ZS6BKW als T-Antenne auf 160m

Meine Eigenbau ZS6BKW nutze ich schon eine Weile sehr zufriedenstellend auf den Bändern von 80 m bis 6 m mit einem LC-Automatiktuner. Damit erschließen sich mir alle Bänder von 80m bis 6m. Was noch fehlt wäre das 160m Band, aber selbst wenn ich auf einer Frequenz gerade noch abstimmen kann, so haben die 2 x 13,75m natürlich symmetrisch gespeist einen katastrophalen Wirkungsgrad. Um genau zu sein, der Wirkungsgrad mit meinem MFJ-993 liegt bei nur 1,5% und die Verluste bei stattlichen 18dB. Die ZS6BKW ist also für 160m viel zu kurz, ein symmetrischer Betrieb ergibt keinen Sinn. Aber man kann die ZS6BKW als T-Antenne auf 160m recht einfach gegen Erde erregen.

ZS6BKW als T-Antenne auf 160m

Ein Gedanke von mir war, ähnlich wie bei einer Inverted-L Antenne, diese ZS6BKW als T-Antenne auf 160m zu erregen. Dazu wurde die Hühnerleiter (Wireman CQ-553) am unteren Ende kurzgeschlossen und eine Messung mit einem Analyzer gegen den 6 m Tiefenerder des Funkmastes unternommen.

ZS6BKW als T-Antenne auf 160m
ZS6BKW als T-Antenne auf 160m – Die Speiseleitung wird zum Strahler, der Antennendraht wird zur Dachkapazität

Gefunden wurde eine Resonanz bei 2,374 MHz gegen Erde. Das ist schonmal brauchbar und in der Nähe des 160m Bandes. Die Resonanz liegt etwas oberhalb, die Antenne ist also elektrisch etwas zu kurz. Sie müsste sich aber über eine verlustarme LC-Anpassung mit meinem Automatiktuner gegen Erde abstimmen lassen.

REsonanz bei 2,4 MHz - ZS6BKW als T-Antenne auf 160m.
Überraschung ! Es gibt eine Resonanz auf 2,374 Mhz mit einem SWR Minimum fast auf der gleichen Frequenz von 1:1,5.

Verluste berechnen

Zuerst wollte ich aber die Anpassungsverluste berechnen, bevor ich weiter Anstrengungen mit einer Umschaltbox unternehme.

Verluste des Anpassnetzwerkes berechnen. - ZS6BKW als T-Antenne auf 160m.
Hochfreqenzrechner DL1ANH [ http://www.dl1anh.darc.de/#Amateurfunk ]

Dazu wurden der X (Blind) und R (Real) Anteil auf der Frequenz 1850 kHz mit der Analyzer Software vom FA-VA3 bestimmt und in den DL1ANH Hochfrequenzrechner eingegeben. Die Anpassung soll von der komplexen Antennenimpedanz auf R=50 Ohm +-X=0 erfolgen, also nach 50 Ohm reell.

Die Software von DL1ANH schlägt zwei LC-Anpassnetzwerke vor, mit fast identischen Übertragungsverlusten (Transmission Loss, TL). Die Tiefpassschaltung war mir wegen der Oberwellenunterdrückung sympathischer.

Die errechneten Werte ergeben ein L von 9,82 µH und ein C von 2250 pF.
Die Verluste der LC-Anpassung betragen 0,264dB, was einen Wirkungsgrad von 94,1 Prozent deutet. Wohlgemerkt nur für das LC-Anpassnetzwerk, nicht für die gesamte Antenne. Das sollte also theoretisch schonmal funktionieren.

Mein LC-Automatiktuner, übrigens ein MFJ-993B, nimmt dann sowieso je nach Frequenz die Kombination aus L und C, die er berechnet hat und welche für die Anpassung am besten geeignet ist. Mir ging es mit den vorangehenden Berechnungen auch darum, nicht einfach irgendetwas anzupassen was dann wegen hoher Verluste gar keinen Sinn ergibt. Würde ich z.B. auf 6 dB TL kommen wäre die Idee gestorben.

Eine Aufzeichnung der Antennendaten mit dem Analyzer und eine Berechnung der Anpassungsverluste erspart Enttäuschungen im späteren Funkbetrieb. Über den Gesamtwirkungsgrad der Antenne sagt das natürlich noch nichts aus.

