Draht­an­ten­ne für alle Kurz­wel­len-Ama­teur­funk­bän­der (Teil 2)

In einem frü­he­ren Bei­trag habe ich die Pla­nun­gen für eine neue Kurz­wel­len­an­ten­ne beschrie­ben. Ihr Auf­bau und ihre Abmes­sun­gen sind durch die ört­li­chen Gege­ben­hei­ten bestimmt, nicht durch die Erwar­tung, eine neue Wun­der­an­ten­ne zu erfin­den. Da die Dimen­si­on des Grund­stücks nicht für einen Lang­draht-Dipol reicht, der auch die unte­ren Kurz­wel­len­bän­der 160 m und 80 m abdeckt, wur­den bei­de Anten­nen­dräh­te nach unten gefal­tet und im Abstand von 2 m wie­der zurück­ge­führt. Hier die von der ursprüng­li­chen Pla­nung etwas abwei­chen­de Dimensionierung:

Tatsächliche Dimensionierung der gefalteten Langdrahtantenne
Tat­säch­li­che Dimen­sio­nie­rung der gefal­te­ten Langdrahtantenne

Die gefal­te­ten Tei­le sind also zu lang, weil es deut­lich kosten­gün­sti­ger ist, sie nach der Erpro­bung zu kür­zen, als den gesam­ten Draht zu erset­zen. Damit han­delt es sich um einen asym­me­tri­schen Dipol, der deut­lich außer­halb des Zen­trums gespeist wird. Er wird also bei sei­nen Reso­nan­zen weit von dem gewünsch­ten reel­len Wider­stand von 50 Ω lie­gen. Eini­ge hun­dert Ohm bis über 1 kΩ sind zu erwar­ten, wie die ersten Simu­la­tio­nen zei­gen. Ein Tuner wird also nötig sein, denn das Steh­wel­len­ver­hält­nis liegt jen­seits des­sen, das der ein­ge­bau­te Tuner des IC7300 anpas­sen kann.

Der Spei­se­punkt der Anten­ne liegt in etwa 5 m Höhe und das Gelän­de hat ein Gefäl­le von etwa 15°. Das führt dazu, daß der süd­li­che Arm ver­meint­lich nur etwa 3 m über dem Gelän­de ist, tat­säch­lich aber in etwa 8 m Höhe auf­ge­hängt ist. Das mach­te die Bewer­tung mit Watt­wäch­ter unbrauch­bar, weil die vor­ge­schrie­be­nen Abstän­de nicht ein­zu­hal­ten waren. Daher habe ich nun für die Simu­la­ti­on bei­de Arme der Anten­ne um die Y‑Achse gedreht und zwar um die genann­ten 15° Gefäl­le. Es wird also so gerech­net, als wäre das Gelän­de hori­zon­tal und die Anten­ne wür­de um 15° nach oben geneigt zur Erd­ober­flä­che ste­hen. Damit sind die simu­lier­ten magne­ti­schen und elek­tri­schen Feld­stär­ken der Anten­ne auch mit Watt­wäch­ter zur Anmel­dung bei der Bun­des­netz­agen­tur ver­wend­bar. Auch Watt­wäch­ter hät­te die Anten­ne dre­hen kön­nen, das ist mir aber nicht gelungen.

4nec2 Simu­la­ti­on mit tat­säch­li­chen Maßen

Hier ist die Ein­ga­be­da­tei mit den tat­säch­li­chen Abmes­sun­gen der Anten­ne für die 4nec2-Simulation:

Breit­band­si­mu­la­ti­on

Hier zunächst die Simu­la­ti­ons­er­geb­nis­se der tat­säch­lich auf­ge­bau­ten Antenne:

Simulationsergebnis der Langdrahtantenne, SWR zwischen 1 und 30 MHz
Simu­la­ti­ons­er­geb­nis der Lang­draht­an­ten­ne, SWR zwi­schen 1 und 30 MHz

Simulationsergebnis der Langdrahtantenne, Impedanz zwischen 1 und 30 MHz
Simu­la­ti­ons­er­geb­nis der Lang­draht­an­ten­ne, Impe­danz zwi­schen 1 und 30 MHz

Simulationsergebnis der Langdrahtantenne, Smith Diagramm zwischen 1 und 30 MHz
Simu­la­ti­ons­er­geb­nis der Lang­draht­an­ten­ne, Smith Dia­gramm zwi­schen 1 und 30 MHz

Das Smith-Dia­gramm zeigt in schwarz den Kreis mit einem SWR=3.

