Selbstbauantennen - Kreative Lösungen für Funkamateure

Einfache Drahtantennen ohne großen Werkzeugaufwand

Machen wir uns nichts vor: Richtantennen mit mehreren Elementen und Vertikalstrahler, womöglich noch mit Sperrkreisen, Magnetantennen und dergleichen erfordern fortgeschrittene Kenntnisse und Erfahrungen in der Metallbearbeitung, sowie einen umfangreichen Werkzeug- und Gerätepark. Abgesehen von einer klassischen Groundplane, einem einfachen Vertikalstrahler oder einer HB9CV für UKW - allein mit einem halbwegs gut gefüllten Werkzeugkasten lässt sich hier nicht mehr allzu viel ausrichten. Ganz im Gegensatz zum DIY von Drahtantennen.

Individuelle Lösungen ohne großen Aufwand

Zum Selbstbau von Drahtantennen sollte man sich fragen, was man erreichen möchte. Lohnt es sich, ein im Handel erhältliches Produkt im Selbstbau zu erstellen? Eine gleichwertige, selbst gebaute Drahtantenne ist so zwar durchaus machbar, aber deutlich preiswerter als ein kommerziell hergestelltes Produkt wird sie bei hohen Ansprüchen an die Fertigungsqualität kaum. Das primäre Motiv zum Selbstbau ist oftmals eher die Konstruktion im Handel nicht erhältlicher Antennenformen. Selbst wenn eine individuelle Lösung etwas teurer wird, kann sie mitunter der einzige Weg sein, um QRV zu werden. Des Weiteren sind die eingeschränkten, räumlichen Verhältnisse eines kleinen Grundstücks Motivation zum Selbstbau einer individuellen Drahtantenne. An das dazu erforderliche Werkzeug und die handwerklichen Fähigkeiten stellt der Selbstbau von Drahtantennen keine allzu großen Ansprüche.

Materialien, Techniken und Tipps für langlebige Konstruktionen

Die folgenden Hinweise sind generell für den Selbstbau aller Drahtantennen anzuwenden. Handelsübliche Antennenlitze für den Amateurfunk bestehen aus Kupferbronzelitze oder Stahl/Edelstahl mit einer klaren PVC-Isolierung. Die Kupferbronzelitze hat gegenüber der Stahllitze eine geringere Zugfestigkeit, ist aber wesentlich flexibler und lässt sich gut weichlöten. Ihre Zugfestigkeit genügt für unsere Zwecke allemal. Die Stahllitze ist für die Zugbelastung langer Drahtantennen ausgelegt und besteht aus wenigen und dickeren Adern, wodurch sich das Material recht widerspenstig verhält. Darüber hinaus gibt es hochwertige Antennenlitzen mit Stahlseele und versilbertem Kupfergeflecht, sowie eine extrem witterungs- und UV-festen Isolierung mit Teflon-ähnlichen Eigenschaften. Für erste Versuchsaufbauten relativ kurzer Drahtantennen für die höheren Bänder ist vorerst auch eine einfache Schaltlitze mit einem Querschnitt von 1,5² geeignet.

Die Zugentlastungsschleifen an Mitten- und Endisolatoren gehen bei isolierter Antennenlitze in die Gesamtlänge der Antenne mit ein. Blanke Antennenlitze bildet an dieser Stelle einen Kurzschluss, sodass nur die einfache Länge der Zugentlastungsschleife in die Gesamtlänge eingeht. Zum Fixieren der Antennenlitze an den Zugentlastungsschleifen und an den Endisolatoren sind Kastenklemmen aus Edelstahl die erste Wahl. Die Muttern sollten immer zuerst mit der Hand handfest und anschließend den letzten Schlag mit einem Maulschlüssel angezogen werden. Stahllitze sollte grundsätzlich mit der Kneifzange, jedoch niemals mit dem Seitenschneider durchgetrennt werden. Letzterer bekommt davon alsbald „Karies“.

