Seit
einiger Zeit geistert eine Bauidee von einem Berliner Funkamateur
herum. Die Antenne besteht aus einer Mantelwellensperre, einer
Zuleitung, einer Spraydose oder ähnlichem leitenden voluminösen Gebilde
und einer kurzen Teleskopantenne zur Feinabstimmung. Zwischen der
Zuleitung und der Spraydose befindet sich eine Spule. Die Antenne kommt
scheinbar ohne Gegengewicht aus. Die Belastbarkeit ist beschränkt. Bei den
Bauvorschlägen, die ich gelesen habe, wird die Mantelwellensperre, auch
Gleichlaufstromsperre (GLSSP) genannt, schon bei 100 Watt merkbar warm.
So etwa sieht der Aufbau aus:
Die Zeichnung ist nicht maßstäblich. Die
Antennenbuchse befindet sich direkt vor der Mantelwellensperre, die
auch den Namen Gleichlaufstromsperre (GLSSP) erhalten hat. Man kann sie
anfertigen, indem man einen Ringkern FT140-43 mit ca. 12 Windungen RG58
bewickelt. Dann folgt ein Stück Antennenkabel RG58 mit 7,02 m Länge.
Das ist für 40 m Lambda/4 mal Verkürzungsfaktor 0,66. Das Antennenkabel
wird nur mit dem Innenleiter an die Spule angeschlossen. Der
Außenleiter bleibt offen. Die Spule mit 45 Windungen befindet sich
direkt vor der Spraydose und ist mit dieser verbunden. Dann
befestigt man oben auf der Spraydose eine kleine Teleskopantenne, die
zur Feinabstimmung dient.
Hier meine Erkärung zur Funktion der Antenne, Simulation mit EZNEC. Es
handelt sich bei dieser Antenne um einen etwas gekürzten
Viertelwellenstrahler mit Dachkapazität, die Spraydose. Bei der
Simulation habe ich den Außenleiter der Antennenbuchse auf Erdpotential
(Real/MININEC) gesetzt. Das trifft die Realität ganz gut. Die
einlagige Spule habe eine Induktivität von 60 µH. Das sind bei einer
Spulenlänge von 64 mm 45 Windungen eng gewickelt auf einem Spulenkörper
von 50 mm Durchmesser. Die Spraydose habe einen Durchmesser von 50 mm
und eine Länge von 20 cm. Die kleine Teleskopantenne zur Feinabstimmung
sei 30 cm lang mit Durchmesser 5 mm. So sieht dann das SWR aus, wenn
ohne Verluste simuliert wird:
Die
Antenne funktioniert auch ohne die Mantelwellensperre, wenn die
Erdverhältnisse am Fußpunkt halbwegs brauchbar sind. Dann verbindet man
Innenleiter und Außenleiter des 7,02 m langen Koaxkabels und schließt
dieses direkt an den Innenleiter der Koaxbuchse an. Mit der
Mantelwellensperre hat man praktisch die gleichen Verhältnisse, nur
verlustbehaftet und umständlicher. Eine Spule, die angegebene
Mantelwellensperre, hat eine Induktivität von 140 µH bei 12 Windungen
auf einem Ferritkern FT140-43. Das entspricht einem Blindwiderstand von
gut 6 kOhm bei 7 MHz. Nach der Mantelwellensperre funktioniert das 7,02
m lange Stück RG58 nicht mehr als koaxiales Antennenkabel. Der
Innenleiter koppelt mit 700 pF (100 pF/m) auf den HF-technisch durch
die Mantelwellensperre isolierten Außenleiter. Somit kann man den
Außenleiter mit etwa 3,5 mm Durchmesser als Strahler betrachten. Die
Antenne ist natürlich rundstrahlend, vertikal polarisiert. So sieht das
Elevationsdiagramm bei durchschnittlichem Boden und sinnvollen
Masseverhältnissen aus:
Wer selbst die Antenne mit EZNEC simulieren möchte, kann sich hier die Antennendatei herunterladen: spray40.ez Es reicht die momentan aktuelle Demoversion EZNEC 5.0 von Roy Lewallen, W7EL.
Mit
der Dachkapazität hat man die Antennenlänge auf etwa 7,5 m verkürzt.
Das Antennendiagramm und der Gewinn eines ungekürzten Strahlers
Lambda/4 ist praktisch identisch. Man spart mit oben beschriebener
Variante 2,5 m Aufbauhöhe. Jedoch nachteilig ist oben die Dose mit
darunterliegender Spule bezüglich Windlast und das SWR wird ungünstiger.
Es
heißt, sauber aufgebaut und abgeglichen habe die oben beschriebene
Antenne ein SWR von 1,0 und die Mantelwellensperre wird warm. In
Resonanz hat die Spraydosenantenne einen Strahlungswiderstand von 30
Ohm. Somit fehlen noch 20 reelle Ohm, um auf ein SWR von 1,0 zu kommen.
Wenn es warm wird, handelt es sich um einen Verlust. Offensichtlich
wird schon annähernd 40 % der Sendeleistung in der Mantelwellensperre
verheizt! Oben die Spraydose mit darunterliegender Spule kann man
bezüglich der Verluste vernachlässigen, hochomiger Teil der Antenne
ohne nennenswerten Stromfluß.
