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Projekt: Symmetrische Antennenspeisung mit einer 'Hühnerleiter' - Abstimmmöglichkeiten | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Kontakt: ![]() |
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Abstimmmöglichkeiten des ganzen Systems: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nun das
interessante. Wenn man den strahlenden Dipol und nichtstrahlenden 'Hühnerleiter'
Abschnitt getrennt betrachtet, dürfen beide außer Resonanz sein.
Aber nur unter der Voraussetzung, daß die Zusammenschaltung beider
Abschnitte wieder Resonanz ergibt. Aus dieser Tatsache haraus kann man
bei einem zu kurz oder zu lang bemessenen Strahler durch eine entsprechende
Verlängerung oder Verkürzung der Speiseleitung die Blindanteile
am Fußpunkt eleminieren. Generell sollen ganzzahlige Vielfache der
Speiseleitung vermieden werden, die Speiseleitung darf also nicht resonant
mit der Betriebsfrequenz sein! In der Praxis immer etwas länger oder
kürzer ausführen. Prakisch hat das den riesigen Vorteil, daß man die Speiseleitung nicht mechanisch verlängern oder verkürzen muß. Das geschieht elektrisch durch einen entsprechenden Koppler am Ende der Speiseleitung. Zunächst muß ich feststellen ob das Leitungsende einen Stromknoten, also hochohmig oder ein Strombauch, niederohmig darstellt. |
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Die folgende
Tabelle zeigt die Zusammenhänge der Länge X zu der zu erwartenden
Impedanz im Speisepunkt. Also eine grobe Überprüfung, ob man
mit der Länge Dipolschenkel + Feederlänge als Summe im günstigen
Impedanzbereich liegt. Quelle der Tabelle ist ‘HF Antennas for All Locations’ von L.A Moxon. |
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C
auf der linken Seite deutet auf eine kapazitive Impedanz und L auf
der rechten Seite auf eine induktive Impedanz hin. Innerhalb dieser Darstellung verweisen die grün gezeichneten Kästchen auf eine hohe Impedanz und die blau gezeichneten Kästchen auf eine niedrige Impedanz. Anzustreben ist eine möglichst durchschnittlich gleichbleibende Impedanz. Das ist nicht immer einfach. Durch etwas probieren, kann man aber das X einigermaßen so ermitteln, dass auf allen gewünschten Bändern eine Impedanz erzielt wird, die der Koppler abstimmen kann. |
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Beispiel: Ich möchte eine Antenne für die Bänder 80, 40, 20 15 und 10 m realisieren. Auf Grund von Platzbeschränkungen kann ich nur ca. 20m für den Dipol nutzen. Ich entscheide mich für 2 x 10 m und möchte L näherungsweise ermitteln. Immer unter der Maßgabe, auf all den Bändern, die ich nutzen möchte, eine durchschnittliche mittlere Impedanz zu erreichen. Ich möchte vermeiden, dass auf dem einen Band die Impedanz 30 Ω und auf den anderen Band die Impedanz 1000 Ω beträgt. Durch die Variation von X kann ich das positiv beeinflussen. Wenn ich mir einen 10 m Strahler plus 9,8 m Feeder vorstelle, komme ich auf X=19,8 m. Mit diesen Wert gehe ich in die Tabelle, markiere mir X=19,8 m als ersten Fixpunkt. Mit einem Lineal drehe ich nun von diesem Fixpunkt über die Bandpunkte und merke mir die Schnittpunkte auf der linken Skala. Wenn ich bei allen zu betrachtenden Bändern in die Nähe zwischen dem blauen und grünen Kästchen komme, liege ich optimal. Auf den höheren Bändern sieht es bei diesem Beispiel ganz gut aus, auf den niederen Bändern muss der Koppler mehr arbeiten, Hi. Bitte die Tabelle nicht als das Non Plus Ultra ansehen. Sie stellt eine grobe, aber schnelle Orientierung dar, ob man im Strom- oder Spannungsmaximum liegt. Probiert es einfach mal. Die Hühnerleiter sollte immer etwas länger bemessen werden. Mit der Länge der Hühnerleiter können kritische Längen, wo der 'Koppler versagen könnte' ausgeglichen werden. Siehe auch Abstimmumgsüberprüfung mit der Glühlämpchenmethode. |
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Hier mal einige Beispiellängen, die zu vermeiden sind, wenn ein Multiband Dipol mit abgestimmter Feederleitung erstellt wird. Die Längenangaben setzen sich aus einer Dipolhälfte plus Feederlänge zusammen. Die Längenangaben lassen sich nicht in mm vorgeben, da die äußeren Einflußfaktoren sehr unterschiedlich sein können. Also bitte etwas experimentieren, es sind Orientierungslängen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Wie groß ist der Einfluß der Zweidrahtspeiseleitung? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Auf der Zweidrahtspeiseleitung findet eine frequenzabhängige Impedanztransformation statt. Wichtig, beide Längen, Strahlerlänge und Zweidrahtspeiseleitung, gehen als Gesamtheit in die Rechnung ein! | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Beispiel:
