DUOBAND-LPDA s DL9HCG - · PDF fileDL9HCG • Duoband-LPDAs Warum LPDA? • Sie bietet...

DL9HCG • Duoband-LPDAs

Auf sechzehn Seiten findet man die Maßangaben für 3-Element- bis 18-Element-Duoband-LPDAs.

Also keine Rechenkunststückchen . . .

Nicht erst umständlich ein Programm kennenlernen . . .

Mit Alu-Material aus dem Baumarkt kann das fast jeder Laie bauen . . .

Die neuen Entwicklungen ermöglichen den Bau kleinerer LPDAs mit höherem Gewinn.

Die einleitenden Seiten sind dem Selbstbau gewidmet. Mit Tipps und Tricks wird weitergeholfen.

Mit dem DOS-Berechnungsprogramm im Ordner LPDAbau können jedoch eigene, abweichende Kreationen versucht werden.

DUOBAND-LPDA sMaße und Bauanleitung für das 2-m und 70-cm-Band Handliche Duoband-Antennen mit hohem Gewinn setzen sich durch.Alle Elemente strahlen, - wie ihre Besitzer !Wer sie hat, ist begeistert und gibt sie nicht wieder her.Baulängen um 1 m ermöglichen schon über 10 dBd Gewinn.Und das sind nicht die propagierten "verkaufsfördernden“ Dezibel !

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12. 09 DL9HCG


InhaltsverzeichnisSeite: Inhalt:

3 Warum LPDA? • Was mich dazu trieb • Bietet die Antenne Vorteile? • Ein DOS-Programm4 Was ist eigentlich eine LPDA ? • Ihre Ur-Variante - die HB9CV und die Entwicklung zur Schmalband LPDA5 Gewinnbetrachtung: Wie kommt die LPDA zum höheren Gewinn? • Schmalband / Duoband LPDA6 Das elektrische Konzept • Die Booms und die Symmetrie7 Die Konstruktion: Bemaßung, und Begründung der Maße • Die verwendeten Bezeichnungen8 Benötigte Werkzeuge und Material • Ein Überblick9 - 11 Die möglichen Vefahrensweisen • Warm-Kalt- • Gewinde-Verfahren • Nicht empfohlen: das Popniet-Verfahren12 - 17 Planung und Eigenbau beginnt mit dem Ablängen der Booms • Der Boom beginnt am Koax-Anschluß • Symmetrie18 - 19 Tipps & Tricks • Halbwellenkabel • Halbwellenkabel herstellen20 Tipp zur Gewinde Methode21 - 22 Der Endabgleich • 10 mm Kürzen verschiebt die Resonanz auf 2-m schon um mehr als 2 MHz23 Fehler, die aufgetreten sind • Beim Bau • bei der Montage • beim Optimieren24 Fitneß fürs Wetter und den Alltagsbetrieb • Wieviel Watt verträgt sie?25 - 40 Listen der Maße von 3-Element bis 18-Element LPDAs41 - 43 Anhang I bis III • Diagramme mit erklärenden Berechnungsbeispielen44 Anhang IV • Kabel und Elementlängen- Berechnungsbeispiele45 Detailansicht einer LPDA

Dringender Hinweis: Ihr "Erstlingswerk" sollte unbedingt eine kleinere LPDA sein !!!

Stand 18. 12. 2009Günstiger lassen sich Ihre Nachfragen beantworten, wenn Sie mir per E-Mail Ihre Telefon-Nr. mitteilen.

DL9HCG, Günter Lindemann • Meiendorfer Str 25 • 22145 Hamburg • ℡ 040-69458633 • E-Mail: [email protected] Urheberrecht. • Weitergabe erwünscht. • Berichte und Fotos Ihres Eigenbaus sind sehr willkommen.

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Warum LPDA ?• Sie bietet den höchsten Gewinn aller Dipol Antennen, sie ist klein und Duoband-tauglich!Ich hatte 1978 eine LPDA für das 2m-Band von der Firma Bensch erstanden, und am gleichen Mast angebracht, wie eine 9 Element- Yagider Firma Wisi. Und als sich herausstellte, daß die 1,30 m lange Yagi schlechtere Ergebnisse lieferte, als die 50 cm lange LPDA, war dasfür mich ein Alarmsignal. (Kommerzielle Anbieter "Schönen" schon mal bis zu 6 dB Gewinn hinzu, - das fördert den Absatz).Die Gewinn-Angaben in dieser Anleitung sind aber eher untertrieben. Denn wir müssen ja nichts verkaufen !

Verblüfft war ich, als ich die 2m-LPDA mangels anderer Antennen provisorisch für 70-cm mißbrauchte. Der Gewinn war offensichtlichgenauso gut, wie auf 2-m. Als sich das VSWR ebenfalls als recht gut herausstellte, gab es nur noch den fanatischen Gedanken: Das willich genauer wissen.Im Rothammel und anderen Veröffentlichungen fanden sich Berechnungsgrundlagen. Diese wurden benutzt, um mir auf dem C-64 einBASIC-Programm zu schreiben, denn das ständige Ausrechnen mit dem Taschenrechner war ich bald leid. Nach und nach entstandenimmer mehr neue LPDA’s, und das “Gewußt wie“. Das wurde durch meine ständig wachsende Fachliteratur, zusammen mit zahlreichenVersuchsaufbauten zu immer besseren Ergebnissen vervollkommnet. Und das Programm wuchs ständig mit - bis heute !Ernstzunehmende Fachleute aber glauben, die Erkenntnisse über LPDAs sind noch heute im Fluß. - Mir geht es nicht anders.

Das letzte DOS-programmierte Duoband-LPDA-Programm, was ich auch noch heute benutze, habe ich auf vielfachen Wunsch indiesem Programmpaket für Freaks auch bereitgestellt: D-lpda.exe (in deutsch). Für Singleband LPDAs gibt es ebenfalls ein Programm.Sie wenden sich an Leute, die ein wenig abseits der starr vorgegebenen Werte experimentieren möchten. Meine Erfahrungen und Testsbeschränken sich allerdings nur auf Antennen für 2-m und 70-cm. Freaks müssen also eigene Erfahrungen damit machen. Da kann ichkaum helfen. Die PDF-Bauanleitung hilft auch Ihnen bei der technischen Verwirklichung Ihres Bauvorhabens.Ich bin also nicht der große King, sondern einer der auch nur von anderen abgekupfert hat. HI . Auch nicht der große Zampano, dervielleicht entscheidendes für diese Antennenform erfunden hätte.Nein - es gab sie schon, sogar in einer Schmalbandversion in dem Entwicklungsstadium der damaligen Zeit (ca. 1980). Nur wurden dieErgebnisse und Zusammenhänge nicht der breiten Öffentlichkeit bekannt gemacht. Und ich erkannte damals lediglich, daß man dasnachholen müsse.So wurde ich gezwungenermaßen zu Einem, der erstens den Entwicklungsstand herausfinden mußte, und zweitens von da an ebenfalls -wie auch mancher Andere weitersuchte und weiter- entwickelte.Jemand meinte, er habe ja keine Erfahrung: In nur 2 Stunden bei mir hatte er seine erste kleine LPDA gebaut! Deshalb behaupte ich:Jeder, der sich zutraut, intelligent mit Bohrer und Feile zu hantieren, kann sich auch erfolgreich seine eigene LPDA bauen.

