Antennen und Speiseleitungen: Richtung, Resonanz und Anpassung getrennt prüfen

Bei Antennenfragen entscheiden drei getrennte Achsen: Wohin soll abgestrahlt werden, für welche Wellenlänge ist der Strahler passend und wie gut gelangt die Leistung durch die Leitung zur Antenne? Ein günstiger Messwert am Sender beantwortet nicht automatisch alle drei Fragen.

Bauform und Einsatz zuerst zuordnen

Für Teilnehmer oder Relais in verschiedenen Himmelsrichtungen ist eine hoch und frei montierte Bauform mit annähernd gleichmäßiger Abstrahlung in der Horizontalebene zweckmäßig. Eine mehrteilige Richtbauform bündelt dagegen Energie in einen begrenzten Sektor. Langdrahtantennen sind typischerweise im Kurzwellenbereich zuhause; bei VHF und UHF werden kompaktere abgestimmte Bauformen verwendet. Eine Groundplane benötigt Radials als elektrisches Gegengewicht und Rückweg für den HF-Strom. Beim Marconi-Prinzip arbeitet ein vertikaler Viertelwellenstrahler gegen Erde oder ein Gegengewicht. Ein Dipol besteht elektrisch aus zwei Strahlerhälften und wird üblicherweise in deren Mitte gespeist; eine am Strahlerende gespeiste Drahtbauform erhält ihre Energie dort über eine Anpassung.

Resonanzfrequenz und elektrische Länge verhalten sich umgekehrt. Soll die Resonanz sinken, muss die elektrische Länge wachsen; soll sie steigen, muss die Länge kleiner werden. Bei einem Dipol werden Änderungen symmetrisch auf beide Hälften verteilt. Eine Änderung der Sendeleistung verändert weder die Abmessungen noch die Resonanz.

Leitung und Anpassung richtig lesen

Koaxialkabel besitzen einen festgelegten Wellenwiderstand; im Funk- und Videobereich sind 50 Ω, 60 Ω und 75 Ω typische Werte. Die Leitungsdämpfung wächst mit Länge und Frequenz. Deshalb schwächt eine Kabelverlängerung sowohl die vorlaufende als auch die von einer Fehlanpassung zurückkehrende Welle. Das am Sender abgelesene SWR kann dadurch besser aussehen, obwohl an der Antenne nichts verbessert wurde. Für hohe Frequenzen oberhalb 300 MHz sind N- und SMA-Systeme wegen definiertem Wellenwiderstand und guter Schirmung geeigneter als ein Niederfrequenzstecker.

Fehlanpassung oder eine beschädigte Leitung reflektiert einen Teil der HF-Energie und erzeugt stehende Wellen. Das SWR ist das Verhältnis von Spannungsmaximum zu Spannungsminimum und kann daher nie unter eins liegen; der Idealwert eins bedeutet keine messbare Reflexion. Bei Strahlungsleistungen muss außerdem die Bezugsantenne stimmen: EIRP verwendet den gedachten isotropen Strahler, ERP den Halbwellendipol. Die Abkürzungen unterscheiden also nicht die reale Antenne, sondern den Referenzmaßstab.

Typische Fehlentscheidungen

• Eine Richtantenne für eine ringsum verteilte Funkrunde wählen. Bündelung hilft in einem Zielsektor, ein Rundstrahler deckt die Horizontalebene breiter ab.
• Den Viertelwellenstrahler gegen Erde mit einem freien Halbwellendipol oder einer Fünfachtel-Antenne gleichsetzen. Speisung und elektrisches Gegengewicht gehören zur Definition.
• Annehmen, Kabelverluste seien von Länge oder Frequenz unabhängig. Jeder zusätzliche Weg dämpft, und bei höherer Frequenz nimmt der Verlust typischerweise zu.
• Hohe Zahlenwerte symmetrischer Leitungen auf Koaxialkabel übertragen. Beim Koax sind die üblichen Nennwerte deutlich niedriger.
• Ein SWR von null oder kleiner als eins für besonders gut halten. Das Verhältnis beginnt bei eins; größere Werte zeigen zunehmende Reflexion.
• EIRP und ERP nach Wortähnlichkeit vertauschen. Der Buchstabe I erinnert an den isotropen Bezug, während ERP auf den Halbwellendipol bezogen ist.

Jetzt anwenden

Frage 140

Wie wird die dargestellte Antenne bezeichnet?

1. Endgespeiste Antenne
2. Groundplane-Antenne
3. Yagi-Uda-Antenne
4. Dipol-Antenne

Frage 156

Worauf deutet die dargestellte Anzeige des SWR-Meters hin?

1. Eine zu hohe Sendeleistung
2. Eine zu geringe Sendeleistung
3. Eine schlecht angepasste Antenne
4. Eine gut angepasste Antenne