ZS6BKW Antenne – Wunderantenne für 5 Bänder ohne Traps

Ist die ZS6BKW Antenne eine Wunderantenne?

Die Definition für Wunderantennen könnte lauten:

Wunderantennen sind solche Antennen, über dessen Wirkungsgrad und Wirkungsweise man sich wundern kann.

Und gibt mindestens zwei Möglichkeiten der Verwunderung.

  • Positiv:  „Die Antenne geht wunderbar, das hätte ich so nicht erwartet“.
  • Negativ: „War klar, hätte mich ja auch gewundert“.

Als ZS6BKW Antennen Besitzer bin ich immer wieder positiv verwundert. Denn die ZS6BKW Antenne ist Mehrband fähig mit Multi Resonanzen und das ganz ohne Spulen oder Traps. Also ein Wunderwerk von Antenne, eben eine Wunderantenne. Es gibt sie also doch.

ZS6BKW Antenne - Wunderantenne für 5 Bänder ohne Traps
ZS6BKW Antenne – Wunderantenne für 5 Bänder ohne Traps

Die Antenne hat ein gutes SWR auf mindestens fünf Bändern. Daraus resultierend nur geringe Verluste im Anpassnetzwerk, denn ganz ohne Tuner geht es auch hier nicht. Zum Bandanfang und Bandende steigt das SWR an. Die Resonanzen mit gutem SWR befinden sich nur in der Bandmitte. Dadurch halten sich die Verluste im Antennen-Tuner in Grenzen oder gehen gegen Null. Der im Transceiver eingebaute Tuner wird reichen, vorausgesetzt man hat die Antenne ordentlich auf Bandmitte abgestimmt.

Man kann zwar auch mit einer nicht resonanter Antenne gut funken, aber die Verluste im Anpassnetzwerk sind bei Zufalls Längen unkalkulierbar. Bei einer nicht resonanten Antenne muss der Tuner viel „arbeiten“, also transformieren, und verbraucht einen Teil der Sendeleistung. Der Tuner wird warm, erst recht bei hoher Sendeleistung.

Bei der ZS6BKW ist das auf 5 Bändern nicht der Fall. Darum ist sie empfehlenswert für alle, die nicht mehr als eine Antenne aufhängen können oder mögen. Auch als Inverted-V geht sie sehr gut. Auf 40 m hat sie im Vergleich zum Monoband Dipol Überlänge und ist der „Burner“.

Entstehungsgeschichte der ZS6BKW Antenne

Die ZS6BKW entstand aus der berühmten G5RV Antenne. Die G5RV wurde von Louis Varney, Ende der 1940er Jahre entwickelt. Sie wurde und wird auch heute noch viel verwendet. Leider hat die G5RV ihre Tücken um nicht zu sagen Schwächen, ohne sie schlecht schreiben zu wohlen. Ohne externen Tuner kann man diese Antenne nicht betreiben. Oft hat nur ein einziges Band ein gutes SWR. In vielen Kurzwellen QSO’s wurde mir das bestätigt.

So wurde in den 80er Jahren, das Computerzeitalter hatte längst begonnen, die G5RV Antenne von Brian Austin, G0GSF, ex ZS6BKW, mit dem Computer optimiert. Die elektrische Wirkungsweise, nämlich die Verwendung der symmetrischen Speiseleitung als Transformationsleitung, wurde beibehalten. Die Antennendrähte wurden verkürzt, die Speiseleitung wurde verlängert. Im Ergebnis hatte Brian bessere Resonanzpunkte mit guten SWR gefunden. Die neue optimierte Antenne nannte er dann sinnigerweise ZS6BKW Antenne.

ZS6BKW – Abmessungen und Aufbau

Abmessungen

Die Schenkellängen beträgt 13,75m. Die Länge der Speiseleitung aus 450Ohm Wireman beträgt ca. 12,2m.

ZS6BKW Antenne
ZS6BKW Antenne – Abmessungen 

Antennendraht

Als Antennendraht muss man nichts teures kaufen. Es reicht schon Elektriker Litze  0,75mm H05V .

