Das Anpassen eines elektrisch zu kurzen Strahlers mit Radials mittels einer Rollspule an den Transceiver ist speziell im Mehrbandbetrieb nicht ohne weiteres möglich. Man benötigt hierzu eine Transformation. Prima, wird der eine oder andere denken, da baue ich einfach einen Balun ein, und sitzt damit gleich 2 Denkfehlern auf. Ein Bal - Un, balanced - unbalanced, kann zwar auch transformieren, dies ist jedoch nicht seine Aufgabe. Vielmehr ist ein Balun für den Betrieb einer unsymmetrischen Koaxialleitung an einem symmetrischen Zweidrahtsystem. Oder einen Schleifendipol an ein Koaxialkabel, das wäre der umgekehrte Fall.
Dieses Vorhaben würde gelingen, wenn da nicht die unterschiedlichen Frequenzen auf den verschiedenen Bändern wären. Mit der Rollspule L1 stimmt man den komplexen nicht ohmschen Anteil der kapazitiv wirkenden zu kurzen Antenne weg. Ein Balun ist deshalb ungeeignet, weil auf den verschiedenen Frequenzen unterschiedliche Werte der Verlängerungsspule L1 erforderlich werden und somit keine konstante Impedanz anliegt. Antennenformen wie die W3DZZ werden mit Baluns ausgerüstet, haben aber auch keine Rollspule! Im Idealfall l=Lambda/4 hat die Groundplane einen Fusspunktwiderstand von etwa 30 Ohm. Hier wird nur das Pi-Filter benötigt. Die Kapazität der Antenne liegt nicht zwischen Erde und der Antenne, sie ist auch im freien Raum vorhanden. Natürlich hat die Erde auch einen Einfluss, aus diesem Grund soll die Antenne so weit wie möglich davon weg.
Beim Wegstimmen wird sich die Eingangsimpedanz am Pi-Filter verändern. Hierdurch muss das Pi Filter auch nachgestimmt werden, was am Besten durch beobachten des SWR's und des Outputs gelingt. Richtig, dies ist eine feinfühlig zu erbringende Arbeit, welche man ungern immer wiederholt, deshalb wird man für die einzelnen Bänder an allen Knöpfen Markierungen anbringen.
Die Rollspulen L1 und L2 sind im wesentlichen für die Bandabstimmung, C1 und C2 für das Transformieren auf 50 Ohm. Die Transformation verhält sich reziprok zum Wert der Kondensatoren.
Ist der Stab in einem Band Lambda/4, muss die Verlängerungsspule L1 auf den L-Wert 0 eingestellt werden. Ist der Stab hingegen länger als Lambda/4, so ist die Verlängerungsspule L1 durch einen Verkürzungskondensator zu ersetzen.
Die im Bild gezeigten Montageorte sind in den meisten Fällen nicht ohne weiteres möglich, daher wird man ohne grossen Schaden eine sog. Hühnerleiter Zweidrahtleitung bis ins Shack verlegen und dann erst wegstimmen. Man kann natürlich auch fernsteuern, hier sind dem Erfindergeist keine Grenzen gesetzt.
Das kapazitive Verhalten einer zu kurzen Antenne zu verstehen ist nicht ganz einfach. Ich will es trotzdem an einem Beispiel versuchen. Eine Antenne ist als Lambda / 2 Strahler in Resonanz, ja man kann sie als Schwingkreis auffassen.Verkürzt man die Länge, gleichbedeutend mit kleinerer Induktivität, so muss ich dafür einen Ersatz einfügen um in Resonanz zu bleiben. Die Verlängerungsspule ist ein solcher Ersatz.Verkürze ich aber eine Antenne, so nehme ich nicht nur Induktivität weg sondern auch Kapazität. Die Antenne ist verstimmt, es ist nicht exakt derselbe Betrag hinzuzufügen um wieder auf Resonanz zu kommen. Im Resonanzfall ist der kapazitive Widerstand -Xc in der Größe identisch mit dem induktiven Widerstand Xl. Diese Werte addieren sich quadratisch, wodurch das negative Vorzeichen herausfällt, wir erhalten nach dem ziehen der Wurzel den reelen Kreiswiderstand. Das Verhältnis von Kreiswiderstand zum Verlustwiderstand bestimmt auch die Güte und damit die Bandbreite eines Schwingkreises. Hier spätestens hinkt der Vergleich mit einem Schwingkreis, die Antenne strahlt die Energie ab, verbraucht sie sozusagen wie ein ohmscher Verbraucher, der Schwingkreis behält diese Energie im Idealfall. Man könnte jedoch den Faden weiterspinnen und den Strahlungswiderstand als Parallelschaltung zum Schwingkreis auffassen. Der Fusspunktwiderstand ist (bei Resonanz) die Summe aus Strahlungswiderstand plus Verlustwiderstand.
Bei Drahtantennen bestimmt das Verhältnis von Länge (Lambda) zur Dicke (d) die Güte Q entscheidend. Es findet in den Formeln Q=1,2(ln Lambda/d -1,25 [in meter]) und b=fres/Q seine Berechnung.[ G. Rose ]. Für verkürzte Antennen trifft diese Formel nur noch bedingt zu, da wegen der Verluste die Verlängerungsspule ein hohes Q hat und damit die Gesamtgüte entscheidend beeinflusst. Hierdurch wird dann die Bandbreite b deutlich kleiner, man muss innerhalb des Bandes L1 nachstimmen. Dieser Effekt verstärkt sich um den Verkürzunggrad der Antenne. Im Prinzip kann man fast jedes beliebige metallische Objekt gegen Erde nach der og. Methode anpassen und als Antenne mehr oder weniger nutzbar machen. Anlässlich eines Sonnwendfestes bei A36 haben wir ein metallisches Bettgestell angepasst, Europa ging recht gut.
Da eine Groundplane nicht ohne weiteres in großer Höhe mit waagrecht verspannten Radials montiert werden kann, geht man dazu über, die Radials im 45Grad Winkel nach unten zu verspannen. Hierdurch nähert man sich der Bauart Dipol auch was den Fußpunktwiderstand anbelangt. Da aber die parallelgeschalteten Radials den Gesamtwiderstand wieder kleiner gestalten, wird man nur bei Verwendung von 3 Radials etwa 50 Ohm erreichen. Diese 120 Grad Anordnung hat eine Kleeblattförmige Richtcharakteristik zur Folge. Vorteile der Groundplane sind 'flache Abstrahlung' und der Wegfall eines Rotors. Hier wird auch klar, dass es sich um einen Lambda/2 Strahler, handelt. [ inverted V ]
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