Eine 2 x 10 m lange Doppelzepp hat auf 7 MHz direkt am Einspeisepunkt einen Strombauch, was Niederohmigkeit von ca. 50 Ω bedeutet. |
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Hier könnte
also direkt mit Koax gespeist werden, Die Symmetrierung betrachte ich mal
nicht. In der Praxis arbeitest du ja aber mit einer Zweidrahtspeiseleitung. Bemisst du diese nun mit ca.10m, als λ/4, dann tritt eine Impedanzumkehr auf. Am Ende hast du ca. 2500 Ω, also hochohmig. Das ist zu vermeiden! |
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Verlängerst du nun die Zweidrahtspeiseleitung ca. 5 bis 7 m, auf etwa 17 m, wäre die Welt wieder in Ordnung und du liegst im mittelohmigen Bereich bei ca. 300 Ω. Bei zu langer Zweidrahtspeiseleitung kann natürlich auch verkürzt werden. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Die Zweidrahtspeiseleitung
fungiert als Verlängerung des Antennenstrahlers. Beträgt die Gesamtlänge Ld + Lh x Vf auf der Betriebsfrequenz λ/2 oder ein Vielfaches davon, ergibt sich am Speiseleitungsende ein Spannungsbauch (hochohmig). Bei allen ungeraden Viertelwellenlängen ergibt sich ein Strombauch (niederohmig). Diese zwei Beispiele spiegeln natürlich nur beide Extremwerte wieder. In den Zwischenbereichen nimmt die Impedanz kontinuierlich zu bzw. ab. |
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Bei Mehrbandbetrieb ist die Rechnerei etwas zeitaufwendig. Mit einem einfachen Excel-Sheet bei dem du verschiedene Längen einfach durchrechnen kannst und sofort ein Ergebnis siehst. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Das![]() |
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Antennenanpassung
mit Paralleldraht, wie lang muss denn ein Paralleldraht bzw. ein symmetrisches
Kabel sein? Unter dieser Überschrift veröffentlichte ![]() |
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Bodo,
DJ9CS stellt auf seiner Seite ein![]() |
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Zur schnellen
Optimierung eines symmetrisch gespeisten Dipols schrieb Jean, F5IMV ein![]() |
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Walter, DL1JWD entwickelte ein![]() In der Datenbasis unterscheidet das Analyse-Tool zwischen einer idealisierten und einer realen Dipolbetrachtung. Der Toolalgorithmus legt besonderen Wert auf eine sorgfältige Optimierung der Feederlängen, verbunden mit einer visuell dargestellten Verlustanalyse. Walter stellt sein Tool ![]() |
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Gute und schlechte Hühnerleiterlängen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Es gibt
viele Daumenregeln, um bestimmte Dipollängen und die Längen der
parallelen Zuleitung zu vermeiden. Cecil, W5DXP hat versucht, die Mythen
und Ratespiele, die mit diesem Thema verbunden sind, zu entflechten. Das hier vorgestellte DOS Programm ‚IMAXGRAF' ermittelt die optimalen Feederlängen, die sich aus der horizontalen Dipollänge und dem Verkürzungsfaktor der Speiseleitung für die HF-Bändern. Es wird von einem 1:1 Strom-Balun ausgegangen und das Programm akzeptiert keinen N:1 Balun, also nur 1:1. Das Ergebnis kann nur eine Näherung basierend auf EZNEC sein und sollte im praktischen Betrieb genau abgeglichen werden./font> |
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Die Theorie von W5DXP's
‚guten' und ‚schlechten' Hühnerleitungslängenbezeichnung basiert
auf Impedanzen, die freundlich bzw. unfreundlich von den integrierten Tunern
