High End Fed, oder endgespeiste Halbwellenstrahler sind sehr populär. Im Internet gibt es unzählige Anleitungen zum Selbstbau und auch der Funkhändler eures Vertrauens hat sie sicher im Gestell. Wahrscheinlich auch euer Chinese.
Diese Sorte Antenne ist im Prinzip ein Halbwellendipol, der nicht in der Mitte, sondern am Ende gespeist wird. Das ist in vielen Fällen praktisch. Ein Draht vom Shack-Fenster zum nächsten Baum ist die einfachst mögliche Antennenkonstruktion.
Da ich als Talbewohner gezwungenermassen ein NVIS, bzw. "Springbrunnenfunker" bin, wollte ich mal eine solche Antenne für die typischen NVIS-Bänder bauen: 30, 40, 60, 80 und 160m. Das sind auch die Bänder, die für den Notfunk von Interesse sind. Geht es doch im Katastrophenfall nicht um DX sondern um Verbindungen bis maximal 500km. Hier in den Alpen vom einen Tal ins andere.
Das Herzstück eines endgespeisten Halbwellenstrahlers ist ein Transformator, ein UNUN, der 50 Ohm auf die hohe Impedanz am Ende des Halbwellenstrahlers transformiert. Also auf einige Kiloohm. Bewährt haben sich in der Praxis UNUN's mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:49. Das Verhältnis der Windungszahlen im Trafo ist die Wurzel aus dem Übersetzungsverhältnis. In diesem Fall also sieben. 2 zu 14 Windungen wird daher oft genannt.
Und hier lauert schon die erste Falle, in die viele Antennenbastler tappen. Der Trafo sollte eine wesentlich höhere Eingangsimpedanz als 50 Ohm haben, damit er richtig funktioniert. Faustregel >4x. Man muss also erstens einen Ringkern wählen, der genügend Permeabilität hat und auch die Windungszahl auf der Primärseite muss genügend hoch sein.
Eisenpulverkerne sind daher nicht geeignet. Hat der Trafo einen roten oder gelben Amidon-Kern ist das schon mal falsch. Auch die zwei Primärwindungen genügen in der Regel nicht. Am besten konsultiert man den Mini-Ringkernrechner und schaut sich die Sache mal an.
Für meinen 1:49 UNUN habe ich daher einen Ferritkern FT140-43 gewählt. Das Windungsverhältnis beträgt 4:28. Damit hat die Primärwicklung 14uH. Im 80m Band ergibt das eine Induktanz von >300 Ohm.
Die zweite Falle, in die der Antennenbastler tappen kann, ist ein zu kleiner Kern. Denn ein UNUN ist nie verlustfrei. Man muss damit rechnen, dass ein Teil der eingespeisten Leistung im UNUN verbraten wird. Wird das Teil heiß, funktioniert es nicht mehr. Ist der Kern ein Ferrit, wie in meinem Fall, geht er irreversibel kaputt. Für QRP ist der FT140-43 ok, möchte ich 100 Watt machen, würde ich zum grösseren FT240-43 greifen. Man sollte nicht kleckern, sondern klotzen.
Die dritte Falle ist die Antenne selbst. Je nach Aufbau ist die Impedanz unterschiedlich. Sie kann zwischen 2 und 5 Kilo Ohm variieren. Je näher am Boden, desto tiefer ist sie. Auch bei einem als Sloper oder inverted V aufgespannten Draht sinkt sie unter die Impedanz eines hoch in der Luft aufgespannten. Das SWR verändert sich also. Wer 1:1 hinkriegt hat Schwein gehabt. Alles unter 1:1.5 sollte man nicht mehr anrühren und alles unter 1:2 ist noch akzeptabel.
Überhaupt wird das SWR in Amateurkreisen überbewertet.
In den meisten Anleitungen zum Bau eines 1:49 UNUN ist die Primärwicklung mit der Sekundärwicklung verdrillt. Das ist für die Bänder zwischen 1.8 und 10.1 MHz nicht notwendig. Auch wird meistens die Wicklung in zwei Hälften aufgeteilt und über kreuz gewickelt. Das ist für den NVIS-UNUN auch nicht nötig. Irgendwer hat mal damit angefangen und seither kupfert das jeder ab.
Was ich jedoch empfehlen würde, ist die Verwendung von Teflon isolierten Draht. Kupferlackdraht kann viel zu leicht beschädigt werden und ist nicht hochspannungsfest.
Darüber, ob ein Gegengewicht für einen endgespeisten Halbwellenstrahler notwendig ist, scheiden sich die Geister und man kann im Internet seitenweise Abhandlungen zu diesem Thema lesen.
Ein paar Meter können sicher nicht schaden. Doch ob mit oder ohne: Der Nachteil der High End Fed Antenne ist die HF im Shack. Störungen sind quasi vorprogrammiert und ohne Mantelwellensperre hat man sowieso schon verloren, bevor man auf die Taste drückt.
Der Kondensator über der Primärwicklung verbessert den Frequenzgang. Ein keramischer Kondensator mit 200pF/6kV. Im nächsten Bild ist der SWR-Verlauf für eine Antennenimpedanz von 2200 Ohm zu sehen:
In den nächsten drei Bildern sind die SWR-Kurven für 2700 Ohm, 3300 Ohm und 3900 Ohm zu sehen. Wie wir sehen, ist dieser UNUN nicht für die DX-Bänder 10 - 20m geeignet. Für diese halte man sich an eine der unzähligen Beschreibungen im Internet mit den verdrillten Wicklungen, anderen Kondensator Werten und überkreuzten Wicklungen:
Soweit die Messungen im Labor. Im Feld sieht es dann nochmals anders aus. Doch das kann der Tuner des Transceivers zurechtbiegen. Don't worry, be happy!
Sehr sehr gut Anton, ich bin nicht unzufrieden weiter so mit deinem neuen Blog
AntwortenLöschenMit freundlichen Grüßen DL7EM Michael
Das mit den überkreuzten Draht und dem verdrillten primär Wicklungen ist einfach ein Mythos / Tradition. a.) überkreuzt nur dann, wenn es mechanisch notwendig ist und es auf der gegeüberliegenden Seite der Einspeisung einen Ausgang braucht. Die Kreuzung erzeugt auf jeden Fall Streuinduktivität. Je nach Aufbau und Gehäuse kann sich das negativ auswirken. b.) die verdrillte Primärwicklung ??? Wir koppeln über den Kern und nicht kapazitiv zwischen primär & sekundär. Einfacher und wirkungsvoller - eine Anzapfung nach der 2. (oder 4.) Wicklung. Oder so wie es Anton macht: primär 2 oder 4 zwischen den Sekundärwicklungen.
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