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Was ist eigentlich eine LPDA?Im Grunde genommen kennt sie jeder Funkamateur.Er kennt ihre “Spar-Variante”: Die HB9CV mit ihren 2 Elementen.

Der Schweizer Funkamateur R. Baumgartner hat diese Antenne propagiert. Sie besitzt eine Phasenleitung, die die beiden Elemente “überKreuz” beim Punkt X der Phasenleitung speist, der beim kürzeren Element ist.Eine ebenfalls propagierte Variante benutzte anstatt der Phasenleitung einen doppelten Boom zwischen den beiden Elementen. Und diePhasenumkehr zwischen den beiden Elementen wird hier dadurch erreicht, daß die Richtung der (Halb)-Elemente an den Boomsumgetauscht wird. Rücken Sie die rechte Zeichnung gedanklich so zurecht, daß der rote Boom genau über dem grauen zu liegen kommt.Das ist schon eine Art LPDA. Aber unsere Antenne soll mehr Gewinn bringen: Ergo braucht sie mehr Elemente.

Wieder neu ins Gespräch gebracht wurden sie ca. 1988 durch die Firma Titanex, die für die Kurzwellenbänder mehrere Modellelogarithmisch-periodischer Dipolantennen mit Drahtelementen anbietet.

Ihren Namen verdankt die Antenne ihren elektrischen Eigenschaften, die sich periodisch mit dem Logarithmus der Frequenz wiederho-len. (Das muß man aber nicht wissen). Ursprünglich ist die logarithmisch-periodische Antenne verwendet worden, weil man sich ihreaußerordentlichen Breitbandeigenschaften zunutze machte.

Solche breitbandigen Antennen verzichteten auf großen Gewinn, und hatten ein Diagramm, das bei den Mikrofonenvon der Superniere her bekannt ist. Dabei waren immer nur die ca. 3 - 4 Elemente an der Strahlung beteiligt, die inder Größenordnung der Betriebswellenlänge in Frage kamen. Die übrigen Elemente waren an der Strahlung so gutwie nicht beteiligt, und hatten für den Gewinn der Antenne kaum eine Bedeutung.

Yagis erzeugen eine Unmenge von Nebenzipfeln, in denen natürlich Sendeenergie steckt, die unnütz vergeudet wird. Dagegen sindNebenzipfel bei der LPDA Mangelware oder fast garnicht vorhanden. Der Grund für ihren Einsatz bei den Funkmeßdiensten ist ihrehervorragende Richtcharakteristik und Nebenzipfelfreiheit.

Warum das so ist, will ich - stark vereinfacht - zu erklären versuchen: Die bei den kleinsten Elementen eingespeiste Sendeenergie aufder Lecherleitung (den beiden Booms) - läuft entgegen der Strahlungsrichtung. Alle Elemente strahlen gleichzeitig und phasengleich!

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X

Breitband-LPDA:

Die strahlungsaktive Zone(grau) wandert entlang der Struktur.

XHB9CV


Im Hochschultaschenbuch "ANTENNEN III" erklärt der Autor, Prof. A. Heilmann die Wirkung der LPDA so:„Da die Phasen der Ströme in der Richtung auf den Speisepunkt zu nacheilen, ist die Strahlung zum Speisepunkt hin gerichtet. DieseNacheilung wird durch die auf der Speiseleitung von Element zu Element vorgenommene Phasenumkehr erzwungen.“Denn in dem Moment, in dem die Strahlung des kürzesten Elements erfolgt, beginnen die nachfolgenden Elemente auch allenacheinander zu strahlen, und zwingen den Teil der Strahlung von ihren „Vorgänger-Elementen“ der nach hinten gerichtet wäre, inRichtung zum Speisepunkt. Schon die HB9CV hat daher einen überdurchschnittlich hohen Gewinn. Das Geheimnis ihres schonvergleichsweise ungewöhnlich hohen Gewinns ist damit erklärt.

Von der Breitband- zur Schmalband-LPDADie schon erwähnten Breitband Exemplare sind aber für riesige Frequenzbereiche gebaut. Beiden Funkmeßdiensten soll ja eine Antenne für den gesamten Bereich von UKW (80 MHz) bisin den Gigahertzbereich eingesetzt werden. Um dafür ein Gebilde zu machen, was sich nochauf eine einigermaßen vernünftige Größenordnung beschränkt, benutzt man Elemente, derenLänge auf dem Boom nach vorn sehr schnell abnimmt. Es sind deshalb nur wenige Elementefür eine bestimmte Frequenz aktiv. • Unsere Antenne dagegen ist so gebaut daß mehr,(nämlich möglichst alle) Elemente gleichzeitig strahlen. Und ihr Diagramm strebt mit steigen-der Elementzahl zunehmend dem rechts angezeigten Bild zu.Die Frequenzbereiche der Funkamateure sind vergleichsweise sehr klein. Das erlaubt unsAntennen zu bauen, deren Elementlängen sich a l l e für die Strahlung ausnutzen lassen.Während sich bei Breitband-Exemplaren die Elemente z.B. jeweils auf noch ca. 75%gegenüber dem jeweils längeren Element verkürzen, also um 25% kürzer werden, wird beiunserer Schmalband-Variante (mit 98%) eine Reduktion von nur 2% angewandt.Je geringer die Element-Verkürzung, umso mehr Elemente hat die Antenne, und desto größerist ihr Gewinn. Allerdings hat das physikalisch etwas über den erwähnten 98% seine Grenze.Immerhin lassen sich damit Gewinne mit mehr als (echten) 13 dB über Dipol erzielen.

Duoband-LPDADer Zufall zeigte mir, daß die Antenne auch auf der dreifachen Frequenz “ging”. Später wurde mir dann klar, daß andere das auch schonwußten - (es nur nicht publik machen wollten). Aber nun konnte auch ich versuchen, in diese Richtung zu optimieren. Und es klapptesogar vorzüglich. Die Antenne brachte auf Anhieb auf dem 70-cm-Band sogar einen mehr als 2 dB höheren Gewinn.

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Breitband- und Schmalband-LPDA

aktive Zonen


X

V

V

X

Elektrisches Konzept gemäß der nebenstehenden Zeichnung.Der Speisepunkt ist bei den kürzesten Elementen (X). Hat die HF-Welle dieses Element erreicht, dann erreicht sie dienächstlängeren Elemente über eine von Element zu Element jeweils gekreuzte Phasenleitung. Das bewirkt diePhasenumkehr von Element zu Element. Ohne Phasenumkehr würden sich die Phasen der aufeinander folgendenElemente teilweise auslöschen.

