Ihre erste Antenne – der Halbwellendipol

Die erste Antennenwahl vieler Schinken ist ein Halbwellendipol. Aber lassen Sie sich nicht irreführen – nur weil sie einfach herzustellen sind, heißt das nicht, dass sie nicht gut funktionieren. Tatsächlich übertrifft ein Halbwellendipol oft viele andere kommerzielle Multibandantennen.

Halbwellen-Dipole sind einfach zu installieren und aufzurichten und führen bei weitem nicht so häufig wie endgespeiste Drähte zu EMV- / Interferenzproblemen.

Wie der Name schon sagt, hat ein Dipol zwei ‚Pole‘ oder Abschnitte zum strahlenden Element. In seiner gebräuchlichsten Form ist es eine halbe Wellenlänge lang bei der Betriebsfrequenz.

Abb. 1 - Strom– und Spannungsverteilung auf einem Halbwellendipol

Abb. 1 – Strom- und Spannungsverteilung auf einem Halbwellendipol

Dies ist die Grundresonanz, und aus der Betrachtung der Spannungs- und Stromwellenformen (Abb. 1) geht hervor, dass die Spannung in der Mitte minimal und der Strom maximal ist.

Indem die Antenne an dieser Stelle gespeist wird, bietet sie eine niederohmige Speisung und passt gut zu Ihrem Koaxialkabel. Normalerweise wird 50 Ohm Koax, wie RG213 oder RG58 verwendet, da dies eine vernünftige Übereinstimmung bietet.

Der horizontal montierte Dipol strahlt den größten Teil seiner Leistung im rechten Winkel zur Drahtachse ab.

Auf diese Weise kann es möglich sein, die Antenne so auszurichten, dass sie in die Richtung feuert, in die die meisten Kontakte gewünscht werden, obwohl die Abmessungen Ihres Gartens eher bestimmen, was möglich ist.

Es ist auch möglich, die Antenne mit einer Frequenz zu betreiben, deren Länge drei Halbwellenlängen oder ein ungerades Vielfaches von Halbwellenlängen beträgt.

Dadurch kann ein Dipol auf mehr als einem Frequenzband verwendet werden. Zum Beispiel wird ein Halbwellen-Dipolschnitt für den Betrieb auf 40 Metern (7 MHz) auch als drei Halbwellenlängen-Dipol auf 15 Metern (21 MHz) arbeiten, obwohl der SWR etwas höher sein wird.

Halbwellen-Dipole, die auf etwas anderem als ihrer Grundfrequenz oder einem ungeraden Vielfachen davon verwendet werden, funktionieren, aber Sie müssen eine ATU verwenden. Es ist unwahrscheinlich, dass ein solcher Dipol sehr effizient ist, und diese Art von Betrieb sollte vermieden werden.

Dipolkonstruktion

Ein Dipol ist recht einfach zu konstruieren. Man könnte annehmen, dass die Länge eines Halbwellendipols der halben Wellenlänge des Signals im freien Raum entspricht, dies ist jedoch nicht ganz der Fall. Eine Reihe von Effekten, einschließlich des Geschwindigkeitsfaktors des Drahtes, der Länge / Durchmesser des für das Strahlungselement verwendeten Drahtes und kapazitiver Endeffekte, führen dazu, dass die tatsächlich erforderliche Länge etwas kürzer ist.

Ohne den Endeffekt könnte die Länge eines Dipols aus der Formel Länge (Meter) gleich 150 / f berechnet werden, wobei f die Frequenz in MHz ist. Mit den Verkürzungseffekten kann die Länge aus der Formel angenähert werden: Länge (Meter) = 143 / f (MHz)

Die daraus berechneten Längen sollten nur als ungefährer Wert betrachtet werden – es ist am besten, den Draht etwas länger zu schneiden und dann das Drahtende wieder auf sich selbst zu drehen, um die beste Übereinstimmung zu erzielen.

Für eine Sendestation ist es eine der einfachsten Möglichkeiten, die reflektierte Leistung auf einem Spannungsstandwellenverhältnis- oder VSWR-Messgerät zu überwachen.

Wenn der Betrieb an verschiedenen Stellen des Bandes versucht wird (wobei darauf zu achten ist, dass keine Interferenzen auftreten), wird darauf hingewiesen, dass der VSWR an einigen Stellen höher ist als an anderen.

Abb. 2: Typisches VSWR-Diagramm für einen Halbwellendipol

Abb. 2: Typisches VSWR-Diagramm für einen Halbwellendipol

Ein Diagramm kann erstellt werden und sollte ungefähr so aussehen Abb. 2. Die Länge der Antenne sollte so eingestellt werden, dass der niedrigste Gesamtpegel in den interessierenden Bereichen des Bandes erreicht wird. Wenn beispielsweise ein Betrieb in dem SSB-Abschnitt in der Mitte des Bandes vorgesehen ist, kann das Minimum so eingestellt werden, dass es in diesem Abschnitt auftritt, während in anderen Abschnitten des Bandes immer noch ein akzeptables Niveau beibehalten wird. Wenn der minimale VSWR-Punkt in der Frequenz zu niedrig auftritt, kann die Länge der Antenne verkürzt werden.

Wenn die Frequenz zu hoch ist, bedeutet dies, dass die Antenne zu kurz ist und irgendwie verlängert werden muss. Putting Draht zurück ist nicht annähernd so einfach wie einige Draht ausziehen!

Es können auch Antennenanalysatoren verwendet werden, die einen besseren Hinweis auf den Betrieb einer Antenne geben.

