Auf die 'Hühnerleiter' gekommen, symmetrische Speisung einer Drahtantenne - etwas Theorie und mehr Praxis zurück
 
Projekt:  Symmetrische Antennenspeisung mit einer 'Hühnerleiter' - Symmetrischer Dipol
Kontakt: DL2LTO

 

Energietransport zur Antenne:
 
Die Antenne wird von vielen Amateuren bedauerlicherweise stiefmütterlich behandelt. Dabei verdient gerade die Antenne besondere Beachtung, denn eine gute Antenne ist der beste Hochfrequenzverstärker. Jeder Funkamateur weiß auch, eine Antenne sollte möglichst hoch und frei über Grund hängen.
Das ist aber oft ein Wunschgedanke, denn der Sender befindet sich im gemütlichen Shack, meistens weit weg von der Antenne. Die Energie des Senders muß aber möglichst verlustfrei zur Antenne transportiert werden. Dazu bedarf es einer Speiseleitung, die verlustarm an Sender und Antenne anzupassen ist.
Viele Ham's haben das Interesse am Basteln wiedergefunden. Dazu gehört natürlich auch der Selbstbau von Antennen. Ich habe in der Vergangenheit viel mit symmetrisch gespeisten Dipolen experimentiert. Gerade beim Portabelbetrieb auf allen Kurzwellenbändern eine lohnenswete Angelegenheit.

 

Einige prakische Erfahrungen beim Bau einer symmetrische Speiseleitung möchte ich hier vorstellen:
 
Es gibt zwei Möglichkeiten für den Energietransport vom Sender zur Antenne. Da wäre die Speisung der Antenne über eine angepaßte Speiseleitung mit Koaxkabel oder über eine abgestimmte Speiseleitung mit einer 'Hühnerleiter'. Zur letzteren Speisungsart gleich mehr.
Zweidrahtgespeiste Dipolantennen haben im Gegensatz zu koaxgespeisten Dipolen eine Reihe von Vorteilen. Diese Antennen weisen einen giten Wirkungsgrad auf und ermöglichen echten Mehrbandbetrieb.
Die symmetrische Speisung einer Drahtantenne ist ein interessantes Betätigungsfeld. Früher wurden Zweidrahtleitungen sehr oft zur Speisung von Antennen konstruiert. Heute ist Koaxspeisung zum Standard geworden. Aber alte Traditionen kehren zurück. Man erinnert sich immer öfter an diese 'alte' Speisungsart. Die 'Hühnerleiter' zum Speisen und Anpassen von symmetrischen Antennen kommt wieder zurecht in Mode. Hier wird versucht, ohne groß ins Detail zu gehen, einige Zusammenhänge zwischen Strahler und Speiseleitung darzustellen.
Einige selbst gestellte Fragen möchte ich hier versuchen zu beantworten.
Warum erleben symmetrisch gespeiste Antennen ein come back? Was sollte beim Bau einer 'Hühnerleiter' beachten werden? Muß der Strahler immer resonat sein? Wie baue ich meine 'Hühnerleiter' selbst? Was bietet der kommerzielle Markt an?
Der Bastler baut seine symmetrische Speiseleitung selbst und ist zurecht Stolz darauf. Diese besteht aus zwei parallelen und freiliegenden Drähten, die durch isolierte Spreizer in konstantem Leiterabstand gehalten werden. Man bezeichnet solche Leitungen als Feeder. Kommt aus dem englischen 'to feed' und bedeutet speisen. Im Amateurgebrauch auch 'Hühnerleiter' genannt. Warum eigentlich der Ausdruck 'Hühnerleiter'?
Es ist nur ein anderes Wort für 'Lecherleitung', genannt nach Prof. Lecher, der vor langer Zeit das Prinzip der parallelen Doppeldrähte bei seinen Experimenten entwickelte. Es sieht eben so aus wie eine 'Hühnerleiter'. Stimmt doch, oder? Skizze 'Hühnerleiter'

 

Mittig gespeister Dipol:
 