Die Listen-Elementlängen gelten ohne den elektrischen VerkürzungsfaktorSie folgen dem physikalischen Zwang, daß alle die Elemente für die Abstrahlung in Betracht kommen, die ein drittelWellenlänge der höchsten gewünschten Frequenz, bis eine halbe Wellenlänge der tiefsten gewünschten Frequenzlang sind. Mit den in den Listen angegebenen Werten ist die Resonanz zunächst noch um ca. 1 bzw. 3 MHz zu tief.

Große Aufmerksamkeiterfordert der Übergang (unsymmetrisch - symmetrisch) vom Koaxialkabel zur Phasenleitung. Die Phasenleitung(Booms) als Lecher’sches Paralleldraht-System wandelt zwar un-symmetrisch zu symmetrisch, aber doch nichtsofort nachdem die HF das Koaxkabel verlassen hat. Man gibt ihr dazu umso mehr Gelegenheit, je länger man denWeg vom Anschluß (X) des Koaxkabels bis zum ersten, (kürzesten) Element macht.Zwischen den λ/3- und λ/2-langen Elementen ist die strahlungsaktive Zone. Vom Beginn bei den kürzestenElementen, bis kurz vor den λ/2-langen Elementen erhöhen sich die Fußpunktströme um dann rasch abzufallen. Nachdem letzten Element “versickern” sie allmählich. Das ist deshalb erwähnenswert, weil die Booms als Wellenleiternoch um ca. λ/8 (bei V) weitergehen sollten, damit sich die Welle quasi “totläuft” und nicht reflektiert wird.

Unser Konzept einer LPDA benutzt einen DoppelboomDie Phasenumkehr wird dadurch herbeigeführt, daß die Elementhälften versetzt angeordnet sind. Die untereZeichnung zeigt das. Das rote, identische “Antennenblatt” ist in allen Details gleich dem schwarzen, aber verdrehtum die Achse des Booms. Schon das Foto auf der Titelseite zeigt, was gemeint ist.So wird es allgemein angewendet, denn es ist einfach zu bauen, und stabil. es entsteht in Gestalt der beiden Boomsauch gleichzeitig eine transformierende Lecherleitung, mit einem überschaubaren, und einstellbaren Wellen-widerstand. Die Einstellbarkeit des Abstandes, und damit des Wellenwiderstandes der zwei Booms zueinander, hilftuns sehr beim End-Abgleich der Antenne.

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Antennen - Blätter

DL9HCG • Duoband-LPDAs 7

Diese Bezeichnungen verwende ich für dieBenennungen bei allen Angaben, auch inden Listen der Duoband LPDAs am Ende

dieser Beschreibungen.

Konstruktion und Terminologie der verwendeten BezeichnungenHinter dem grau gezeichneten Boom stelle man sich bitte einen zweiten rot gezeichnetenBoom vor. Die rot gezeichneten Elemente sind an diesem 2. Boom angebracht. Die Boomssind mit einem Abstand, und voneinander isoliert montiert. (späterer Text).

Übergangszone, aktive Zone und AbklingzoneVom Beginn der Booms XX bis zum kürzesten Element (hier Element 6) solltenmöglichst viel mehr als 20 - 30 mm Boomlänge als Übergangszone vorhanden sein. Zweckder Übung: Die auf der Lecherleitung geführte Welle muß erst einmal „gemerkt haben“, daßsie sich auf einer symmetrischen ca. 122-Ω-Lecherleitung befindet, und daß nun andereVerhältnisse herrschen, als beim unsymmetrischen 50 Ω−Koaxialkabel.Der folgende Bereich zwischen den Elementen nennt sich die (Strahlungs-) aktive Zone.Die Booms sollen noch ca. 7 cm (= λ/8) hinter dem längsten Element verlängert sein. DieWelle läuft dort noch unter weiterer Abschwächung fort, sodaß kaum eine Reflexion möglichwird. Weitere Verlängerung des “kalten Booms” für die Vormastmontage ist unbedenklich.

Elementlängen für 143,333 bis 146,666 MHzDa es sich um eine Duoband-Antenne handelt, deren tiefste Frequenz auf 70-cm = 430 MHzist, mußte das auch für 2-m berücksichtigt werden. Die Elemente sind länger als bei einerreinen 2-m-Antenne, denn 430 geteilt durch 3= 143,333 MHz.Das entspricht etwa einer Wellenlänge von 209,4 cm, sodaß eine Halbwellenlänge (λ / 2) =104,7 cm lang ist.

Die ausgedruckten (Halb)-Elementlängen sind gültig für das Maß von Mitte des Booms, biszum Element-Ende. Um verschiedene Boom-Querschnitte verwenden zu können, ist es alsoerforderlich, die Elemente noch um den halben Boom-Querschnitt zu verlängern. Das längsteHalbelement ist 52,33 cm und das kürzeste 34,09 cm lang. Weitere 5 mm gebe ich nochhinzu, und kürze erst zum Schluß auf das exakte in den Listen angegebene Sollmaß. AlleMaße finden sich in den Listen.

68,2 cm

34,1 cm

52,33

Element 1 Element 1

Element 2

Element 3

Element 4

Element 5

Element 6

Absta

nd 1

Absta

nd 2

Absta

nd 3

Absta

nd 4

Abstd

. 5

Element 2

Element 3

Element 4

Element 5

Element 6

X X

V1 04,7 cm λ / 2 =


Was braucht man ? Vorschläge zu Werkzeugen und Material . . .Diese Bohrmaschine kostete mich ca. € 35.- in einem Baumarkt. Wenn man Löcher in die Booms bohrt, solltensie schon sehr genau rechtwinklig gebohrt sein, damit die Elemente später alle genau in die gleiche Richtungzeigen.

Zu meinem Werkzeugpark gehört auch der kleine Bohrschraubstock, mit dessen Hilfe ich die Booms gebohrt,und später die Elemente in die Booms eingepaßt habe.Sehr hilfreich ist mir eine Metall-Gehrungssäge, mit der man in einem frei wählbaren Winkel sägen kann.

Das hört sich vielleicht schon an, als hätte ich hier einen Betrieb für Metallverarbeitung. Weit gefehlt, denn ichpflücke das Geld auch nicht von den Bäumen. Alles zusammen kostete nicht mal soviel, wie eine fertig gekaufteAntenne. Und leider bin ich auf dem Gebiet der Metallverarbeitung ein Laie. Buchdrucker und Schriftsetzerwar mein Beruf.Hammer, Schraubenzieher und ähnliche Kleinwerkzeuge haben die meisten Haushalte schon.

Alu-Material aus dem BaumarktBei Baulängen bis 50 cm kann für die Booms eloxiertes Vierkantrohr mit 10 × 10 mm Kantenlänge verwendetwerden, das im Baumarkt zu haben ist. Die Elemente sollten aus 3 - 4 mm blankem Alu-Vollmaterial sein.Als Alu-Schweißstäbe wird bis zu 4 mm blankes Rundmaterial in Baumärkten oder im Fachhandel vertrieben.

