Es
gibt
viele DXer, die es sich zum Hobby gemacht haben, weit
entfernte Radiostationen zu hören. Häufig werden sie als SWL
bezeichnet,
shortwave listener. Recht interessant ist es, Überreichweiten oberhalb
der Kurzwelle zu nutzen. Das ist dann z.B. der Radiobereich UKW,
ultrakurze Welle. Im internationalen Gebrauch nimmt man die Abkürzung
VHF, very high frequency. Dieser Bereich geht von 30 bis 300 MHz.
Frequenzen Radio 87,5 bis 108 MHz liegen fast in der Mitte.
Normalerweise empfängt man Radio UKW nur in der näheren Umgebung, so
etwa 100 km um den Sender herum. Wir kennen es von der Autobahn. Im
Autoradio ist nach etwa einer Stunde der eingestellte Radiosender
verschwunden, meist noch schneller. Hier möchte ich eine
Antenne
vorstellen, mit der man Radiosender empfangen kann, die weit entfernt
sind, also viel weiter als 100 km. Es ist eine Richtantenne, die
vorwärts gut empfängt und zu den Seiten und nach hinten möglichst wenig
empfängt. Das hat den Vorteil, daß man bis zu einem gewissen Maß lokale
Sender ausblenden kann, die die selbe Frequenz benutzen. Wir wollen ja
weit entfernte Sender empfangen. Das geht nicht jeden Tag, nur manchmal
unter speziellen Bedingungen, Überreichweiten. Eine nennt sich
Sporadic-E. An manchen Tagen, gerade im Sommer, bildet sich eine
Reflexionsschicht in gut 100 km Höhe aus, die Radiowellen reflektieren
kann und so Reichweiten von Radiosendern UKW bis zu etwa 2000 km
ermöglicht. Meist geht das nur wenige Minuten oder Stunden. Viel
häufiger sind Überreichweiten Tropo. Im Gegensatz zu Sporadic-E sind
die
Signale meist deutlich schwächer. Gerade hier benötigt man eine gute
Antenne mit Richtwirkung und Verstärkung gegenüber einem normalen Dipol
oder gar einer einfachen Teleskopantenne Kofferradio oder
Weltempfänger.
Die hier vorgestellte Antenne hat durchschnittlich 7 dBi Gewinn, etwa
vierfache Empfangsleistung gegenüber einem normalen Dipol. Verglichen
mit einer Teleskopantenne eines Kofferradios in Resonanz, beträgt der
Leistungsgewinn etwa Faktor 50. Ich unterstelle jetzt, daß der
Radiosender horizontal polarisiert sendet, wie zumindest in Deutschland
üblich.
Nun zur Bauanleitung! Es
handelt sich hier um eine Yagiantenne mit 4 Elementen. Sie ist 1,66 m
lang und 1,64 m breit. Ziel war
es, eine Antenne mit etwa 7 dBi zu konstruieren, die praktisch
den ganzen Hörfunkbereich abdeckt. Dann ist noch sehr interessant
das Verhältnis vorwärts/rückwärts zum Ausblenden lokaler
Rundfunksender. Über den ganzen Frequenzbereich ist es besser 10 dB.
Bezüglich Leistung ist das mindestens Faktor 10, manchmal sogar bis zu
Faktor 100. So sieht die Antenne aus in der Vogelperspektive:
Die
Elemente
werden aus Aluminiumrohr Durchmesser 8 mm gefertigt. Aluminiumrohr gibt
es in gut sortierten Baumärkten oder beim Metallhändler. Hinten
der Reflektor Nr. 2 ist 1,64 m lang und sitzt 76 cm hinter dem
speisenden Dipol. Der speisende Dipol ist 1,52 m lang. Der
erste Direktor ist Nr. 3 im Bild. Er ist 1,32 m lang und ist 21 cm vom
speisenden Dipol entfernt. Der zweite Direktor, also Nr. 4
im Bild, ist 1,24 m lang und 0,69 m vom ersten Direktor entfernt. Die
rote
waagerechte Linie ist der Boom, das Halterohr. Prinzipiell ist jedes
Material geeignet, Metall, Kunststoff oder sogar Holz, z.B. ein kurzes
Stück Dachlatte. Bei leitenden Materialien wie Alu als Befestigung muß
man etwas aufpassen, da dadurch die Eigenschaften derAntenne etwas
beeinflußt werden. Nimmt man Vierkantprofil Alu 15 mm, kann man die
angegebenen Längen benutzen und die Elemente direkt auf den Boom
schrauben. Der resultierende Fehler ist nur sehr gering. Das speisende
Element 1, der Dipol, darf natürlich keinen elektrischen Kontakt zum
Boomrohr haben!
Nun zum
Speiseelement, der Dipol, Nr. 1 im Bild. Es sind
zwei einzelne Rohrstücke, die exakt in der Mitte getrennt sind.
Zwischen
den beiden Hälften sollte etwa 5 mm Platz sein, ist nicht kritisch.
Wichtig ist aber, daß die totale Länge 1,52 m beträgt. Normalerweise
sollte der Anschluß des Antennenkabels am Dipol symmetrisch sein.