Gelötete Anschlüsse an Drahtantennen waren in früheren Zeiten verpönt und diese Ansicht hat sich noch lange gehalten. In absolut witterungsfesten Anschlussgehäusen haben Klemm- und Schraubanschlüsse ihre Berechtigung. Aber stellen Sie sich vor, wenn Sie ein ab isoliertes Ende der handelsüblichen PVC-isolierten CU-Antennenlitze in den Schaft eines Kabelschuhs stecken und lediglich quetschen oder crimpen. Die Zugentlastung durch den Steckerschaft mag ausreichen, aber was passiert dahinter an der Kontaktstelle zur CU-Litze, von einer verzinkten Stahllitze ganz zu schweigen? Korrosion und ein alsbaldiger Übergangswiderstand sind die unvermeidliche Folge. Der Rat, Antennenlitze nicht zu verlöten, stammt aus der einstigen Rundfunkzeit, als jeder für sein Mittelwellenradio eine L-Antenne aus starrer Kupferbronzelitze über der Straße oder dem Garten hängen hatte. Eine direkt angelötete Ableitung hielt nicht lange und brach, durch die ständige Bewegung der Antenne, an der Lötstelle immer wieder ab. Deshalb war an dieser Stelle immer ein Verdrillen angesagt. Wenn die Anschlussstelle zugentlastet fixiert wird, ist das Löten und die anschließende Versiegelung mit Zaponlack oder Plastikspray die elektrisch bessere Lösung. Diese Methode hat sich bewährt. Derart behandelte Lötstellen sehen nach einigen Jahren im Freien immer noch so aus wie am ersten Tag. Steck- oder Quetschkabelschuhe immer erst anlöten und dann aufstecken oder anschrauben. Umgekehrt wird die Lötstelle durch die Wärmeableitung nicht heiß genug. Das Ende der Antennenlitze am Kabelschuh muss zugentlastet und unbeweglich fixiert sein. Abschließend wird die Lötstelle mit Zaponlack oder Kunststoffspray versiegelt. Immer nur mit dem Pinsel auftragen oder den Kabelschuh selbst abkleben! Sonst zieht der Lack mit isolierender Wirkung zwischen die Kontaktflächen ein! Auch Schrumpfschläuche sind an dieser Stelle zum Schutz vor den Witterungseinflüssen gut geeignet. Isolierband ist nicht zu empfehlen, UV-feste, schwarze Kabelbinder sind die bessere Alternative.

Der Monobanddipol

Längenberechnung eines Monobanddipols

Die in der Literatur angegebenen Längenmaße beruhen auf Berechnung oder sind die Resultate von Versuchsaufbauten, deren Umgebungseinflüsse nicht reproduzierbar sind. Vorab berechnete Längenwerte sind als vorläufige Richtwerte anzusehen. Hier zwei Arbeitsformeln zur Berechnung der vorerst noch unverkürzten Halbwellen- und Viertelwellenlängen:

• Halbwellenlänge (m): $\frac{{\mathrm{\lambda }}^{}}{2}=\frac{{150}^{}}{\mathrm{f\; (MHz)}}$
• Viertelwellenlänge (m): $\frac{{\mathrm{\lambda }}^{}}{4}=\frac{{75}^{}}{\mathrm{f\; (MHz)}}$

So gelingt der perfekte Abgleich

Im Idealfall ist das Ziel des endgültigen Abgleichs, das Minimum des Stehwellenverhältnisses entweder in Bandmitte, zum Beispiel auf die Grenze zwischen CW- und SSB-Bereich oder in die Mitte des bevorzugten Bandsegments zu bekommen, in dem man überwiegend QRV ist. Man kann nicht erwarten, dass eine selbst gebaute (oder auch fertig gekaufte) Dipolantenne auf Anhieb „spielt“. Meistens kommt man um einen genauen Abgleich nicht herum. Je nach Aufbauhöhe und weiteren Umgebungseinflüssen ist mit einem Verkürzungsfaktor von 0,98 bis 0,95 zu rechnen, um den die theoretisch erforderliche Länge des Dipols verkürzt werden muss. Hängen Sie den vorerst unverkürzten Dipol auf und fangen Sie mit einem SWV-Messgerät, besser und einfacher noch, mit einem SWV-Analyzer, anzumessen. Jetzt können Sie in kleinen, jeweils gleich großen Schritten den Dipol an beiden Enden einkürzen und den Abgleichvorgang über den Verlauf des Stehwellenverhältnisses kontrollieren, bis Sie das beste SWV im gewünschten Bandsegment erreicht haben.

Richtwerte zum Abgleich von Dipol-Antennen

Hühnerleiter-Dipol: Der vielseitige Allbandstrahler

Selbstverständlich hat jeder Dipol beliebiger Länge eine Eigenresonanz, die beim sogenannten „Hühnerleiterdipol“ aber nicht zwangsläufig innerhalb einer der Amateurfunkbänder liegen muss. Deshalb kann man diese Dipole als nicht resonante Strahler bezeichnen. Das funktioniert jedoch nicht mehr bei der Speisung über ein Koaxialkabel. In diesen Fällen muss der Dipol über eine abgestimmte, symmetrische Zweidrahtleitung gespeist werden. Der Dipol und die Zweidrahtleitung bilden ein Gesamtsystem, welches am unteren Ende der Zweidrahtleitung durch einen symmetrischen Antennenkoppler auf Resonanz und Anpassung bei 50 Ω abgestimmt wird. Mit dieser Anordnung erhält man eine Dipolantenne, die über einen weiten Frequenzbereich über mehrere Amateurfunkbänder hinweg abstimmbar ist.

