Bauanleitung: vom UKW Dipol zur DX Antenne

 

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Der UKW Dipol

Es gibt viele Möglichkeiten, sich eine vernünftige UKW Antenne mit guten Empfangswerten selbst zu bauen. Angefangen vom Flachband Dipol oder den Koax Dipol bis hin zum XYL freundlichen UKW Dipol oder zur 3 oder sogar 5 Element Richtantenne.

Im ersten Bild erkennt man einen Dipol aus Flachbandleitung, so wie man ihm in vielen Fachabteilungen der Elektromfachmärkte findet. - Für uns ist das kein Bastelobjekt, derweil Flachkabel nicht unbedingt unser Bastelmaterial sein sollte.
Bild 2 zeigt eine Handelsüblichen Dipol wie er an jeder käuflichen UKW Antenne zu finden ist.
Jetzt kommen wir im Bild 3 der ganzen Sache schon etwas näher. Der Halbwellen Dipol mit der Gammamatch-Anpassung. Er ist weniger bekannt, ähnelt aber sehr dem was ich mir als Bauanleitung wünsche, nur noch etwas einfacher solle das ganze schon sein.

Bevor es nun weiter geht, müssen unbedingt 2 Fragen geklärt sein.

Wie viel Platz habe ich zur Verfügung ? - XYL Tauglich !

wie viel Antenne benötige ich für mein Hobby ?

Etwas zu Punkt 1.
Viele Leser leben sicherlich leider in einer Mietwohnung und demnach ist meist nicht sehr viel Platz in den eigenen 4 Wänden. Vielfach bleibt es ein Wunsch, dass man sich z.B. eine 17 Element Richtantenne auf das Dach montieren darf.
Wer kennt das nicht?
Meistens reicht es gerade mal aus (des lieben Frieden vorausgesetzt - die eigene Frau (XYL lässt grüßen) um evtl. sich einen Dipol irgendwo, wo er nicht auffällt hinzuhängen. (und selbst dann wird man des öfteren, per Seitenhiebe der XYL, daran erinnert) Kannst du deinen Sch..ss nicht hinterm Wohnzimmerschrank verfrachten? Dass sind dann die lieben Worte der befreundeten bakannten.

Etwas zu Punkt 2.
Hat man alle oben in Punkt 1 genannten Dinge mit "Ihr" geklärt, oder ist die Wohnfläche das eigene Eigentum, dann kann man getrost mit dem Bau einer 17 Element Langyagi für den UKW Bereich beginnen. (diese misst ja nur mal so eben schlappe 7,90m)

Beginnen möchte ich mit dem einfachen XYL freundlichen UKW (hinterm Wohnzimmerschrank)Dipol.

Vorweg etwas Wissenswertes über den Dipol das muss sein.

Der Frequenzbereich dieser Antenne sollte in der Mitte des UKW Bandes liegen, das ja bekanntlich von 87,5 MHz bis 108 MHz erstreckt. Demnach wäre die ideale Größenordnung bei einer Frequenz von ca. 96 MHz zu bemessen.

Ein klein wenig vereinfachte Theorie gefällig ?

Lichtgeschwindigkeit 
------------------------           = 3,125       = Lambda 1
........ Frequenz

Da unser verwendetes Material einen gewissen Wert vorweist (z.B. 0,96) und man diesen Wert zur Antenneberechnung mit einbeziehen sollte, nennt sich dieser Wert Verkürzungsfaktor.

3,125 x 0,96 = 3

das Wort –Halbwellendipol-  sagt es schon,  es ist ein Lambda ½ Dipol.

3 : 2  = 1,5

der Dipol hat eine Gesamtlänge von 1,5m.

Da wir nun wissen, dass der hier dargestellte UKW Dipol eine Länge von 1,5m hat, beschäftigen wir uns kurz mit dem Wunschempfang.

Reicht der Wunschempfang mit einem einfachen Dipol aus, welche Stationen bevorzuge ich ? - befinden sich die Sender alle in der selben Richtung, oder muss ich ständig die Antenne nachjustieren, wenn ich einen Programmwechsel vornehme ? In Bild 1 links erkennt man welche Qual der Wahl man haben kann.

Manche Leser haben zu Hause nicht viel Platz um eine UKW Antenne zu installieren. Oder die bessere Hälfte hat etwas dagegen...

...aus diesen Gegebenheiten entstand der folgende UKW Dipol kompromiss.

Der XYL freundliche ... (hinterm Wohzimmerschrank)

UKW Dipol !

Hat man zu Hause etwas mehr Platz, so lesen sie bitte hier weiter.

Befestigt man im gewissen Abstand vor dem Dipol ein Element (Direktor) und hinter dem Dipol ein weiteres Element (Reflektor) dann bündeln diese beide Elemente ihre Empfangsenergie auf den Dipol -und zwar so, dass man dabei eine Gewinnzunahme in Richtung -V- und eine Dämfung in Richtung -R- der Antenne erhält.

Mit dieser Konstruktion wird der Empfangspegel -von Sendern die hinter dieser Antenne liegen- abgeschwächt. Der Empfangspegel -für die Sender die vor der Antenne liegen- erhöht sich dieser Wert.

Man spricht in diesem Fall von einer Richtantenne mit einem gewissen V/R verhältniss.