Ich verwende sehr gerne Bundeswehr Feldkabel Typ „Ackerschnacker“. Unschlagbar günstig und stabil. Das Feldkabel besteht aus zwei verdrillten Drähten. Ein einzelner Draht besteht aus vier Kupferlitzen und drei Stahllitzen. Eine gute Mischung aus Zugfestigkeit und Leitfähigkeit. Die Isolierung ist sehr leicht und scheinbar unverwüstlich. Das Zeugs ist Ideal für Drahtantennen.

Bundeswehr Fernmeldeleitung, auch Ackerschnacker genannt, bekommt man sehr preiswert auf 800m Trommeln
Bundeswehr Fernmeldeleitung, auch Ackerschnacker genannt, bekommt man sehr preiswert auf 800m Trommeln

Natürlich kann man auch  DX-Wire Antennendraht verwenden, das sind super Drähte, sind halt teurer. Aber bitte keine reinen Stahllitzen verwenden. Wenn schon, dann bitte auch in der Stromzufuhr zum Transceiver. Hier würde doch keiner auf die Idee kommen, oder?

Hühnerleiter

Die obigen Abmessungen sind für 450 Ohm Wireman Kabel. Aber Vorsicht, es gibt verschiedene Typen von Wireman Leitungen.

  • CQ-552, 450Ω Innenleiter starr     ( nicht empfehlenswert, kann brechen)
  • CQ-553, 450Ω Innenleiter flexibel ( empfehlenswert )
  • CQ-562, 300Ω Innenleiter flexibel ( Eignung für ZS6BKW nicht geprüft)

Der Verkürzungsfaktor für alle drei Typen liegt bei 0,905

Will man sich die Hühnerleiter selber bauen, sollte man die vorgegebene Länge von 12,2m für CQ553, entsprechend dem Verkürzungsfaktor der Eigenbau Hühnerleiter anpassen.

Gerade eben habe ich noch was Interessantes bei Robert, DJ3KJ, gesehen, als Alternative zur Wireman Leitung. Allerdings muss man sich im Klaren sein, dass nichts über eine Luft isolierte Eigenbau Hühnerleitung geht. Luft hat immer die geringsten Verluste als Isolator. Aber in besonderen Fällen kann es notwendig sein Kompromisse zu machen. Mit dieser Leitung eine ZS6BKW zu bauen, kann funktionieren, muss aber nicht, denn die Funktion der Multi-Band Resonanzen der ZS6BKW, ist fixiert auf den Verkürzungsfaktor der 450 Ohm Wireman Leitung. Der Verkürzungsfaktor der Illuminationsleitung ist bis jetzt nicht bekannt.

H05RNH2-F 2 X 1,5 qmm  [ Bildquelle: © DK3KJ | https://lc-koppler.jimdo.com ]

Isolatoren

DX-WIRE

Wenn die Antenne leicht und unauffällig erscheinen soll, sind DX-Wire Isolatoren die erste Wahl. Diese sind UV-fest, stabil, und vertragen einige Kilovolt.

DX-Wire Isolator - Klein leicht und beinahe unsichtbar
DX-Wire Isolator – Klein leicht und beinahe unsichtbar 
[ Bildquelle: © dx-wire | www.dx-wire.de ]

Weidezaun Bedarf

Aber auch der Weidezaun Bedarf bringt günstige Isolatoren auf den Markt. Für Großgrundbesitzer lohnen sich 30 Stück Isolatoren für 7,50 Euro inkl Versand.

Abspann Seil

Beim Seil kann man tatsächlich viel falsch machen, deswegen hier etwas ausführlicher. Wer hier spart und billigen Kram verwendet wird seine Antenne nach geraumer Zeit auf dem Boden finden. Alles was als Wäscheleine und Polyamidseil verkauft wird, ist für uns unbrauchbar.

