.

Der Tuner sollte eigentlich möglichst am Speisepunkt betrieben werden, damit sich auf der Speiseleitung keine Mantelwellen (TVI, BCI, HF im Shack) bilden. Er musste also entweder fernabstimmbar sein oder völlig automatisch arbeiten können. Die Wahl fiel dann auf den Automatik-Tuner [external link] Z-11 pro II von LDG mit folgenden Eigenschaften:

  • vollkommen autark, also abgesetzt, betreibbar (CAT-Schittstelle vorhanden, aber nicht zwingend erforderlich)
  • Abstimmbereich von 160m bis 6m
  • Anpassung von Impedanzen von 6 bis 1000 Ohm
  • Abstimmung bereits mit sehr kleinen Leistungen (100mW), aber auch bis zu 125W, falls ich mal kein QRP mache
  • 2000 Speicher für schnelle Abstimmung
  • Batteriebetrieb möglich

mein LDG Z-11 pro II (unten) mit meinem Yaesi FT-817ND
mein LDG Z-11 pro II (unten) mit meinem Yaesu FT-817ND

Allerdings hat er kein wetterfestes Gehäuse, so dass er in ein solches eingebaut werden müsste. Ich habe mir eines als Sonderposten über's Internet besorgt. Leider erwis es sich dann doch als ein wenig zu klein. Die Antennenanschlüsse wäre nicht ohne extremes Abknicken des Koaxkabels möglich gewesen.
Da ich aber möglichst schnell wieder QRV werden wollte, habe ich mich dann für die zweitbeste Lösung entschieden: den Tuner direkt nach dem Transceiver im Shack unterzubringen.
Nachteil: das Antennenkabel würde wohl aufgrund nicht vorhandener Anpassung am Speisepunkt der nicht-resonanten Antenne strahlen; und da dieses Kabel bei meiner Anordnung auf dem Boden liegt, würde diese Leistung fast komplett nutzlos verheizt werden.
In der Praxis hat dies aber wohl keine große Bedeutung, denn die Leistungsfähigkeit der Antenne scheint mir sehr gut zu sein - jedenfalls hat sie einen deutlich höheren Wirkungsgrad als meine ehemalige Magnetic Loop. Oder ob's an den inzwischen verbesserten ConDX liegt??
Ich werde die Anordnung mit Tuner am Speisepunkt aber auf jeden Fall noch ausprobieren - vielleicht geht's dann noch besser.

 

 

 

Erprobung der Maßbandantenne "im Feld"

Nach dem [internal link] verregneten Bastelnachmittag folgte ein trockener, aber nicht zu heißer Sommersonntag. Ideale Bedingungen also, um die fertig gestellte Portabel-Antenne auszuprobieren.

Da unser Garten für einen Dipol voller Länge für das 80m-Band zu klein ist, ging's raus "auf's Feld". In der Nähe gibt es eine Hochebene mit Feldern und einigen Obstbäumen, die mir geeignet schien. Die Aufhängung sollte als Inverted-V an meinem 12m-GFK-Mast von Spiderbeam erfolgen.

Auf dieser Hochebene befindet sich auch ein Jägerhochsitz, an dem ich den Mast zunächst befestigen wollte. So bräuchte ich, keine zusätzliche Abspannung, was das Aufstellen ganz allein enorm erleichtern würde. Aufstellen und Befestigen ansich waren auch kein Problem, jedoch erwies sich das Mittelteil des Dipols wohl doch als ein wenig zu schwer, so dass sich der Mast heftig durchbog:

durchgebogener Mast

Der recht starke Wind machte die Angelegenheit nicht weniger bedrohlich, so dass ich mich entschloss, den Mast wieder einzuholen und das Mittelteil direkt am Jägerhochsitz zu befestigen.

Befestigung des Mittelteils am Hochsitz

Jägerhochsitz mit KW-Antenne
Wohl der einzige Jägerhochsitz mit KW-Antenne in DL!

Der Speisepunkt war nun immerhin auch noch in 5-6 Metern Höhe und die Enden wurden so abgespannt, dass sie ca. 1m über dem Boden waren.

Dipolende abgespannt
Dipolende abgespannt

Theoretisch hatte ich für Resonanz bei 3,6 MHz eine Länge von ca. 19,8m für jede Hälfte errechnet (ca. 3% kürzer als ein gestreckter Dipol). Praktisch erwies sie sich als zu lang. Da ich meinen Antennenanalysator mitgenommen hatte, war dies ruckzuck klar: die Resonanz lag bei ca. 3,37 MHz. Per Dreisatzrechnung ist dann aber die korrekte Länge (ca. 18,5m) schnell ermittelt und dank Maßbandskala auch schnell eingestellt.

In der Praxis musste die Antenne also über 1m kürzer sein als berechnet, um resonant zu sein. Ich führe dies hauptsächlich auf die geringe Höhe der Strahlerenden über Boden (ca. 80-100cm) sowie die aufgerollten Endstücke der Maßbänder zurück. Letztere wirken wie Endkapazitäten, also zusätzlich mechanisch verkürzend bzw. elektrisch verlängernd.