Über 50 cm lange Antennen erfordern Vierkantrohr mit 15 × 15 mm Kantenlänge, ebenfalls eloxiert imBaumarkt. Sehr große Längen werden mit Rohr-Wandstärken von 1,5 mm verwirklicht.Auch hier wird Elementmaterial von 4 - 6 mm blank, vorteilhaft eingesetzt. (Spezialgeschäfte).

Nachteil des Eloxals ist, daß es nicht leitfähig ist. Eloxierte Elemente haben deshalb keinen Kontakt zumBoom, es sei denn, man schleift das Eloxal an den zu kontaktierenden Stellen der Elemente herunter.

Das muß dann aber sehr sorgfältig mit dem Ohm-Meter kontrolliert werden.Ebenfalls gibt es im Baumarkt Nirosta-Schrauben und -Muttern, die für den Koax-Anschluß und für Abstands-halter einzusetzen sind. Unbeschichtetes Epoxid-Material, für die Abstandshalter.Das gibt es in Stärken bis zu 3 mm. - Naja, und weiteres Kleinmaterial . . .

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Das Einpressen der Elemente: Das Beste, und sicherste ist das “Warm-Einpreß-Verfahren”Die Löcher für die Elemente werden um 1/10 mm kleiner als der Element-Durchmesser gebohrt. Das Boomrohr wird ander vorgesehenen Stelle erhitzt. Ein kleiner Schraubstock und die vorbereiteten Elemente im Tiefkühlfach gefrostet. Damitdie Elemente beim Einpreß-Vorgang gut in die vorgesehenen Boom-Bohrungen hineingleiten, habe ich sie am Ende miteiner Feile abgeschrägt - eine Phase angefeilt, sagt der Fachmann.Wenn Elemente und Boom die gewünschte Temperatur haben, werden der Schraubstock und ein Element aus demKühlfach genommen. Das Loch im Boom hat sich durch die Hitze erweitert, das Element hingegen ist durch die Kältegeschrumpft. Das heiße Boomrohr wird mit Arbeitshandschuhen auf das Element gedrückt. Wenn der Schraubstock sehrkalt ist, teilt er dem eingespannten Element über lange Zeit seine Kälte mit, sodaß genügend Zeit zum Einpressen ist.Das Ergebnis ist eine “bombenfeste”, stabile und kontaktsichere Verbindung des Elements zum Boom.

Die Gewinde-Variante bei Elementdurchmessern > = 5 mmAuf die 5 - 6 mm Alu-Elementhälften wird Gewinde geschnitten, sie werden in die, auf der Elementseite in den Boom gebohrten Gewindegeschraubt, und mit Niro-Kontermuttern gesichert. Niro-Schneidringe auf der zum Element zeigenden Seite unterlegen.Alles zum Schluß mit Zwei-Komponenten-Kleber oder einem Heißkleber gut konservieren.

Es hat sich erwiesen, daß hier eine Sollbruchstelle an der Stelle entsteht, wo das Element aus dem Boom herausragt. Durch dieMaterialschwächung die das Gewinde mit sich bringt, und Korrosion - ist nach etwa 10 Jahren im Wetter ein 4-mm-Element gebrochen.

Und noch eine dritte Variante (aber mit Kontaktproblemen, deshalb nicht empfohlen).Es haben sich einige Selbstbauer gemeldet, die sich Rohrmaterial für die Elemente beschafft haben. Die 6-mm-Rohre haben1 mm Wandstärke, und somit 4 mm Innendurchmesser. Die wurden durch (genau 6-mm-Löcher) in den Booms gesteckt,sodaß sie mit der anderen Seite des Booms bündig abschlossen.

Sodann haben sie eine 4-mm-Pop-Niete von unten in das Element eingesteckt und mit der Popniet-Zange festgepreßt. Wasman in Baumärkten an Rohrmaterial bekommt, ist leider meist eloxiertes Material.

Die Nieten müssen so lang sein, wie die Kantenlänge des Booms. (Beide Kontaktstellen zum Boom, besonders die zumElement führende, müssen elektrisch wirksam sein). Eloxiertes Material ist nicht oberflächenleitfähig - Eloxal isoliert.Wenn das hauchdünne Eloxal vorsichtig weggeschliffen wird, funktioniert es aber doch. Unbedingt Ohmmeter benutzen

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Das sieht nun sehr sauber aus und ist auch technisch einwandfrei, wenn darauf geachtet wurde, daß der Kontakt besonders an derElement-Seite einwandfrei ist. An der Popniet-Seite ist der Kontakt nicht so kritisch zu betrachten. Die Popniete wird bei der Montagedicker. Das findet in der Mitte des Boomrohres statt. Damit wird das Elementrohr ebenfalls dicker, und preßt sich in die Bohrungen desBooms. Aber ich kann dieses Verfahren nicht empfehlen !

Für alle Varianten gilt: Mit 2-Komponenten- oder ähnlichem Kleber werden dann die Kabelanschlüsse und die Booms abgedichtet:Styroporklötzchen in die Boom-Enden hineindrücken und den Rest ausgießen z. B. mit UHU plus endfest.UHU plus endfest oder Heißkleber sollte man auch dort anwenden, wo die Elemente den Boom verlassen. Nebel führt zur Oxydation!

Die Montage der AntenneNachdem die Booms mit Elementen bestückt sind, die noch um ca. 5 mm Zugabe länger sein sollten, als das “Sollmaß”, werden die Boomswie im Foto auf der Titelseite mit Abstandshaltern zusammengesetzt. Nun erst werden die Elemente auf Sollmaß (ausgedrucktesListenmaß) gekürzt. Das verschafft uns die Möglichkeit, beim Endabgleich der Antenne lieber noch etwas abschneiden zu können, anstattdaß alles für die Katz war.

Die Abstandshalter sind aus unbeschichtetem Epoxid-Material von 2 - 3 mm Dicke. Sie haben im Dauereinsatz beimir bisher 15 Jahre lang gedient, und tun es immer noch. Es gibt im Fachhandel solche Epoxidplatten. (Conrad-Spielwarenabteilung). Daraus habe ich mir zunächst solche Abstandshalter (links) gemacht, die zur Abstandsvariation aufeiner Seite "Lang-Löcher" haben. Wenn nach dem Endabgleich die Abstände endgültig feststehen, kann man dieAbstandshalter auch austauschen mit solchen ohne Langloch.

Das Koaxialkabel ist durch den “kalten“ Boom geführt. Die Booms sind bei Längen über 50 cm aus 15-mm-Alu-Vierkantrohr mit1 - 1,5 mm Wandstärke. Bei 10 × 10-mm-Booms kann das Kabel nur am kalten Boom entlang geführt werden (von vorn bis ganz hinten).

