von © Matthias, HB9TPN
Schon lange träumte ich von einer handlichen verkürzten Antenne für meine SOTA Aktivitäten (Summit On The Air). Gerade auf ausgesetzten SOTA Gipfeln mit wenig Platz wird es meistens zu einer grossen Herausforderung, eine 20m Draht Antenne auszulegen bzw. einen kleinen Masten aufzustellen.
Bild 1: SOTA Gipfel Illhorn / Kanton Wallis, SOTA Referenz HB/VS-216
Für SOTA Aktivitäten verwende ich einen Elecraft KX3 Transceiver im QRP Betrieb. Dazu gäbe es eine schicke kurze Antenne für das 20m-Band (AX-1) und mit Verlängerungsspule auch für das 40m-Band (AXE-1). Der effektive Strahler dieser Antenne ist ca. 1.15m lang und wird mit einem Drahtradial als Gegengewicht betrieben.
Für diese Antennen-Kombo, welche nichts anderes als eine Whip-Antenne ist, müsste man jedoch ziemlich tief in den Geldsack greifen und die verkürzte Antenne für das 20m-Band mit 40m-Band Verlängerung kosten in der Schweiz rund CHF 220.- (ohne Stativ). Trotz vollmundiger Ankündigungen der Funkhändler über die Lagerhaltigkeit waren die Antennen auf absehbare Zeit nicht zu bekommen. Und im nächsten Winter wollte ich dann auch keine SOTA Antenne mehr haben, wenn die Saison für mich vorbei ist.
Kurz überlegt und nachgedacht, kam ich zum Schluss, dass der Bau einer verkürzten Antenne (Whip) für den SOTA Betrieb sicher kein «Hexenwerk» sein wird. Die Konsultation meiner Tools, Bücher und Frau Google brachte schnell an den Tag, dass diese Fragestellung schon längst von anderen klugen Köpfen gelöst wurde.
Meine Vorgaben waren klar: Der effektive Strahler sollte ausgezogen maximum 1.20m lang sein, muss jedoch zusammenschiebbar sein. Die Verlängerungsspulen müssen austauschbar sein (eine für das 20m-Band und eine für das 40m-Band). Damit war klar, dass es eine Teleskopantenne als Strahler sein wird.
Die Verlängerungsspulen mussten vorgängig berechnet und ggf. optimiert werden. Ich startete mit der 20m-Band Antenne (die 40m-Band Variante muss noch warten). Die Konsultation von Internet und Fachliteratur (Janzen, Gerd (1986), Kurze Antennen, Stuttgart) ergaben sehr ähnliche Werte der Verkürzungsinduktivität für das 20m-Band. Auch die Simulation der Antenne mit EZNEC ergab ein vielversprechendes Resultat.
Als Spulenkörper verwendete ich ein KIR M20 Rohr (Aufputz Rohr, PVC) aus der Landi meines Vertrauens. Den 0.6mm Kupferlackdraht hatte ich noch in meiner Bastelkiste vorrätig. Die Teleskopantenne kaufte ich in Amazonien für ein paar Franken. Diese ist mit einem kleinen Kniegelenk sehr gut schwenkbar.
Bild 2: Teleskopstrahler 1.20m lang mit Kniegelenken
Dazu spendierte ich 2 BNC Einbau- Buchsen/Stecker zum Anschluss an Transceiver und Teleskopstrahler. Das Internet sagte mir eine Induktivität von 9.1uH voraus. Die Berechnungen nach Gerd Janzens Formeln (siehe oben) ergaben eine Induktivität von 10.5uH.
Auch die Simulation mit EZNEC ergaben in etwa dieselben Werte, was mich zuversichtlich stimmte, dass die verschiedenen «Vorhersagen» korrelierten. Durch die Dimension meines vorgesehenen Spulenkörpers, der Drahtdicke und die zu erwartende Induktivität startete ich mit 25 Windungen.
Bild 3: 20m-Band Verlängerungsinduktivität
Die Simulationen mit EZNEC ergaben mit einer 12uH Bottom-Induktivität, einem 1.20m langen Strahler und einem 5m langen Drahtgegengewicht ein passables SWR im 20m-Band. Es gilt zu beachten, dass die Antenne nicht ohne Antennentuner betrieben werden kann. Zudem ist das Strahlungsdiagramm und das SWR auch abhängig von der Länge des Drahtgegengewicht.
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Bild 4: EZNEC Simulation von SWR, 3D FF-Plot und 2D FF-Plot mit realer Umgebung
Die Messungen an der realen Antenne mit meinem nanoVNA (Antennenanalyzer) ergaben, dass die Induktivität zu gross war und die Resonanzfrequenz für das 20m-Band zu tief war. Nach mehrmaligem optimieren war ich dann bei 21 Windungen angelangt, was ca. eine Induktivität von 8uH ergibt. Was ich nicht beachtet hatte, waren die parasitären Effekte mit BNC Stecker/Buchsen, Anschlüssen, keine richtige Luftspule, etc.
Noch nicht ganz fertig mit der Antenne musste ich jedoch auf meinem urbanen Balkon meine neue SOTA Antenne ausprobieren und rief CQ in CW. Mit grosser Freude erhielt ich nach kurzer Zeit schon die ersten Reverse Beacon Network Spots.
Und das von einem absoluten nicht idealen QTH und mit einer 1.20m Teleskop Antenne!
Bild 5: RBN Spotts für HB9TPN mit 20m-SOTA Kurzantenne
Für SOTA sollte das funktionieren – mission accomplished.
Der Materialwert liegt für diese 20m-Band Antenne bei ca. CHF 26.- (anstatt CHF 140.- für die AX-1).
Für die 40m-Band Antenne sind es dann nur noch ca. CHF 10.- (anstatt CHF 80.- für die AXE-1). Das Gewicht liegt bei ca. 250 Gramm mit einer Packlänge von 25cm. Ein geeignetes Stativ kann bei Ali für CHF 20.- bestellt werden.
Zu beachten gilt folgendes:
- Die Antenne kann nicht ohne Antennentuner betrieben werden. Der Einfluss der Umgebung und der verwendeten Drahtlängen ist hier gross.
- Bei Frequenzwechsel von wenigen kHz ist jeweils ein neues Abstimmen notwendig.
- Die Teleskopantenne sollte mechanisch stabil montiert werden (z.B. mit einem kleinen Stativ)
- Die Antenne sollte nicht berührt werden (weder beim Senden noch beim Empfangen). Die Berührung der Antenne beim Senden, selbst im QRP-Betrieb, kann zu unangenehmen Erfahrungen (elektrischer Schlag) führen.
Links:
- Online Rechner für verkürzte Antennen: Rechner: verkürzte Vertikal Antenne | DF7SX.de
- Online Rechner für Luftspulen: [ekalk] Entwicklung einer einlagigen Luftspule
- Elecraft AX1: AX1_AX1 Multi-Band Whip Antenna – Elecraft
Und dann noch dies: Der Autor gibt gerne Hilfe und Auskunft beim Bau deiner verkürzten Antenne. Erfahrungsberichte von weiteren Whip Bauten sind sehr willkommen!
Der Autor lehnt jegliche Haftung für defekte Geräte, Zubehör oder verbrannte Finger ab.
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