Vertikalantenne schlägt Magnetloop

 

Mögen euch die Götter im neuen Jahr wohlgesinnt sein und eure Reise im Fluss des Lebens begleiten und euch vor Wirbeln, Untiefen und Malströmen schützen. Wahlweise könnten auch Engel diese Aufgabe übernehmen. Aber das entzieht sich meiner Kenntnis. Genauso wenig weiss ich über die Art der Götter und ihre Sphären Bescheid. 

Gegen den Strom zu schwimmen, ist meist sinnlos und eine Illusion. Man scheint zwar gegen den Strom zu paddeln, doch in Wirklichkeit treibt man einfach rückwärts den Fluss runter. Sich dem Ufer zu nähern um sich festhalten zu wollen, hilft nichts. Die Szenen und Landschaften, die dort vorbeiziehen, sehen ohnehin für jeden Schwimmer anders aus. 

Wo die Quelle des grossen Flusses liegt, darüber kann man philosophieren. Wissenschaft und uralte Schriften bieten dazu Erklärungen für jedes Gemüt. Wo die Reise hingeht und in welchem Meer sie endet, ist ungewiss. Nur die vielen Propheten, die ebenfalls auf dem Fluss unterwegs sind, glauben es zu wissen. Dabei möchten viele nur euer Geld oder eure Seele - oder beides zusammen.

Da bringt ihr doch lieber euer Geld zum Funkhändler und Mitschwimmer eures Vertrauens. Der lässt wenigstens eure Seele in Ruhe.

Beim Jahreswechsel soll es jeweils eine Stromschnelle geben. Passt bloss auf, dass ihr dort nicht hängen bleibt!

Aber kommen wir zum eigentlichen Thema:

Wieso Magnetantennen bei langen Wellen Mühe haben, habe ich im vorhergehenden Blogeintrag dargelegt. Nun möchte ich zeigen, wieso es Vertikalantennen besser haben. Doch zuerst mal etwas grundsätzliches: Wer auf 160m und darunter DX machen will, der kommt nicht um eine Vertikalantenne herum. Je länger, je besser. 

Einen Dipol für das 160m Band können die wenigsten so hoch aufhängen, dass er seine Photonen nicht nur direkt in den Himmel schickt, sondern auch im flachen Winkel übers Land. Auf 630m oder 2200m ist ein horizontaler Dipol de facto ein Kurzschluss. Ein Zwischending ist die L-Antenne. Sie kann - wie übrigens auch die Magnetloop-Antenne - von beidem etwas: Flache DX-Strahlung und Vertikalstrahlung für regionale Verbindungen (NVIS). 

Für weitere Distanzen als bis zur "nächsten Hausecke" muss man im Lang- und Mittelwellenbereich Vertikalstrahler, oder eben L-Antennen einsetzen.

Sie haben gegenüber dem Magnetloop einen entscheidenden Vorteil. Ihr Strahlungswiderstand ist wesentlich höher und er nimmt nicht in der vierten Potenz der Wellenlänge ab, sondern nur im Quadrat. Bei Vertikalantennen bestimmt daneben die Höhe den Strahlungswiderstand, wie aus der nachfolgenden Formel zu ersehen ist (Rr in Ohm, H und Wellenlänge in Meter):

Die zweite Formel ergibt direkt den Strahlungswiderstand für das 2200m Band in Milliohm. Für eine 10m hohe Antenne sind das also 8.2 mOhm. Das ist zwar viel besser als der Strahlungswiderstand einer kleinen Magnet-Loop Antenne. Doch der Verlustwiderstand ist leider auch entsprechend höher. Erdverluste und die Verluste der riesigen Spule (Variometer), zur Anpassung an 50 Ohm, bestimmen den Verlustwiderstand. Wer nur einige zehn Ohm zusammenkriegt, ist glücklich. 100 Ohm oder mehr können es aber durchaus sein. Exakt rechnen kann man nicht, man ist auf eine Schätzung angewiesen.

Nehmen wir der Einfachheit halber an, wir gehören zu den glücklichen Funkern und unser gesamter Verlustwiderstand beträgt bloss 82 Ohm. Der Wirkungsgrad der Antenne können wir (vereinfacht) mit folgender Formel direkt in dB rechnen: 10 log Rr/Rv. In unserem Fall sind das -40dB. Oder etwas anschaulicher: Wenn wir ein Kilowatt in diesen Strahler pumpen, gelangen davon bloss 100mW in den Aether. Der Rest erwärmt das Variometer und die Würmer im Boden.

Machen wir aus der Vertikalantenne eine L-Antenne und hängen oben noch einen Draht horizontal an, können wir den Strahlungswiderstand weiter erhöhen. Im besten Fall können wir mit dieser Dachkapazität den Strahlungswiderstand vervierfachen. Die Zusatzkapazität verringert aber auch die Induktivität des Variometers. Weniger Spulendraht bedeutet auch weniger Verluste. Das Strahlungsdiagramm bleibt gleich. Der Horizontalteil ist gegenüber der Wellenlänge zu kurz, um dieses wesentlich zu beeinflussen.

Mit einem zusätzlichen Horizontalteil von 20m gewinnen wir ca. 6dB, mit 40m aber bloss noch 7dB.

Eine L-Antenne mit 10m Vertikalteil und 40m Horizontalteil hat also noch ca. -33 dB und bringt von einem Kilowatt noch ein halbes Watt in den Aether.

Das zeigt auch, wie schwierig es ist, für den Durchnitts-Funker die vorgeschriebene Grenze von 1W ERP auszureizen. Wer tiefer in das Thema der Langwellenantennen eintauchen möchte, wird hier fündig.