Der Außenleiter endet genau in der Mitte zwischen den beiden Booms. Von dort führt eine Leitung zurück, und wird vorne mit demkalten Boom verbunden. Damit werden Seele und Außenleiter-Litzen genau gleich lang, was der Symmetrie auf den Booms dient.

Der Innenleiter des Koaxkabels wird mit dem anderen, dem heißen Boom verbunden. So ist gewährleistet, daß von dort gesehen, wo dasKoaxkabel offen wird, die Anschlußleitungen genau gleich lang sind, damit Symmetrie auf den beiden Booms herrscht.

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BoomabstandDie kurzen Elemente haben einen kleineren Schlankheitsgrad als die langen. Die Fußpunktwiderstände der Elemente variieren deshalb.Durch Boomabstände die vorn kleiner als hinten sind, (ca. 4 - 12 mm) wird entlang der Booms ein ständig steigender Wellenwiderstandeingestellt, der später zur exakten Anpassung führt.2

Für die ersten Tests mit der Antenne stellt man zunächst einen Boomabstand ein, der bei den kurzen Dipolenca. 4 - 7 mm, und hinten ca. 11 - 14 mm beträgt.

In der Fachliteratur fand ich das Diagramm zur Bestimmung der Impedanz, auch unseres Doppelbooms. (im Anhang II).Mit dessen Hilfe ließ sich ein Überblick gewinnen:Wellenwiderstand der Booms = √ ZE • ZA = Transformationsleitung. = Wurzel aus (50 Ω Koax • 280 Ω Element-Fußpunktwiderstand) = ca. 118 Ω. (mittlerer Wert der Booms als Trafoleitung bei 4 mm Elementen).

Symmetrier- und Anpaß-TrafoDas Speisekabel wird von hinten durch einen der beiden Booms durchgesteckt und der Außenleiter wird vorn, in der Nähe des kürze-sten Elementes an eben diesem Boom angeschlossen. Wir nennen ihn dann den “kalten Boom“. Ähnlich wie bei einem Topfkreis ist auchdas ein Beitrag zur Symmetriewandlung. Ein über Kreuz angeschlossener λ/4 Symmetrierstub (Rothammel) kann die Symmetriewand-lung noch weiter verbessern. Der am Ende kurzgeschlossene Stub wird isoliert in den heißen Boom gesteckt.

Der Innenleiter kommt folglich an den anderen Boom, vor dem kürzesten Element. Sollte das Kabel nicht mehr durch den Boomhindurchpassen, so muß es neben dem kalten Boom entlang geführt werden, wie in dem Foto auf S. 12 (unten).

Die beiden Booms stellen darüberhinaus eine Lecherleitung dar, mit einem Wellenwiderstand, der durch die beiden sich "sehenden"Flächen und deren Abstand voneinander bestimmt ist. Die beiden Booms werden zur Anpassung der Fußpunktwiderstände der einzelnenDipole (ca. 300 Ohm) an das 50-Ohm-Kabel als Transformationsleitung benutzt.

Die Fußpunktwiderstände der Dipole sind abhängig vom Schlankheitsgrad, dem Dipol-Längen- / Durchmesserverhältnis.Bei den kurzen Elementen beträgt der Schlankheitsgrad also 666 mm (Elementlänge) geteilt durch 4 mm = 170,5. Und bei den längstenElementen 1020 mm geteilt durch 4 mm = 261,7. Das verändert die Impedanz entlang der Booms doch erheblich.

Außer dem Symmetrieren vom unsymmetrischen Koaxkabel zu den beiden (symmetrischen) Booms, bilden diese eine Transformations-leitung 50 Ohm ca. 270 - 330 Ohm (Die Fußpunktwiderstände der Elemente).

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RG-58 Symmetrierstub 34 cm lang

Speisekabel InnenleiterAußenleiter


Der Eigenbau • Planung einer 11-Element-LPDAmit 4-mm-Elementen, blank und 15 × 15 × 1-mm-Booms, eloxiert.

Die Maßangaben in den Listen geben über alle Maße Auskunft, die vom Speisepunkt bis zum letzten Element, und einer Wellenleiter-Verlängerung gelten. Der Boom beginnt also schon beim Speisepunkt, mindestes 20 mm (besser 40 mm) vor den kürzesten Elementen,damit sich die auf der Lecherleitung geführte Welle an das Symmetrieren gewöhnen kann, bevor die ersten Elemente erreicht sind. Alsominimal 2 - 4 cm dazurechnen (viel mehr ist sehr viel besser).Wenn ein Koaxialkabel an den Boom, mit seinem vergleichsweise gewaltig größeren Querschnitt angeschlossen wird, entsteht dort für dieHF auch noch eine elektrische "Stoßstelle" (plötzliche Querschnittsänderung). Um zwischen der Energie-Speiseleitung und den Boomseinen "stoßfreien", reflexionsfreien Übergang zu schaffen, sollte die Querschnittsvergrößerung allmählich erfolgen.

Die eleganteste Lösung bietet sich an, wenn man die Booms vorn “anspitzt”. Das Foto zeigt den vorderenTeil der Booms, mit dem Abstandshalter. Eine Nirosta-Schraube ist durch das Loch gesteckt und mitMutter, und Kontermutter mit dem Boom verschraubt. Zwischen den Muttern kann ein Kabelschuhfestgeschraubt werden, mit dessen Hülse die Koax-Leitung verbunden ist. Das ist zwar etwas schwierigzu bauen, - aber - ich kann’s ja auch!Hauptsache ist das langsame Ansteigen des Querschnittes. Wohin die Öffnung zeigt, in die wir auf demFoto hineinschauen, ist elektrisch unerheblich. Mir scheint, dies ist die beste Lösung. So mache ich es.

Es gibt natürlich - wie das Bild darunter zeigt, noch eine Fülle weiterer Möglichkeiten, die Querschnitts-Vergrößerung allmählich erfolgen zu lassen. Man sollte das aber unbedingt berücksichtigen, wenn mansich vor Überraschungen beim späteren Abgleich der Antenne schützen will.

Auf Seite 7 wurde schon beschrieben, daß die Booms noch etwa 7 - 8 cm (= λ/8) hinter dem längstenElement verlängert sein sollten.Die Welle läuft dort noch unter weiterer Abschwächung fort. Und es erfolgt auf diese Weise keineReflexion der Welle, - sie hat sich quasi “totgelaufen”. Weitere Verlängerung für Vormastmontage (auchwenn es nur der “kalte Boom” ist), ist unbedenklich.

Die Länge des Booms von Element 1 - 11, der 11-ele-LPDA ist mit 69,4 cm angegeben. Dazu sind 4 cmvorn, und 7 cm (hinten) hinzugerechnet = ca. 81,4 cm. Die Listen enthalten auch die Maße der Booms.

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Ich baue eine Duoband-LPDA • Protokoll meines Eigenbaus im Mai 2009Es soll eine 11-Element Antenne werden, weil ich 1 m lange 15 × 15 mm Boomrohre aus dem Baumarkt besorgt habe.