Resonante Dipole haben ein Länge von λ/2 und weisen im Speispunkt, der mittig ist einen reellen Widerstand. Resonanz besteht aber nur auf einer ganz bestimmten Frequenz.
Strom- Spannungsverteilung auf einem Lamda/2 Dipol   In der Strahlermitte hat der Strom ein Maximum, einen Strombauch.
An gleicher Stelle hat die Spannung einen Nulldurchgang, einen Spannungsknoten. An den Strahlerenden ist es genau umgekehrt. Spannungsmaximum während der Strom gegen Null tendiert.
Die Einkopplung der Hochfrequenz erfolgt gewöhnlich im Strombauch,
in der Mitte über eine Speiseleitung.
Da wir aber möglichst mit einer einzigen Antenne auf allen Kurzwellenbändern gut bis sehr gut die Leistung vom TRX auf die Antenne übertragen und abstrahlen möchten, müssen die Verluste gegen Null gehen. Dieser Fakt ist gerade im QRP Bereich wichtig. Denn, wenn von den erzeugten 5 Watt nur ca. 1 bis 0,5 Watt abgestrahlt werden sollte ich ins Grübeln kommen.
An den Strahlerenden verzeichnet man eine hohe Spannung und geringen Strom, das spricht für eine hohe Impedanz. In Strahlermitte ist beim Halbwellenstrahler dagegen geringe Spannung und hoher Strom, also geringe Impedanz.
Obwohl die Impedanz für jeden beliebigen Punkt des Strahlers ermittelt werden kann, wird der Speisepunktwiderstand als die Impedanz einer Antenne bezeichnet.
Die Impedanz eines resonanten Strahlers kann durch das Verhältnis von Spannung und Strom an diesem Punkt relativ genau definiert werden. Realtiv desshalb, weil die Umgebungseinflüsse eine nicht zu unterschätzende Rolle spielen. Im Resonanzfall ist dieser Widerstand reel. Außerhalb der Resonanz wird er mit einem induktiven oder kapazitiven Blindanteil belastet.
Anzumerken ist noch folgendes.
Die Antennenlänge eines Monodipols ist aber nicht genau λ/2 sondern mit einem Verkürzungsfaktor behaftet. Das begründet sich erstens mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit in den Drähten gegenüber der Luft und zweitens mit der Annahme von Drahtstärken des Strahlers von 1.5 bis 3.5 mm im Durchmesser.
Das ist die Theorie, sehr wichtig. Aber in der Praxis kann man im Kurzwellenbereich mehr Tolleranz zulassen, denn die Umgebungseinflüsse einer Antenne sind so vielfältig, daß man diese zwar berücksichtigen muß aber bitte nicht mit 3 Stellen nach dem Komma rechnen, Hi.
Interessant ist natürlich die Betrachtung bei Allbandbetrieb auf den Kurzwellenbändern.
Da kommt mir wieder die Frage in den Kopf. Muß denn der Strahler unbedingt auf den Bändern resonant sein? Muß der Strahler unbedingt λ/2 sein?
Meine Antwort lautet nein, denn bei Multibandbetrieb funktioniert das auch gar nicht. Wir haben im Strahlermittelpunkt keine reellen Verhältnisse mehr, der Wirkanteil ist mit kapazitiven und induktiven Blindanteilen behaftet.
Das können wir aber schnell ändern, denn die Resonzverhältnisse auf allen Bändern werden durch Einbeziehen der 'Hühnerleiter' wieder hergestellt. Das Antennensystem muß als Ganzes betrachtet werden, Strahler und Speiseleitung.
Mit einem geeigneten Anpaßgerät lassen sich die Blindanteile herausstimmen und der verbleibende reelle Impedanzanteil auf die heutzutage üblichen 50Ω transformieren.
Und noch etwas positives. Da der Dipol in der Mitte gespeist wird, beide Schenkel also gleich lang sind, ist der Dipol symmetrisch. Das elektromagnetische Feld erstreckt sich zwischen den Dipolschenkeln A/B. Um den Stromkreis zu schließen braucht es keine Erde.
Oberwellen ...
So könnte die Strom- und Spannungsverteilung auf einer in Oberwellen erregten Dipol-Antenne aussehen.
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