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Stark verkürzte Antennen auf 50 Ohm bringen


Häufig muss man Kurzwellenantennen elektrisch verkürzen. Das gilt ganz besonders beim Mobilbetrieb: Viel länger als 1/5 der Wellenlänge wird man die Antenne bei 20m und tiefer nicht machen können - zumindest wenn man während der Fahrt funken will. Solche Antennen haben im, durch die Verlängerungsspule erzwingenen, Resonanzpunkt eine Eingangsimpedanz im Bereich 10-15 Ω. Wie bringt man das auf 50 Ω, damit man per Koaxialkabel zum Sender kommt?

Eingangsimpedanz KW-Mobilantenne

Diese Impedanz ergibt sich vorzugsweise aus den Verlusten des Antennensystems und nicht aus dem Strahlungswiderstand – also dem Energieentzug durch die Abstrahlung. Die traditionelle Methode, solch eine Antenne mit dem Sender zu verbinden, ist eine automatische Matchbox. Die löst gleich zwei Probleme: Die Anpassung der Impedanz an 50 Ω und die Abstimmung der Antenne. Genau betrachtet ist das ein Problem, denn das Abstimmen einer Antenne bedeutet nichts anderes, als ihre Fußpunktimpedanz reel zu machen.

Das steht im Widerspruch zu der Einstellung vieler Funkamateure, die mit viel Aufwand an ihrer Antenne herumschnippeln, bis sie auf einer ganz bestimmten Frequenz auf eine minimale Fehlanpassung kommen. Das ist aber nur wichtig, wenn man auf weitere Anpassglieder verzichten will. Diese Frage stellt sich hier nicht, weil die Fußpunktimpedanz auf jeden Fall weit weg ist von 50 Ω.

Anpassung mit L-Glied

Anpassung Mobilantenne mit L-Glied

Die Matchbox muss in diesem Fall von einer niedrigen zu einer höheren Impedanz hin transformieren. Also genügt ein Anpassglied aus einer Längsinduktivität und einer Querkapazität. Berechnungsangaben stehen z.B. in [1]. Nach dieser Methode funktionieren wohl alle verkürzten Monoband-Strahler mit PL-Stecker. Diese Anpassung lässt sich hier sehr einfach verwirklichen, weil man einfach der Verlängerungsspule ein paar Windungen mehr gibt und in den Stecker einen passenden Keramikkondensator einbaut.

Antennen mit 3/8-Zoll-Gewinde haben kein solches Anpassglied, weil ihnen der Masseanschluss fehlt. Die klassische Montagemethode dieser Antennen ist ein Punkt möglichst tief am Fahrzeug unmittelbar am Kofferraum. Dann kann man einen maximal langen Strahler verwenden und mit 20 cm Draht direkt zur Matchbox im Kofferraum durchstechen. Allein: Diese Methode ist legal nur möglich, wenn man die Antenne auf dem Kofferraumdeckel montiert und die Matchbox unmittelbar darunter. Alle beliebten Lösungen von der Klemme auf der Anhängerkopplung über die Montage auf der Öse für das Abschleppkabel bis zum Kugel-Antennenfuß auf dem Kotflügel sind nicht zulässig: Der Anhang I der EU-Richtlinie 74/483/EWG definiert, dass außer den Außenspiegeln und dem Kopf der Anhängerkupplung alles außen am Auto glatt zu sein hat. Und spitz, wie so manche Blech-, Winkel- oder Schraubenkonstruktion, darf außen am Auto sowieso nichts sein.

Anpassung mit Strombalun

1:2-Strombalun

Man kann aber auch leichter auf 50 Ω kommen: Ein 1:2-Transformator setzt die Impedanzen im Verhältnis 1:4 um – aus 12 Ω werden also 50 Ω. Wer schon konventionelle Spannungbaluns nach der traditionellen Transformatormethode gebaut hat, wird der nebenstehenden Konstruktion keine 100 W zumuten wollen. Und wer die Streufelder der Eisenpulver-Kerne mit den Amidon-Materialien -2 oder -5 kennt, wird sich Gedanken machen, wie viel Abstand vom Autoblech ein Balun braucht. allein: Das Teil funktioniert völlig anders.

Ein solcher Strombalun ist nichts anderes als eine Mantelwellensperre. Ihre Funktion besteht darin, dass der hoch permeable Kern alle Magnetfelder entlang des Kabels unterdrücken soll, also alle unsymmetrischen Ströme möglichst klein macht. Anders ausgedrückt: Die Spannungen am Anfang und am Ende des Koaxkabels sind gegeneinander potentialfrei, man kann sie also addieren wie die Spannungen zweier Batterien. Dieses Thema habe ich aber schon anderweitig in dieser Website beschrieben.

Das Ergebnis dieser Übung: Man kann sich einen 3/8-Zoll-Antennenfuß ins Autodach einbauen und unmittelbar daneben, zwischen Blech und Himmel, den Balun platzieren. Schon kann man mit RG-58/U zum Transceiver fahren.

Literatur

[1] Krischke, A. (DJ0TR): Rothammels Antennenbuch, 12. aktualisierte Auflage (2006), S. 656f
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Alexander von Obert * http://www.dl4no.de/thema/starkver.htm
Letzte Änderung: 30.03.13 (Erstfassung)


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