Ich bin mal gespannt, ob die Werte an anderem Ort reproduzierbar sind.

Da die Antenne nun schon mal hing, habe ich noch zwei QSOs in PSK31 gefahren bevor es dann aufgrund des Winds auch etwas kühl wurde und ich alles wieder eingepackt habe.

Stillleben mit Funkgerät und MDA
Stillleben mit Funkgerät und MDA

DL3BC/p in action!
DL3BC/p in action!

DL3BC/p in action, die Zweite!
DL3BC/p in action, die Zweite!

Schöne PSK31-Signal aus PA auf dem MDA!
Schöne PSK31-Signale aus PA auf dem MDA!

Fazit:

  • Der Maßbanddipol ist praktisch zum Mitnehmen.
  • Jedes (Amateurfunk-)Band ist einfach einstellbar.
  • Das Mittelteil ist evtl. etwas zu schwer für die oberste Spitze des sonst sehr stabilen Spiderbeam-Masts => ich baue vielleicht nochmal eines ohne Balun/Mantelwellensperre.
  • Die Maßbänder haben eine höhere Windlast als einfache Drähte, was aber bei 1cm Breite noch nicht zu kritisch ist.
  • Beim Hantieren mit den Bändern sollte man evtl. Arbeitshandschuhe tragen, da man sich damit schneiden kann.
  • Es hat Spaß gemacht, damit zu experimantieren (und das ist das Wichtigste)!

 

 

Bastelprojekt: Maßband-Dipol

Mir schwebte schon länger vor, für Portabel-Zwecke einen Kurzwellen-Dipol aus zwei Stahlbandmaßen zu bauen. Ideal erschien mit die Idee, die benötigte Länge auszurechnen und dann einfach per Maßbandskala einzustellen. Außerdem hätte man so eine recht kompakte Einheit für den Rucksacktransport.

Bislang ist es jedoch an geeigneten Maßbändern gescheitert, denn die Antenne sollte noch im 80m-Band nutzbar sein. Somit bräuchte man 2 Maßbänder á 20m Länge. Bei einem Baumarktbesuch habe ich sie nun entdeckt: 20m lang und 1cm breit (viele der längeren Maßbänder sind breiter und damit schwerer und unhandlicher).

Ein verregneter Nachmittag reichte, um daraus einen Portabel-Dipol zu bauen. Dabei ging's hauptsächlich um die Einspeisung. Diese sollte nicht auf der Rollenseite erfolgen, weil dies elektromechanisch nur sehr schwer zu realisieren gewesen wäre. Vielmehr sollte sie sozusagen an den Nullpunkten der Maße erfolgen. Die je nach Frequenz nicht benötigten aufgerollten Meter Maßband spielen ja für die Resonanz keine Rolle (das stimmt nicht ganz: sie wirken, wie Endkapazitäten, ein wenig mechanisch verkürzend bzw. elektrisch verlängernd).

Hier meine Skizze dazu:

[klicken für Vergößerung]

Das Endprodukt ist dann auch recht ähnlich geworden ;-)

Mittelteil
Mittelteil

Detail Speisung
Detail der Speisung

gesamte Antenne
gesamte Antenne

Rückseite des Mittelteils
Rückseite des Mittelteils mit Aufnahme für das oberste Segment meines GFK-Masts

Mittelteil demontiert
Mittelteil demontiert

Die Speisung erfolgt nicht über einen Balun, sondern über eine Mantelwellensperre nach HB9ABX. Dazu habe ich insgesamt 12 Windungen RG174 über einen Ringkern FT140-43 gewickelt, jeweils 6 Windungen in gegensätzlichem Wickelsinn, was gemäß HB9ABX besonders kapazitätsarm sein soll. Man hätte auch 2x 5 Windungen RG58 nehmen können (der Kern ist groß genug), aber das hatte ich gerade nicht zur Hand - genausowenig wie einen kleineren Kern des selben Materials.

Technische Daten:

  • Länge: max. 40m (2x 20m)
  • Gesamtgewicht: 970g (Mittelteil und beide Maßbänder)
  • Speisung: koaxial, 50 Ohm (PL-Stecker)
  • Anpassung Koaxialkabel - Symmetrische Antenne: Mantelwellensperre nach HB9ABX
  • Belastbarkeit: 100W CW (nach HB9ABX aufgrund des verwendeten Kabels RG174 für die Mantelwellensperre)
  • reine Schönwetter-Antenne, da keinerlei Feuchtigkeitsschutz vorhanden!

Am nächsten Tag war das Wetter besser. So konnte gleich die praktische Erprobung "im Feld" (fast wörtlich zu nehmen) erfolgen: siehe [internal link] Blog-Eintrag vom 25.07.2010.

 

 

Inhalt abgleichen