Der Beginn bei den BoomsDie Maße habe ich aus den Listen entnommen.

Ich kontrolliere, ob die Maße für eine 11-Element-LPDA ausreichen.Für meine Mastschelle werden benötigt 12,4 cm. Zusammen mitmeiner Mastschelle komme ich also mit 1 m Länge gut aus.

Die Übertragungszone mit dem langsam ansteigenden Boomquerschnitt habe ich hergestellt, indem ich dieBoomrohre schräg in den Schraubstock einspannte. Was nun oben aus den Schraubstockbacken herausschaute, wurde mitder Metallsäge in Höhe der Schraubstockbacken abgesägt. Währenddessen wurde das Sägeblatt mehrfach mit dem Stearineiner Haushaltskerze geschmiert. Das ist ein altes “Hausmittel”, was auch beim Bohren gut funktioniert.

Das Ergebnis dieser Aktion ist in diesem Bild zu bewundern. Der Boom-Querschnitt verändert sichvom später angebrachten Kabelschuh zum Anschluß des Koaxialkabels kontinuierlich bis zum vollenVolumen. Beim späteren Endabgleich konnte ich erfreut feststellen, daß im Gegensatz zur bisherigenVerfahrensweise (ohne “Anspitzen” der Booms), der Abgleich erheblich leichter ging.

Löcher bohren für Elemente, Abstandshalter und KabelanschlußIch möchte ein Aircell-7 Koaxialkabel durch den “kalten Boom” hindurchführen. Es ist deshalb - und auch ausGründen der Abstrahlung - günstig, die Elemente so dicht wie möglich an den Boomwänden zu plazieren die sichgegenseitig “sehen”, und folglich für die Impedanz der durch die Boomrohre gebildeten Lecherleitung stehen.

Ich mache mir einen Bleistiftstrich, der um die Wandstärke des Vierkantrohres (1 mm) plus dem halben Elementdurchmesser (2 mm) vonder betreffenden Wand entfernt ist. Mit einem Stechzirkel oder mit einem Meßschieber markiere ich durch Anritzen die Positionen, andenen zu bohren sein wird. Mit einem nadelspitzen Werkzeug (ich hatte dafür eine Schuster-Ahle) vertiefe, und erweitere ich die zubohrenden Positionen. Denn beim Bohren soll mein Bohrer diese angedeuteten “Löcher” sicher finden. Zum besseren Finden der

Abklingzone

4 cm 76,3 cm

Strahlungsaktive ZoneÜbertragungszone

9 cm

Mastschelle

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Löcher verwendete ich einen möglichst dünnen Bohrer - ich habe einen 2-mm-Bohrer genommen. Mit ihm war es leicht, dieangekörnten Positionen zu finden und zu bohren, ohne daß der Bohrer seitlich ausbrach, weil er eben auch eine kleine Schneidspitze hat.

Nachdem einer der Booms komplett mit Löchern für Kabelanschluß, Abstandshaltern und Elementlöchern versehen war, wurde erpaßgenau auf den zweiten Boom gelegt und mit Schraubzwingen arretiert. Wieder kam mein 2-mm-Bohrer zum Einsatz, um auch denzweiten Boom mit haargenau passenden Löchern zu versehen.

Dann habe ich mit einem 3,5-mm- Bohrer nachgebohrt. Dieses Vorgehen ist deshalb günstig, weil der Bohrer für mein endgültigesBohrloch von 3,9 mm, nur noch ganz wenig, und ohne Kraftanstrengung bohrend, kaum einen Grat erzeugt. (Der Grat ist das auf derAustrittseite des Bohrers mitgerissene Material). Das spätere Einpressen der Elemente wird dadurch wesentlich erleichtert.

Das Bohren der 3,9 mm Löcher wird gut geschmiert (z.B mit dem Stearin der Weihnachtskerze), und ohne jede Kraftanstrengungvorgenommen. Die Löcher für Abstandshalter und Kabelanschluß (vorher besonders markiert), werden auf 4 mm aufgebohrt.

Vorbereitung der ElementeIch hatte in einem Hamburger Metallwaren-Geschäft noch blanke Alu-Schweißstäbe ergattert. Das ist besonders günstig, wenn man sichvor Augen hält, daß die Kontaktfläche zum Boom nur rund 12 Quadrat-Millimeter beträgt. Und dabei ist der gute Kontakt sehr wichtig.Also - wenn irgend möglich - blankes Rundmaterial im Fachhandel besorgen. (Die Legierung ist nebensächlich - die Leitfähigkeit ist injedem Fall hervorragend).

Die Elemente habe ich auf die Längenangabe in der Liste (von Mitte des Booms) plus 7,5 mm (halber Boomquerschnitt) plusweiterer fünf Millimeter als Zugabe grob zugeschnitten.

Ich hatte also blankes 4-mm-Rundmaterial. Schweißstäbe (und vielleicht auch anderes) sind nicht unbedingt so besonders maßhaltig.Deshalb habe ich aus meinem Fundus ein Kugellager gegriffen, mit einem Innendurchmesser von 4 mm. Wenn das stramm auf denSchweißdraht paßte, dann war ich zufrieden. Ansonsten habe ich mit feinem Schmirgelpapier nachgeholfen. Schön glatt machen, damites beim Einpressen gut rutscht.

Damit die Elemente beim Einpreß-Vorgang gut in die vorgesehenen Boom-Bohrungen hineingleiten, habe ich sie am Ende miteiner Feile abgeschrägt - eine Phase angefeilt, sagt der Fachmann. Denn der Einpreß-Vorgang muß einigermaßen schnell überdie Bühne gehen, damit der Gegensatz zwischen heißem Boom und kaltem Element nicht schon Vergangenheit ist. Aber sozirka 5 - 8 Sekunden sind noch kein Beinbruch für das Einpressen, denn der eiskalte Schraubstock kühlt das Element weiterhin.

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Der Einpreß-Vorgang beginnt mit der Kühlung des Schraubstockes und der ElementeDer Schraubstock und die Elemente werden für etwa 2 - 3 Stunden in das Tiefkühlfach gelegt. Das ist überaus wichtig, weil derSchraubstock seine Kälte auf das Element übertragen soll. Das erhöht die Zeit, die man zum Einpressen hat. Mit einer Eisschichtüberzogen, habe ich ihn nach 2 ½ Stunden aus dem Kühlfach genommen. Größerer Temperaturunterschied = leichtere Arbeit.In der Zwischenzeit habe ich mir eine Vorrichtung gebaut, auf die die Booms zum Erhitzen gelegt werden konnten. Dann habe ich einBügeleisen mit der Bügelfläche nach oben so plaziert, daß es aus ca. 1 cm Entfernung die Booms erhitzen konnte.Das Element ist lose im Schraubstock eingespannt. Ein Justierstück mit dem Boom-Querschnitt ist mit einen ca. 4,1 mm Lochversehen. Es wird auf das herausschauende Elementende aufgesteckt. Das dient mir dazu, das Element aus dem Justierstück- und später aus dem Boom - nur soweit herausschauen zu lassen, daß das Element nur noch mit der vorher angefeilten Phaseherausschaut. (Bild rechts). Dann wird das Element im Schraubstock möglichst fest gepreßt.