Wir brauchen hohe Zugfestigkeit, geringe Dehnung bei  Nässe, sowie UV-Festigkeit. Und möglichst unauffällig sollte es auch noch sein. Ich habe bei mir 3mm Dyneema Seil verbaut, es ist wohl das Beste was man an technischen Seilen im Moment bekommen kann. Diese 3mm sind für Antennenbau mit leichten Drähten absolut ausreichend. Ich zitiere aus der Werbung von Kanirope:

Dyneema Seil PRO von Kanirope – äußerst reißfeste und extrem dehnungsarme Leine. Gute Scheuerfestigkeit, hohe UV-Stabilität, sehr lange Haltbarkeit, geringes Gewicht, Flexibilität und die Spleißbarkeit machen dieses Seil unersetzlich für die unterschiedlichsten technischen Anwendungen. Dyneema Seil PRO lässt sich optimal anstelle von Stahlseilen einsetzen und ist die erste Wahl bei allen Anwendungen mit extremen Lasten.

Dyneema ist chemisch gesehen eine hochfeste Polyethylen-Faser (PE), es handelt sich dabei um hochverstrecktes UHMPE (Ultra Hoch Molekulares Polyethylen). Die Dyneema Faser ist um 40% stärker als Aramidfaser, um 60% stärker als Kohlefaser und Glasfaser, fast 5- mal stärker als Polyamid, Polyester und Polypropylenfaser, sowie um bis zu 15-mal stärker als gewöhnliches Stahl.

Das hört sich nicht nur gut an, das Seil hält auch das was es verspricht, im wahrsten Sinne des Wortes.

Antennen Mast

In gewissen Fällen ist ein Mast notwendig, nämlich dann, wenn man die ZS6BKW nicht frei aufhängen kann. Das könnte bei portabel Betrieb der Fall sein, oder wie bei mir, wenn die Antenne auf einem Flachdach aufgestellt wird. Bundeswehr Steckmasten mögen hier geeignet sein, waren mir aber auf Dauer optisch zu auffällig. Unbehandelt zeigten neue Mastsegmente bereits nach einem Jahr Verschleiß Erscheinungen. Das GFK Material „blüht“ aus und Feuchtigkeit dringt ein. Meiner Meinung nach nicht für den dauerhaften Einsatz geeignet, außer sie bekommen vorher eine Spezial Lackierung. Wer hat da Erfahrungen gemacht?

So habe ich den Bundeswehr Steckmast abgebaut und einen DX-Wire Heavy Duty 10m GFK Mast installiert. Mast ist ja fast übertrieben, die Stange ist grau lackiert und bildet zum Himmel keinen starken Kontrast, ist also Nachbarschaft freundlich.

10m GFK Mast, in besonders stabiler Ausführung [Bildquelle: © dx-wire | dx-wire.de]
10m GFK Mast, in besonders stabiler Ausführung [ Bildquelle: © dx-wire | www.dx-wire.de ]

Für die Stange habe ich ein Haltegestell aus Aluminium gebaut, was mit Gewichten beschwert wird. Wichtig ist die Fixierung der einzelnen Elemente. Ich entschied mich für selbst schneidende Edelstahlschrauben die ich vorher in Silikonkleber tauchte. Die Schrauben wurden mit dem Akkuschrauber ein gedreht. Der Mast hat schon vier Jahre lang schwere Stürme überstanden, und ist mechanisch immer noch gut in Schuss.

ZS6BKW Antenne an einem symmetrischen Tuner

Man kann mit dem Ende der Wireman auch direkt auf einen symmetrischen Koppler gehen, denn es handelt sich ja um eine symmetrische Antenne.Dann wird aus der 5-Band Antenne eine Allbandantenne, denn ein symmetrischer Tuner kann in der Regel große Impedanzbereiche abstimmen. Welche Bänder noch funktionieren und welche nicht, hängt letztlich vom Koppler ab. 160m wird in der Regel nicht mehr funktionieren, dafür ist die Antenne einfach zu kurz.

ZS6BKW Antenne an einem symmetrischen Tuner
ZS6BKW Antenne an einem symmetrischen Tuner

ZS6BKW mit Balun für undefinierte Impedanzen

Wer die Antenne am Ende der Wireman Leitung mit Koaxial-Kabel speisen möchte, sollte es so kurz wie möglich halten. Der Grund ist, es wird über das Kabel abgestimmt und dann ist die Impedanz nicht immer 50Ohm reell, was dann zu Verlusten führt. Zwischen dem Wireman- und dem Koaxial Kabel wird ein Balun benötigt. Und hier kommt nur ein Balun Typ in Frage, ein „Balun für undefinierte Impedanzen“, kein 1:4 oder 1:1 Balun oder was auch immer.