Mit minimalem Aufwand zum Vertikalstrahler aus Antennenlitze

Endfed-Antennen: Breitbandige Alleskönner – einfache Konstruktion, große Wirkung

Die aktuellen Endfed-Antennen mit ihrer breitbandigen Anpassung über einen 1:49-UNUN-Übertrager sind quasi die Renaissance der altbekannten Fuchsantenne, welche jedoch damals mit einem selektiven Parallelschwingkreis arbeitete. Die Gemeinsamkeit liegt in der hochohmigen Ankopplung am Ende des Halbwellenstrahlers (oder einem Vielfachen davon). Der Vorteil der modernisierten Version ist die breitbandige Anpassung für mehrere Bänder, wodurch eine Umschaltung und eine fernbediente Abstimmung entfällt. Insbesondere der mechanische Vorteil der Einspeisung am Antennenende, hat die Endfed-Antennen so populär gemacht. So lässt sich das speisende Koaxialkabel gegenüber Dipolen oder Windom-Antennen, in vielen Fällen einfacher und unauffällig verlegt, in das Haus führen.

Wetterfeste und langlebige Schutzgehäuse

Jetzt noch ein paar Tipps zum Selbstbau und der Unterbringung von BALUN-Übertragern mit den aktuell gefragtesten Übersetzungsverhältnissen 1:1, 1:4, 1:6 und UNUN-Übertragern 1:9 und 1:49 in einem Schutzgehäuse. Weniger das Wickeln der Ringkernübertrager ist im DIY das Problem. Die größere Herausforderung sind die Anforderungen an ein selbst gebautes Schutzgehäuse, wie da wären: leicht, nicht zu groß und klobig, bruchfest, witterungsfest, spritzwasserfest, wasserdicht, UV-fest? Mit einer Abzweigdose, zur Zugentlastung unter einen „Fritzelknochen“ (Endisolator) geschraubt und zur Abdichtung mit „weiß nicht was“ zugekleistert, ist das nicht zu „wuppen“. Auch hochwertigere Installationskästchen aus Leichtmetall, mit Dichtungseinlage im Deckel, saufen ohne eine Entlüftungsöffnung mit Tropfrand an der Unterseite, früher oder später ab. Denn: „Ganz geschlossen ist meistens noch nicht dicht“. Wenn nicht gleich Regenwasser von außen eindringt, passiert zumindest Folgendes: Tagsüber in der Sonne erwärmt sich die Luft im Kästchen, sie dehnt sich aus und entweicht nach draußen. Es entsteht ein Unterdruck, der nachts bei Abkühlung ein Ansaugen der jetzt feuchten Umgebungsluft bewirkt. Die Feuchtigkeit kondensiert im Gehäuse und sammelt sich mit der Zeit an, weil sie im flüssigen Zustand nicht so leicht wieder entweichen kann. Besser als das Bemühen, ein solches Gehäuse dicht zu bekommen, ist deshalb im DIY die nach unten vollständig offene „Becherbauweise“. Montieren Sie den Rinkernübertrager oder auch nur den direkten Anschluss des Koaxialkabels am Boden eines becherförmigen Behälters. Denken Sie an die Zugentlastung des Koaxialkabels mittels einer per Kabelbinder fixierten Schleife am Gehäuserand. Sind alle Anschlüsse verlötet, sprühen Sie das Innere dieses Anschluss- oder BALUN-Schutztopfes mit Plastikspray aus. Nach der Montage muss nur noch sichergestellt sein, dass dieser Topf mit der Öffnung stets nach unten montiert ist oder hängen bleibt. Diese Lösung des Problems ist einfach, preiswert und effektiv!

Einfache Projekte für Einsteiger mit großer Wirkung

Sie müssen nicht zwangsläufig der große Handwerker sein. Wenn Sie nicht gerade die sprichwörtlichen „zwei linken Hände“ haben, können auch Sie die grundlegenden Versionen der Drahtantennen im Selbstbau anfertigen. Versuchen Sie es einfach, fangen Sie mit einer Drahtantenne in Leichtbauweise für den Portabelfunk im Urlaub oder für den nächsten Fieldday an. Wenn Sie „auf den Geschmack“ gekommen sind und erfahren haben, wie man mit relativ wenig Aufwand viel erreichen kann, dann machen Sie weiter! Hier können Sie noch eine individuelle Antenne selbst bauen, die ggf. gar nicht fertig zu kaufen ist und im Optimalfall in der Fertigungsqualität mit einem kommerziellen Produkt mithalten kann.

Bastelkiste leer? Alles für Ihr nächstes Antennenprojekt!

Und wenn der Inhalt Ihrer Bastelkiste nicht alle erforderlichen Materialien hergibt: Was Ihnen noch fehlt, das finden Sie in den Kategorien unseres umfangreichen Sortiments. Hier finden Sie selbstverständlich auch als fortgeschrittener Semi-Profi alles an Material und Zubehör bis hin zu so anspruchsvollen Projekten wie dem Selbstbau einer Mehrelement-Richtantenne.

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Alle Fotos: Alfred Klüß, DF2BC

September 24, Alfred Klüß, DF2BC