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Die UKW 3 Element Antenne mit DX Eigenschaften

Es gibt gewisse Leute, die es sich zum Hobby gemacht haben, weit entfernte Radiosender zu empfangen. Häufig werden diese als SWL bezeichnet, Short Wave Listener (Kurzwellenhörer) Dieses Kürzel SWL bezieht sich ausschließlich nur auf das Frequenzband unterhalb von ca. 30 MHz.
Es gibt wiederum Menschen, die den Fernempfang oberhalb dieses Frequezbereiches von 30 bis 300 MHz als ihr Hobby bezeichnen, man nennt dieses Hobby DXing.
Es ist interessant Überreichweiten zu nutzen, um im UKW Radiobereich den weit entfernten Radiostationen zu lauschen. Die UKW Frequenzen 87,5 bis 108 MHz liegen fast in der Mitte dieses o. a. Frequenzbereiches. Normalerweise empfängt man UKW nur in der näheren Umgebung, bis ca.100 km um den Sender herum. Wir kennen es wenn wir mit unserem Auto in den Urlaub fahren. Im Autoradio ist nach ca.45 Minuten bei Tempo 120 Schluss mit dem eingestellten Sender. Der eingestellte Radiosender geht im Rauschen unter und verschwindet ganz.
Mein hier gezeigter Bauvorschlag  zeigt eine UKW Antenne für zu Hause, mit der man Radiosender empfangen kann die weiter als 100 Km entfernt sind. Es ist eine am Computer optimierte Richtantenne. Die dargestellte Antenne hat die Eigenart dass sie vorwärts gut empfängt und zu den Seiten und nach hinten möglichst wenig empfängt. Das hat den Vorteil, dass man bis zu einem gewissen Maß die lokalen Sender ausblenden kann, die eine selbe Frequenz benutzen. Wir wollen mit dieser Antenne weit entfernte Sender empfangen. Das klappt aber leider nicht jeden Tag, nur manchmal unter speziellen Voraussetzungen, Überreichweiten. Eine davon nennt sich Sporadic-E. An manchen Tagen, speziell in den Sommermonaten bildet sich eine Reflexionsschicht in ca.100 km Höhe. An dieser Luft-Schicht werden diese Radiowellen reflektieren und so entstehen Reichweiten bis zu etwa 2000 km. Radiostationen aus der Türkei, Marokko oder Russland sind dabei keine Seltenheit.
Meist geht das nur wenige Minuten aber vielfach auch einige Stunden.
Viel häufiger sind  die so genannte Tropo Überreichweiten. Im Gegensatz zu Sporadic-E sind die Signale deutlich schwächer. Gerade hier benötigt man eine gute Antenne mit Richtwirkung und Verstärkung gegenüber einem normalen Dipol oder gar einer einfachen Teleskopantenne im Kofferradio oder Weltempfänger. Die hier vorgestellte Antenne hat durchschnittlich 5 dBd Gewinn, das ist in etwa die 4 fache Empfangsleistung gegenüber einem normalen Dipol
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Die Bauanleitung

Es ist eine Yagiantenne mit 3 Elementen, die genau 1m lang und 1,65m breit ist.
Ziel war es, eine Antenne mit etwa 5 dBd zu realisieren, die praktisch den ganzen UKW Hörfunkbereich abdeckt. Eines ist bei dieser Antenne noch sehr interessant und zwar das vorwärts/rückwärts Verhältnis, zum Ausblenden lokaler Rundfunkstationen. Über den ganzen Frequenzbereich ist das v/r Verhältnis besser 10dB.
Die Elemente werden aus Aluminiumrohr mit dem Durchmesser von 8 mm gefertigt.
Das Aluminiumrohr gibt es in gut sortierten Baumärkten oder beim Metallhändler. Der Reflektor (Ref.) 1,60m lang und sitzt 0,75m hinter dem Dipol. Der Dipol  (Dip.) ist 1,50m lang.
Der erste Direktor (Dir). ist 1,30 m lang und 25cm vom Dipol entfernt.
Die blaue waagerechte Linie stellt den Boom dar, das ist das Halterohr worauf alle Elemente montiert sind.  Für den Boom ist fast jedes Material geeignet, Metall, Kunststoff oder sogar Holz, z. B. eine Dachlatte. Bei leitenden Materialien (Alu etc.) als Befestigung sollte man etwas aufpassen, der weil da dadurch die Eigenschaften der Antenne etwas beeinflusst werden. Nimmt man ein Alu Vierkantprofil 15x15 mm, kann man die angegebenen Längen benutzen und die Elemente direkt auf den Boom schrauben. Die resultierenden Fehler sind vernachlässigbar und sehr gering. Der Dipol, darf keinen elektrischen Kontakt zum Boom haben und sollte deshalb mit einem geeigneten Gehäuse dort montiert werden !

Nun zum Speisepunkt - dem Dipol, Bezeichnung Dip. im Bild.
Es sind zwei einzelne Rohrstücke, die exakt in der Mitte getrennt sind. Zwischen den beiden Hälften sollte ca. 5mm Platz sein. Wichtig ist aber, dass die totale Länge 1,50m beträgt. Normalerweise sollte der Anschluss des Antennenkabels am Dipol symmetrisch sein. Asymmetrisch ist aber das Antennenkabel 75 Ohm. Man kann den Schirm des Kabels mit dem rechten Dipolende verbinden und den Innenleiter mit dem linken Ende. Zur Kontaktierung sind Blechschrauben aus Edelstahl gut geeignet. Die Bohrlöcher für die Edelstahlschrauben sollten möglichst dicht an den Enden sitzen, etwa 2 mm entfernt. So kommt man auf ca. 10 mm Abstand für die beiden Anschlüsse des Antennenkabels. Weil der Dipol in der Mitte durchgeschnitten wird, ist die Befestigung nicht so einfach. Eventuell hat man runden Kunststoff, der genau in die beiden Alurohre passt. Sehr gut wäre auch Gehäuse aus PVC zum Anschrauben und zum isolieren des Koaxkabel Anschluss.