Balun für undefinierte Impedanz
Balun für undefinierte Impedanz

Das heißt, ein Balun für alle Impedanzverhältnisse, egal ob hoch oder niederohmig, egal ob induktiv oder kapazitiv, eben undefiniert. Der Balun für undefinierte Impedanzen erzwingt eine Symmetrie ohne zu transformieren. Dieser Balun besteht aus zwei isolierten Drähten, wenn er Leistung vertragen soll am besten mit Teflon Isolation, die eng aneinander parallel über den Kern gewickelt werden. Ich kann mich mit Kupferlackdraht wenn es um Leistung geht nicht anfreunden. Damit sich der Ein und Ausgang gegenüber liegen wird ab der Hälfte des Kerns zur anderen Seite gewechselt, was aber elektrisch keine Bedeutung hat. Wie das alles genau funktioniert steht beim OM Wolfgang Wippermann † (sk am 29.05.2018). Dort kann man sich auch gleich preiswerte Balun Bausätze bestellen, günstiger als Balun und Teflon Draht einzeln zu beziehen.

ZS6BKW mit Balun für undefinierte Impedanzen
ZS6BKW mit Balun für undefinierte Impedanzen

ZS6BKW Antenne mit Kellermann Balun

Es eignen sich auch noch andere Balun Typen sehr gut, wie zum Beispiel ein Kellerman Balun. Sehr zu empfehlen wenn man Leistung macht. Bei mir geht die Wiremann der Antenne direkt auf den Kellerman Balun und dort mit kurzer Leitung direkt auf die Expert PA, alles mit RG142 Teflon Kabel.

Kellerman Balun mit RG142 Teflon Kabel
Kellerman Balun mit RG142 Teflon Kabel

Der Eingebaute LC-Tuner der Endstufe stimmt mir die Antenne ab und merkt sich die Abstimmung. Band und Frequenzwechsel benötigen keinen Antennenabgleich. So ist bei mir ein vollautomatischer Betrieb möglich. Der Kellermann Balun hat durch seine Größe mit den vielen Kernen eine sehr hohe Sperrdämpfung, sprich Mantelwellenunterdrückung.

ZS6BKW Antenne mit Kellermann Balun
ZS6BKW Antenne mit Kellermann Balun

ZS6BKW mit Automatik Tuner

Komfortablen Allbandbetrieb kann man auch mit einem Automatik Tuner im Shack oder per Remote erreichen. Da die Antenne schon Multi-Resonanzen besitzt, muss der Tuner nur auf den nicht resonanten Bändern bzw. bei den resonanten Bändern nur an den Bandenden wirklich arbeiten. Den hohen Wirkungsgrad dieser Kombination spürt man am meisten auf 80 und 40 und 20m Meter. Diese Variante haben wir bei unserem OV-Kollegen DK3ME installiert,  der jetzt wieder mit den größten Stapel an QSL Karten zum OV-Abend bringt.

ZS6BKW mit Automatik Tuner
ZS6BKW mit Automatik Tuner

Balun – welcher ist der richtige?

Wichtig ist, es sollte kein transformierender Balun verwendet werden weil das SWR auf 5 Bändern sich in der Nähe von 1:1 befindet und die Impedanz nahe 50 Ohm ist. Auch keinen Typ 50:50 Ohm Balun verwenden, weil diese Impedanz nur auf der Sender Seite sicher ist. Am besten, ich wiederhole mich, ein Balun für undefinierte Impedanzen, aus zwei Teflon Drähten oder mit Koaxialkabel nach W1JR oder ein Kellerman Balun.

Abgleich der ZS6BKW Antenne

Die ZS6BKW-Antenne habe ich nun schon öfters aufgebaut, als Inverted-V und gestreckt. Dabei habe ich an den Antennendrähten, der Schenkellänge, keine Änderungen vorgenommen. Die Abstimmung erfolgte immer am unteren Ende der Wiremann Leitung und gestaltet sich sehr einfach. Dazu lasse ich die Speiseleitung anfangs immer etwas länger, um mich mit dem Antennen-Analyzer heran zu tasten.  Man sieht den Resonanzpunkt kommen und kann selbst entscheiden auf welcher Frequenz er exakt liegen soll.