SWR verlauf - ZS6BKW als T-Antenne auf 160m.
Die ZS6BKW gegen Erde gemessen

Vakuum Relaisbox

Nachdem erste Verbindungen auf 160 m vielversprechend waren, und ich nicht jedes Mal die Antenne umklemmen wollte, ging es an den Bau einer Umschaltbox mit Vakuum Relais. Die Relais kann ich aus der Ferne über eine kleine Siemens Logo steuern.

Schaltbild Relaisbox
Umschaltbox mit Vakuum Relais

Eine fernbedienbare Umschaltbox mit Vakuum Relais schaltet mir die Antenne von normalem symmetrischen Betrieb um in eine Vertikal Antenne. Ohne Versorgungsspannung fallen alle Relais ab und erden die Antenne.

Für 160 m wird das Wireman unten parallel geschaltet und die Antenne gegen Erde erregt. Zu beachten wäre, das die Stationserde auf 160 m zur Antenne gerechnet werden muss. Die Leitung vom Tuner bis zum Tiefenerder gehört zur Antenne, liegt sogar im Strombauch und strahlt dementsprechend ordentlich. Bei mir sind es glücklicherweise nur knapp 2m bis zum Tiefenerder. Sicherheitshalber auch mit reichlich Querschnitt, 50mm² sollten reichen.
Technisch betrachtet fungiert die Hühnerleiter als vertikal Strahler, die zwei Schenkel mit ihren jeweils 13,75 m bilden eine Dachkapazität mit einer Gesamtlänge von 27 m Meter.

Foto Relaisbox
Die Umschaltbox in der Bauphase

Erfahrungen

Erste Versuche auf 160 m als T-Antenne gegen Erde waren noch durchwachsen. Ich wunderte mich schon warum mein Tuner nicht auf die berechneten LC-Kombinationen kommt. Nachdem der noch eingeschleifte Balun entfernt wurde, ging die Sonne auf. Der Balun hatte eine Längsinduktivität von ca. 32 µH und verstimmte mir die Antenne vollständig. Alle Messungen wurden nämlich ohne dem Balun gemacht.

Zusammenfassend kann ich sagen, dass die ZS6BKW auf 160 m als T-Antenne geschaltet sehr gut funktioniert. Wie gut genau kann ich nicht sagen, mir fehlt der Vergleich. Auch wenn auf manchen Frequenzen ein Abstimmen im symmetrischer Betrieb möglich wäre, ist der Wirkungsgrad im Vergleich zur gleichen Antenne als T-Antenne derart schlecht, dass nur als T-Antenne der Betrieb auf 160m sinnvoll ist.

Strahlungsdiagramm
Strahlungsdiagramm: ZS6BKW als T-Antenne auf 160m

Natürlich ist eine T-Antenne als Vertikal-Antenne ein guter Flachstrahler und eignet sich viel besser für DX-Verbindungen als ein Dipol, der bezogen auf die Wellenlänge auf 160m immer zu niedrig hängt. Ein Dipol ballert seine Energie nach oben und ist laut im Nahfeld, bei der T-Antenne ist es umgekehrt, weswegen man im Nahfeld nicht unbedingt der lauteste ist. Dafür sind Nachts die Signale von europäischen Stationen umso beeindruckender.

Blitzschutz und Überspannungen

Die Spannungen bei Gewitter, aber auch bei Wind oder Regen durch statische Aufladung, sind nicht zu unterschätzen. Entladungs-Widerstände direkt an der Hühnerleiter gegen Erde sind ein Muss. Meine anfänglichen 100kOhm wurden bei 100 Watt lauwarm. Aber alles zwischen 2 und 10 MOhm dürfte in Ordnung sein. Ein Blitzschutzadapter mit Gasendladungs-Patrone direkt am Transceiver ist empfehlenswert.

Weiteres Potential

Im Moment betreibe ich die T-Antenne nur an einem 6 m Tiefenerder bei lehmigem Boden. Sicherlich würden einige Viertelwellen Radiale den Antennen Wirkungsgrad noch wesentlich erhöhen. Der Versuch steht noch aus.

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admin

begeisterter Funkamateur seit 1980

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