Das erste Anwärmen eines Booms dauert viel länger als das bei den weiterenLöchern erforderlich ist. Mit Arbeitshandschuhen fasse ich den heißen Booman, peile durch das vorgesehene Loch und benutze den Handballen um den Boom durchDraufklopfen auf das Element zu pressen. Wechselweise wird währenddessen gerade derandere Boom geheizt. Ich habe zwar immer ein Stück Weichholz und einen Hammerbereitliegen, um im Notfall damit nachzuhelfen, aber das war bei keinem der Elementeerforderlich.

Der große Vorteil bei dieser Prozedur ist folgender:Aluminium oxydiert absolut sofort, wenn es mit Luft in Berührung kommt. Das heißt,daß auch meine Elemente und die Löcher mit einer (dünnen) Oxydschicht überzogensind. Bei dem Einpreß-Vorgang “schabt” sich das gewissermaßen ab.

Kontaktsicherheit: Das leisten nur Gewinde- und Warm-Einpreß-Verfahren!

Es werden beide Booms völlig identisch mit Elementen bestückt. Das heißt, wenn beidem einen Boom das erste Element zur einen Seite zeigt, dann auch beim anderen Boom.Durch das spätere Drehen erst, ergänzen sich die Halbwellenteile zur fertigen LPDA.

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Die fertig bestückten Booms sehen dann so aus:

Beide Booms sind nach der Montage der Elemente völlig identisch. Erst wennman den vorderen oder den hinteren der beiden Booms um seine Längsachsedreht, bekommt man das Bild einer vollständigen LPDA vor Augen.

In der fertigen Position wird das Gebilde dann mit Abstands-haltern zur LPDA. Meine Versuchs-Abstandshalter habenzunächst auf einer Seite Langlöcher. Damit können die BoomsZug um Zug beim Endabgleich auf die erforderlichen Endwerteeingestellt werden.

Mit M 4 × 25 Nirosta-Schrauben plus -Muttern sind mittels der Abstandshalter die beiden Booms zunächst auf einen Abstand von 4 - 7mm bei den kürzesten, und von ca. 14 mm bei den längsten Elementen einzustellen. Die beim Abgleich erforderlichen Korrekturendieser Abstände sind dann nur noch minimal. Dieses System ist für mich das beste, weil auch die M-4-Schrauben nahe der Innenwandsind, wo mein Kabel noch hindurchpaßt.

Elemente auf das Listen-Sollmaß beschneidenIn den Listen wird das Sollmaß angegeben. Das ist das Maß von der Mitte des Boomquerschnitts bis zum Element-Ende. Es wurdenzuvor 7,5 mm (halber Boomquerschnitt) zugegeben. Eine weitere Zugabe von plus etwa 5 mm dient dazu, um Ungenauigkeiten beimEinpassen der Elemente korrigieren zu können.

Nach dem Zusammenbau werden die Elemente nun auf das Maß ohne die Zugabe-Korrektur-Millimeter, also auf das Maß in der Listegekürzt.

Auf dieses Maß schneide ich mit einer kleinen “Puck-Säge” alle Elemente sehr genau zu, nachdem beide Booms mit Abstandshaltern zueiner LPDA zusammengefügt sind.

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Der Kabelanschluß Natürlich habe ich darauf geachtet, daß für die Kabelan-schlüsse Löcher gebohrt wurden, die auf beiden Booms genau gleich weit von den ersten(kürzesten) Elementen sind. Denn es muß HF-technisch Gegenphase auf den Booms herrschen,sonst fangen schon die Booms zu strahlen an. Darüberhinaus gäbe es Laufzeit-Unterschiededes HF-Signals zu den Element-Hälften.

Ein Halbwellenlanges Kabel zum AbgleichEs wurde schon berichtet, daß die Antenne im nichtoptimierten Zustand noch eine “Stoßstelle”darstellt. Das rührt daher, daß die für die Booms erforderlichen Abstände noch unbekannt sind.

Erst nach erfolgreichem Endabgleich transformieren die Booms exakt. Dann könnte einbeliebig langes Kabel angeschlossen werden. Ich benutze ein Kabel, was 8 × Halbwelle langist. Das lasse ich auch so, wenn die Antenne am Mast für den Betrieb montiert ist, denn indieser Entfernung ist auf meinem Dach eine HF-Trennstelle.

Wie man eine Halbwelle ausmessen kann, wird auf Seite 19 erläutert. Diese Kabel-Länge giltim Falle des Endabgleichs von dort, wo das Kabel offen wird, bis zum Stehwellenmeßgerät.Also dort, wo der Innenleiter vom Außenleiter umschlossen wird (einschließlich Stecker).

Da, wo das Kabel offen werden soll, habe ich noch ca. 8 cm zugegeben. Nun an der X-mal-Halbwellen-Stelle den Außenmantel einwenig eingeritzt (nicht ganz bis zum Geflecht des Außenleiters). So kann ich das Aircell-7 Kabel mühelos von hinten durch den “kaltenBoom” hindurchschieben.

Zunächst ziehe ich das Kabel weit nach vorn aus dem Boom heraus um es bearbeiten zu können. Der angeschnittene schwarze Außen-mantel wird hin und her bewegt, bis das Außenleitergeflecht auftaucht. Außenmantel abziehen, Geflecht vorsichtig auskämmen,verdrillen - jeder kennt das.

Die verdrillten Enden so kurz wie möglich, und gleichlang abschneiden. Sie sollen noch gut in die Hülsen der Kabelschuhe passen.Sodann das Ende des Außenleiters in die Hülse des kalten, und das des Innenleiters in die Hülse des “heißen Booms” einführen.

Wenn dann die Hülsen zusammengedrückt, und verlötet sind, hat man den Rohbau hinter sich und kann zum Abgleich schreiten.

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Diese 2-er-Gruppe hat Thomas Favetto, HB9SZV gebaut.Das Foto entstand bei einem Fieldday.

Tipps & TricksHalbwellenlange Koaxialkabel transportieren genau die Impedanz, die man an einEnde des Kabels anschließt, an das andere Ende des Kabels.Ein Kabel was mehrere Halbwellen lang ist, tut das genauso. Es wird uns alsozunächst eine Fehlanpassung vom Speisepunkt der Antenne zum SWR-Meter melden.Das erwähnte Halbwellenkabel beginnt nahe dem Speisepunkt - dort wo der Außenlei-ter den Innenleiter zu umschließen beginnt. Und es endet dort, wo auch der HF-Steckerstift endet (Bild).