Resonanz 20m Band

Leistung meiner Eigenbau ZS6BKW Antenne

Bandbestes SWRResonanz in MHzEinschätzungDiagramm
160m-keine ResonanzMit externen Tuner sehr mittelmäßig bis schlecht.
80m3,653,56 MHzSehr Gut. Einem Monoband Dipol leicht Unterlegen bis gleichgestellt. Zu kurz auf diesem Band, Tuner notwendig.
40m1,477,06Sehr gut. Top Rapporte auch ohne PA. Einem Monoband Dipol ebenbürtig oder leicht überlegen,
30m-keine ResonanzMit externen Tuner sehr gut
20m1,0514,220Sehr gut.
17m1,1818,102Gut.
15m-keine ResonanzMit externen Tuner brauchbar.
12m3,024,98Mit externen Tuner brauchbar.
10m1,2529,20Mit externen Tuner brauchbar.
6m1,4652,2Mittelmässig bis schlecht. Antenne ist hier einfach zu lang.
2m1,32144,68Tatsächlich gibt es auch auf 2m noch eine Resonanz. Mit der Antenne lässt es sich auf der OV Freqenz als Notbehelf auch gut funken, aber das Strahlungsdiagramm ist sehr bescheiden.

Bilder vom Aufbau meiner ZS6BKW Antenne

Abgleich  meiner ZS6BKW Antenne

Thilo

begeisterter Funkamateur seit 1980

2 Gedanken zu „ZS6BKW Antenne – Wunderantenne für 5 Bänder ohne Traps

  • 2. Juli 2018 um 9:30
    Permalink

    Thilo,
    wenn du die Chance hast, die HL deiner ZS6BKW bei 2.95m oder 9.40m anzuzapfen, sollte 15m gehen.
    DF9ZO Transmission-Line-Calculator

    Cable : Wireman Ladder Line 553 / 450 Ohm / VF=0.91

    Frequencies : – – 21.200 – – – – –
    Ant.-Imp. : – – 1830-j2430 – – – – –

    Cable-Length
    2.500 41-j105
    2.650 40-j71
    2.800 39-j38
    2.950 39-j5
    3.100 39+j27
    3.250 40+j60
    ..
    8.800 43-j136
    8.950 41-j101
    9.100 40-j67
    9.250 39-j34
    9.400 39-j1
    9.550 39+j30
    9.700 40+j63

  • 17. Juli 2018 um 15:55
    Permalink

    Ich hatte bisher eine Drahtantenne 2 x 21m als Antenne für die KW-Bänder 80 – 10m montiert. Da bei dem Abgleich des 40m und 20m Bandes mit meinen Annecke-Koppler immer Störungen innerhalb des Hauses aufgetreten sind ( Piepsen des Telefons u.s.w.) rückte Thilo, DL9NBJ mit seinen FA-VA3 Antennenanalysator an um abzuklären, ob meine Drahtantenne nicht zu hochohmig ist, und siehe da sie war es (in der Spitze ca. 2,2 K.-Ohm).
    Wir kamen dann darauf aus der Langdrahtantenne eine ZS6BKW aufzubauen. Das ging problemlos, da wir alle Längen strikt eingehalten haben und nur beim Abgleich der ZS6BKW die Wireman stückweise verkürzen mussten um die besten Werte zu erhalten.
    Die ZS6BKW funktioniert einwandfrei. Im Gegensatz zu der über 40m langen Drahtantenne, kann ich die ZS6BKW optimal mit meinen Annecke-Koppler abgleichen, da die ZS6BKW jetzt breitbandiger geworden ist als die alte Antenne. Das SWR liegt bei den Bändern 80, 30, 17, 15 und 10m bei 1,5 und bei den Bändern 40 und 20m bei 1,0.

    Die ZS6BKW funktioniert viel besser als die alte 40m lange Drahtantenne, da ich jetzt Länder erreiche, die ich früher nicht erreicht habe z.B. Oman, Katar, VAE, Kenia!

    Thilo, vielen Dank für die Mühe und die perfekte Arbeit!

    vy 73 de Wolfgang, DL1NWK

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