Asymmetrisch ist unser Antennenkabel 75 Ohm. Man kann den Schirm des
Kabels mit dem rechten Dipolende verbinden und den Innenleiter mit dem
linken Ende. Zur Kontaktierung gehen Blechschrauben aus Edelstahl recht
gut. Die Bohrlöcher für die Edelstahlschrauben sollten möglichst dicht
an den Enden sitzen, etwa 2 mm entfernt. So kommt man auf ca. 10 mm
Abstand für die beiden Anschlüsse des Antennenkabels. Weil der Dipol in
der Mitte durchgeschnitten wird, ist die Befestigung nicht so einfach.
Eventuell hat man runden Kunststoff, der genau in die beiden Alurohre
passt. Sehr gut geht auch Dreikantprofil Kunststoff zum Anschrauben.
Die
anderen Elemente kann man mit Nagelschellen befestigen, die der
Elektriker zum Verlegen von Elektrokabel nimmt. Hier ein Montagebeispiel, wie man den Dipol anschließen sollte:
Das
Bild ist aus einer anderen Bauanleitung für eine recht leistungsfähige
Sendeantenne UKW Amateurfunk entnommen, hier der Link: http://www.dl2jas.com/antennen/yagi2m/yagi2m.html Da
wird mit Symmetrierung gearbeitet, man kann aber auch ein
Antennennenkabel mit Innenleiter und Außenleiter direkt an den Dipol
anschließen für UKW-Empfang.
Wünschenswert
ist eine Symmetrierung. Man sollte
das Antennenkabel Lamda/4 vom Speisepunkt abisolieren
und direkt
mit dem Boom, dem Tragerohr verbinden. Dies macht natürlich nur Sinn,
wenn der Boom aus Metall besteht. Man isoliert das Antennkabel etwa 1
cm
ab, der Schirm liegt blank. Der Schirm wird direkt mit dem metallischen
Boom, sofern benutzt, verbunden. Besteht das Dielektrikum, die
Isolation
zwischen Innenleiter und Schirm, aus starrem Kunststoff (z.B. Kabel
RG59), beträgt die Kabellänge zum Verbinden mit dem Boom 51 cm. Nimmt
man geschäumtes Satkabel 75 Ohm, beträgt die Länge, wo abisoliert und
verbunden werden soll, 61 cm. Soll die Antenne außen montiert werden,
müssen die abisolierten Stellen des Antennenkabels abgedichtet werden,
damit kein Wasser eindringt.
DieAntenne ist recht
breitbandig.
Nimmt man ein SWR = 2 (gute Anpassung für eine Empfangsantenne) als
Grenze, geht die Antenne von 88 bis 105MHz. Theoretisch könnte man sie
sogar mit den Werten als Sendeantenne nutzen, wenn es legal wäre. Wen
es
interessiert, hier das Diagramm SWR, Speisung mit "normalem"
Antennenkabel 75 Ohm:
Der
Bereich über 105 MHz ist auch nutzbar. Zwar ist die Anpassung
schlechter, dafür steigt aber der Antennengewinn.
Antennendiagramme
Die Diagramme
gelten im Freiraum ohne Erde. Man sollte die Antenne möglichst hoch
anbringen, z.B. auf dem Dachboden oder dem Dach. Ist das Dach mit
metallisch leitender Folie isoliert, ist der Dachboden
als Aufstellungsort nicht geeignet. Ein nicht so guter Aufstellungsort
ist die Wohnung, gerade wenn die Wände aus Stahlbeton bestehen. Muß man
die Antenne nahe dem Erdboden anbringen, z.B. im Garten, ist
eine Aufbauhöhe von 1,8 bis 2 m ganz sinnvoll. Hier dazu
das Elevationsdiagramm, Schnitt durch die senkrechte Ebene: Erdnahe
Antennen
neigen zur Steilstrahlung. Man sieht, daß ein Teil nach oben
abgestrahlt
wird. In nur 1 m Höhe oder noch niedriger würde die Antenne relativ
schräg nach oben strahlen, wo nichts zu empfangen ist.
Wer
einen
Empfangsvorverstärker verwenden möchte, sollte diesen in der
Nähe der Antenne anschließen, möglichst direkt am Speisepunkt. Das ist sinnvoll, wenn das Antennenkabel
etwas länger ist. So gleicht man die Kabelverluste aus.Würde man ihn
direkt am Empfänger anschließen, werden zwar die Verluste
ausgeglichen, das Signalrauschverhältnis wird aber merkbar schlechter.
Handelsübliches Antennenkabel RG59 hat eine Dämpfung von 1,2 dB auf 10
m, Sat-Kabel ist wesentlich besser geeignet. Bei selber Dämpfung ergibt
sich eine Länge von 20 m. Als Beispiel habe ich das Satkabel LCD 111
von
Kathrein genommen, 6,9 mm Durchmesser. Bei 1,2 dB Dämpfung kommt noch
75
% der von der Antenne aufgenommenen Leistung beim Empfänger an oder
anders ausgedrückt, 87 % der Signalspannung.