Man erkennt sofort die Reso­nan­zen bei etwa 3,2 MHz, 6,1 MHz, 9,1 MHz und 15,3 MHz. Wei­te­re und weni­ger aus­ge­präg­te Reso­nan­zen gibt es bei 18,2 MHz, 21,7 MHz und 27,6 MHz. Die Reso­nan­zen lie­gen also unter­halb der Ama­teur­funk­bän­der, die Anten­ne ist zu lang und muß gekürzt wer­den. Das soll aber im Moment mal egal sein, die span­nen­de Fra­ge ist ja, was denn die Mes­sung mit dem „Ohmmeter für Hoch­fre­quenz“ ergibt. Hier die Meß­er­geb­nis­se der real auf­ge­bau­ten Anten­ne mit dem DG8SAQ VNWA:

Reale Impedanzmessung des Mehrband-Dipols von 1 bis 30 MHz
Rea­le Impe­danz­mes­sung des Mehr­band-Dipols von 1 bis 30 MHz

Die gemes­se­nen Reso­nan­zen lie­gen bei 2,8 MHz, 6,1 MHz, 9,2 MHz, 15,2 MHz, 18,5 MHz, 23,5 MHz und 27,9 MHz. Sie lie­gen also tat­säch­lich nicht weit neben den simu­lier­ten Werten.

Jetzt gilt es, die Anten­ne auf die Ama­teur­funk­bän­der zu trim­men. Durch Kür­zen des unte­ren gefal­te­ten Teils um 5,50 m, näm­lich von 14 m auf 8,50 m, ergibt die Simu­la­ti­on nun fol­gen­des Ergebnis:

Simulationsergebnis der gekürzten Langdrahtantenne, SWR zwischen 1 und 30 MHz
Simu­la­ti­ons­er­geb­nis der gekürz­ten Lang­draht­an­ten­ne, SWR zwi­schen 1 und 30 MHz

Simulationsergebnis der gekürzten Langdrahtantenne, Impedanz zwischen 1 und 30 MHz
Simu­la­ti­ons­er­geb­nis der gekürz­ten Lang­draht­an­ten­ne, Impe­danz zwi­schen 1 und 30 MHz

Simulationsergebnis der gekürzten Langdrahtantenne, Smith Diagramm zwischen 1 und 30 MHz
Simu­la­ti­ons­er­geb­nis der gekürz­ten Lang­draht­an­ten­ne, Smith Dia­gramm zwi­schen 1 und 30 MHz

Jetzt lie­gen die Reso­nan­zen bei 3,7 MHz, 7,1 MHz, 10,3 MHz, 13,8 MHz, 17,3 MHz, 21,0 MHz und 27,8 MHz. Die Steh­wel­len­ver­hält­nis­se sind dort jeweils unter 20, was ein Tuner dann eben anpas­sen kön­nen muß.

Damit ist das wei­te­re Vor­ge­hen klar, die Anten­ne muß gekürzt wer­den. Das erfor­dert aber bes­se­res Wet­ter und wird dann erst zu gege­be­ner Zeit stattfinden.

Die elek­tri­schen und magne­ti­schen Fel­der der hier simu­lier­ten Anten­ne wur­den mit Watt­wäch­ter aus­ge­wer­tet und bei der Bun­des­netz­agen­tur ange­mel­det. Das funk­tio­niert im Prin­zip ganz gut, aber es gibt eini­ge Stol­per­stei­ne und uner­klär­li­che kryp­ti­sche Feh­ler­mel­dun­gen. Das soll dann bei Gele­gen­heit in einem eige­nen Arti­kel beschrie­ben wer­den. Auch die Mes­sun­gen an der gekürz­ten Anten­ne wer­de ich nach­lie­fern, sobald sie durch­ge­führt sind.

Hier ist der erste Teil.

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