Konstruktionstipps

Es ist einfach, einen Dipol zu konstruieren. Im Grunde ist es einfach eine halbe Wellenlänge des Drahtes in der Mitte geschnitten.

Abb. 3: Eine typische Dipolantenneninstallation

Abb. 3: Eine typische Dipolantenneninstallation

Typischerweise kann es so etwas wie Abb. 3 eingerichtet werden. Während dies die ‚Standard‘ Art der Installation sein kann, ist es selten möglich, eine Installation genau so zu machen, und es ist akzeptabel, es an die Anforderungen des Standorts anzupassen.

Es kann notwendig sein, den Draht etwas zu biegen oder ihn beispielsweise geneigt zu haben. Diese beeinflussen das Richtungsmuster bis zu einem gewissen Grad, aber für den praktischen Betrieb ist es wahrscheinlich, wenig Unterschied zu machen.

Die anderen Punkte, die zu beachten sind, sind die Möglichkeiten, die Enden des Drahtes zu befestigen und auch den Feeder mit der Mitte der Antenne zu verbinden.

Idealerweise sollten Isolatoren an den Enden verwendet werden, da diese Punkte an einem Hochspannungspunkt liegen. 4a) sind ideal und können bei Antennenspezialisten recht günstig gekauft werden.

Ei-Isolatoren haben den Vorteil, dass sie, wenn sie aus irgendeinem Grund brechen, wegfallen, aber der Draht und das Sicherungsseil werden immer noch umeinander geschlungen, was bedeutet, dass die Antenne nicht zusammenbricht.

Abb. 4: Antennenisolatoren: (a) Ei-Isolator, (b) ‚Dogbone‘ oder gerippter Isolator, der hier als Dipol-Mittelstück verwendet wird

Der Feeder kann auf verschiedene Arten an der Mitte der Antenne befestigt werden. Spezielle Dipolmittelstücke können gekauft werden. Eine andere Alternative ist die Verwendung eines Rippen- oder Dogbone-Isolators.

Denken Sie auch daran, das Ende des Koaxialkabels abzudichten, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Wenn Feuchtigkeit eindringt, steigen die Verluste erheblich an, wodurch das Koaxialkabel unbrauchbar wird.

Es lohnt sich auch, darauf zu achten, dass das Ende des Koaxialkabels nach unten zeigt, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern, selbst wenn es versiegelt ist.

Der Feeder kann ziemlich schwer sein und daher ist es manchmal praktisch, den Koax an einem geeigneten Punkt zu verankern, um zu verhindern, dass zu viel Gewicht in der Mitte der Antenne hängt. Dies unterstreicht auch den Punkt, dass, wenn überhaupt möglich, hartgezogener Kupferdraht verwendet werden sollte. Kupfer hat einen geringen Widerstand und seine Verwendung führt zu geringeren Widerstandsverlusten, aber gewöhnlicher Kupferdraht dehnt sich aus und kann im Laufe der Zeit um einige Prozentpunkte länger werden.

Ein Dipol ist eine sogenannte symmetrische Antenne. In einer idealen Welt sollte ein Balun mit koaxialem Feeder (der unsymmetrisch ist) verwendet werden, um den Übergang zwischen symmetrischen und unsymmetrischen Systemen zu ermöglichen.

Die Verwendung eines Baluns verhindert, dass der Koax Strom abgibt oder Geräusche aufnimmt. In vielen praktischen Situationen ist es möglich, den Dipol ohne einen zufriedenstellend zu betreiben, es kann jedoch ein geringfügig erhöhtes Interferenzrisiko bestehen, wenn einer nicht verwendet wird. Einfache Baluns können von Antennenlieferanten gekauft oder hergestellt werden.

Invertierte-V-Dipole

Die maximale Strahlung eines Dipols findet im Zentrum statt. Dementsprechend ist dies der wichtigste Bereich der Antenne, um so hoch wie möglich zu halten.

Abb. 5: Ein invertierter V-Dipol

In Verbindung mit der Tatsache, dass in vielen Situationen nur ein hoher Mast oder ein hoher Punkt auf der Antenne möglich ist, ist ein invertierter V-Dipol (Abb. 5) häufig die ideale Wahl.Die Antenne ist im Grunde ein gewöhnlicher Dipol, aber anstatt sie horizontal zu halten, wird ein einzelner Mast oder Ankerpunkt in der Mitte verwendet und die beiden Hälften des Dipols sind vom zentralen Mast nach unten abgewinkelt.

Obwohl es das Strahlungsmuster verändert und es fast omnidirektional macht, bleibt seine grundlegende Funktionsweise dieselbe. Im Hinblick auf seine Bequemlichkeit und Betriebsvorteile ist dieser Antennentyp weit verbreitet und bei vielen Betreibern beliebt.

Der wichtigste Punkt bei der Errichtung eines Dipols ist, dass die unteren Enden der Antenne außerhalb der Reichweite von Personen aufbewahrt werden sollten.

Die Enden der Antenne haben eine hohe Spannung, wenn sie zum Senden verwendet werden, und die Installation sollte so sein, dass es nicht möglich ist, sie zu berühren. Wenn die Enden zu tief herunterkommen, können Sie Bodenverluste erleiden – halten Sie sie nach Möglichkeit mindestens drei Meter hoch.

Die Sicherungsseile sollten ebenfalls so angebracht sein, dass Personen nicht stolpern oder darüber stolpern können. Ein geeignet gelegener Baum oder Busch kann helfen, dieses Problem zu überwinden.

Weitere Seiten in diesem Abschnitt – Antennen:

  • Antennensicherheit
  • Endgespeiste Drahtantennen

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