verarbeitet werden. Die ‚guten' Längen, gekennzeichnet durch die Punkte sind in der Nähe der aktuellen Stromhochpunkte der Hühnerleiter, wo das 50Ω SWR geringer als 3:1 ist und das von den meisten Autotuner akzeptiert wird. Die ‚schlechten' Längen, in der Mitte zwischen zwei Punkte auf der gleichen waagerechten Zeile sind in der Nähe eines Spannungshochpunkts, wo das 50Ω SWR sehr hoch und viel größer als 3:1 ist. Diese sollte man meiden. Das DOS Programm ![]() Die Punkte auf dem Grafen zeigen die Längen der Hühnerleiter, die freundlich von integrierten automatischen Tunern abzustimmen sind, d.h. die Stromhochpunkte. In der Mitte zwischen zwei beliebigen Punkten auf der gleichen waagerechten Linie findest du die Hühnerleiterlängen, die unfreundlich von den integrierten automatischen Tunern abgestimmt werden, d.h. die Spannungshochpunkte. Sind mehrere Punkte vertikal angeordnet, sind das die Hühnerleiterlängen, die gut für Multi-Band-Betrieb sind. Zum Beispiel, bei einem VF von 0,85 und einer Dipollänge von 90 Fuß, findest du fünf Punkte vertikal bei einer Hühnerleiterlänge bei 40 Fuß. Das ist die ZS6BKW Antenne, die gut auf den Bändern 40, 20, 17, 12, und 10m funktioniert. In diesem Screenshot findest du die Längen der ZS6BKW Antenne abgebildet. |
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Die nächste
Hühnerleiterlänge, die für 40m gut wäre, liegt bei
98 Fuß. Das ist natürlich λ/2 länger als die
40 Fuß bei der ZS6BKW Antenne. Beachte aber, dass nur drei Bänder
auf der vertikalen Linie mit der Hühnerleitungslänge von 98 Fuß
dargestellt sind, das sind 40m, 20m, und 10m. Eine Hühnerleitungslänge von 69 Fuß sollte für den 40m Betrieb vermieden werden, da sich die Länge etwa in der Mitte zwischen 40 und 98 Fuß befindet und sich eine sehr hohe Impedanz an der 1:1 Drossel aufbaut, die vom automatischen Tuner so nicht akzeptiert wird. Beachte, die roten Punkte auf der 80m wagerechten Linie, die zeigen, dass ein 90 Fuß Dipol zu kurz für den 80m Betrieb ist und das anstehende SWR inakzeptabel für einen Autotuner ist. Wenn du den Verkürzungsfaktor und die Dipol-Anfangslänge eingegeben hast, kannst du die Dipollänge ganz einfach im Programm variieren. Mit 'i' vergrößerst du und mit 'd' verringerst du die Dipollänge. Die Auswirkungen auf die Stromknoten pro Band kannst du sofort im Programm ablesen! Das DOS-Programm läuft unter XP und früheren Windows Versionen. Für aktuellere Windowsversionen ist ein X86-Simulationsprogramm mit Namen ![]() |
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Geht es auch ohne Tuner? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jeder
Funkamateur ist bestrebt, die mühevoll erzeugte HF, so verlustarm
wie möglich, zur Antenne zu bekommen und nur dort abzustrahlen. Mit der Speiselänge der Hühnerleiter kann ich ja für jede Frequenz einen mir 'angenehmen' Fußpunktwiderstand transformieren. Optimal wären 50 Ω. Ins grübeln gekommen, stellte ich mir die Frage. Wozu brauche ich eigentlich noch einen Tuner? Ich variiere einfach die Feederlänge und stimme so auf minimales SWR am Feederende ab. Keine zusätzlichen Induktivitäten oder Kapazitäten! Eine einfache, preiswerte und vor allem fast verlustfreie Methode. Eigentlich habe ich es ja schon immer so gemacht, indem ich die Feederleitung etwas verlängert oder verkürzt habe, um aus einem kritischen Anpassbereich herauszukommen. |
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Die Idee
ist nicht neu.![]() Das machte mich neugierig und ich fand bei ![]() Lesenswert ist auch die praktische Abhandlung ![]() Ja, es geht auch ohne herkömmlichen Tuner. Sollte ich mal viel Zeit haben, baue ich mir so einen 'Kasten', der ja letztendlich doch ein 'Tuner' ist. Aber mal was anderes, Hi. |
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'Wellenwiderstand einer 'Hühnerleiter' | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Jede Speiseleitung hat eine, ihre charakteristische Impedanz. So auch die 'Hühnerleiter'. Diese Impedanz ist abhängig von den physikalischen Eigenschaften der Paralleldrähte. Das Gute bei einer Zweidrahtleitung ist, daß nur drei Faktoren maßgeblich sind. Der Drahtdurchmesser d, der Abstand D zwischen den Drähten und das Dielektrikum zwischen den Drähten. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Die berechneten Werte in der Tabelle sind bei weitem präziser als die gemessenen in der Realität. Der sogenannte 'Spagat' von Theorie und Praxis. Wie auch immer, mit einer Abweichung von einem oder zwei Prozent vom errechneten Wert kann man leben. Vorausgesetzt natürlich eine sorgfältige Konstruktion der 'Hühnerleiter'. Das Dielektrikum sollte Luft sein, kann aber auch mit nichtleitendem Material gefüllt oder umgeben sein. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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