Eine Fehlanpassung wird solange angezeigt, wie die Transformationsleitung (diebeiden Booms) noch nicht richtig transformieren, weil ihr Abstand voneinander nochnicht den erforderlichen Wert hat, und weil die Antenne noch nicht auf Bandmitteschwingt. Auch das Halbwellenkabel arbeitet ja erst in Bandmitte richtig.Der richtige Abstand wird beeinflußt von der Länge und dem Durchmesser derElemente, von der Seitenlänge der Vierkantrohre und einigen anderen Faktoren.

Zunächst ist das SWR noch schlecht. Denn die Antenne ist noch auf einer niedrigerenFrequenz resonant, für die unser Halbwellenkabel noch nicht genau paßt. Man suchtnach der Frequenz, auf der das SWR den niedrigsten Wert aufweist. Am unteren Endedes Bereichs - oder sogar noch darunter, findet sich die Frequenz mit niedrigstemSWR. Die Frequenz, für die die Elemente resonant sind.Für diese Frequenz wird nun durch sorgfältiges Verändern der Boomabstände dasSWR auf den geringstmöglichen Wert gebracht. Diese Frequenz multipliziert mit 3müßte dann auch das günstigste SWR für das 70 cm Band haben.

Nun erst werden die Elemente gekürzt, um die Resonanz Schritt für Schritt in dieBandmitte beider Amateurbänder zu bringen. Boomabstände jeweils kontrollieren.

X × λ/2 (X = 1, 2, 3, 4 usw.)


Tipps & Tricks zum Endabgleich • Ein halbwellenlanges Koaxialkabel ist Pflicht.Man schließt ein halbwellenlanges (oder Vielfache einer Halbwelle) Kabel an die Booms an, und stellt deren Abstand auf bestes SWRein. Diese Kabellänge zählt vom Anschluß des Kabels an die Booms bis zum SWR-Meter!!!

Das ist deshalb sehr wichtig, weil die Antenne vermutlich noch nicht richtig angepaßt ist. Stellen wir uns vor, das Kabel habe eineLänge in der Größenordnung von λ/4 oder ungeradzahliger Vielfacher dieser Länge. Diese Leitung würde uns vortäuschen, daß dieAntenne total defekt sei. Denn Viertelwellen-Leitungen transformieren ja, wie bekannt zur umgekehrten Impedanz.

Ein Kabel mit Halbwellenresonanz ist also Pflicht. Denn ein solches Kabel transformiert die Impedanz, die an der Antenneherrscht, bis an das SWR-Meter, und zeigt eine mögliche Ungleichheit an. Wenn der Endabgleich dann (hoffentlich) gelungen ist, kanndas Kabel für die nächste Antenne aufbewahrt werden. Nun kann an seiner Stelle ein beliebig langes Kabel angeschlossen werden, denndie Antenne hat dann - wie das gesamte System - die erforderliche Impedanz von 50 Ω.

Länge einer Halbwelle ermitteln An den TRX ist über ein kurzes Kabel (Länge beliebig),SWR-Meter und Dummy-Load angeschlossen. Auf dem Weg zum SWR-Meter wird mittelsKoax-T-Stecker bei dem blauen Pfeil das zu untersuchende Kabel angeschlossen. Durch diesesKabel wurde eine Nähnadel so hindurch gestochen, daß das zu untersuchende Kabel bei einerhalben Wellenlänge einen Kurzschluß hat (Pfeil A). Dieser Kurzschluß ist nun auch bei demKoax-T-Stecker vorhanden. Das SWR-Meter zeigt keinen Vorlauf mehr an. Die gesamte (kleine)Leistung wird auf dem Weg TRX SWR-Meter in Wärme umgesetzt. Ich mußte da erst einpaar Mal die richtige Stelle für meine Nähnadel suchen. Wenn die Nadel genau bei λ/2 steckt,kommt hinten wirklich nichts mehr an. Auch dann nicht, wenn die Leistung kurzzeitig auf 10Watt erhöht wurde. Koax-T-Stecker gibt es in N-Technik bei Reichelt für weniger als € 4.-Die Position der Nadel wurde mit einem Klebeband markiert. Und - weil diese Länge wegen desKoax-T-Steckers nicht so ganz genau ist, habe ich die nächste Halbwelle (bei 1λ = Pfeil B) aufdem Testkabel ermittelt. Zwischen beiden Markierungen ist nun genau λ/2.Die Nähnadel ist mit Lüsterklemmen versehen, um sie besser anfassen zu können.

Wer ein Kabel verwenden will, das mehrere Halbwellen lang ist, (das trifft in den meistenFällen zu), mißt die gewünschte Länge nach der Liste auf Seite 44 ab, und gibt zunächst nocheinige Zentimeter hinzu. Sodann verfährt er, wie im Bild ganz unten angegeben. Das entstandeneLoch bei A markiert dann den Punkt, wo das Kabel offen wird.

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SWR 50 Ω

A

B

A

TRX

Eine Halbwelleausmessen

Mehrere Halbwellen


Tipp: Eloxiertes Element-Vollmaterialfür die Gewinde-Methode

Bei Element-Durchmessern über 4 mm ist diese Methode erfolgreich anwendbar. Umzwischen Boom und Element einen HF-gerechten Kontakt zu erreichen, sollte manaußer dem Element auch dem Boomloch ein Gewinde verpassen. Gewindebohrersind aber meist zu kurz, um damit durch das Loch der zweiten Wand des 15 × 15 mmBooms hindurchzukommen. Das ist auch garnicht erforderlich.

Wenn die Boomwand, aus der das Element austritt, mit Gewinde versehen ist, genügtdas vollkommen. Denn hier ist die für die HF wichtige Stelle, wo ein einwandfreierKontakt erforderlich ist. Auf der Seite, die vom Element abgewandt ist, kann dieBohrung dem Elementdurchmesser entsprechen, dort kommt ohnehin nur eine Kon-termutter in Frage.

Auf der HF-wichtigen Seite besteht dann durch das Gewinde ein besonders guterKontakt, schon weil sich die Kontaktfläche vergrößert hat. Wer noch mehr Sicherheithaben möchte, der legt auf der Elementseite noch einen Nirosta-Schneidring unter dieElementseitige Mutter. Schneidringe sind Beilegscheiben, deren äußerer Rand aufge-fiedert ist. Die Mutter preßt die Schneiden in das Material und sorgt für zusätzlichenKontakt.

Die Nirosta-Muttern rosten zwar selbst nicht, sie bilden aber im Kontakt mit demAlu-Material ein chemisches Element. Die Folge ist eine Zersetzung des Alumini-ums bei Wetter-Einfluß. Dagegen hilft das Konservieren mit Zwei-Komponenten-Kleber. Von den letzten Gewindegängen über die Mutter, weiter bis zum Boom wirddamit alles luftdicht “verpackt”. Das hält dann mindestens die nächsten 15 Jahre.

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Gewinde im Boomrohr

Loch ohne Gewinde

Schneidring

HF-Kontakt isthier wichtig !


Der Endabgleich Die Voraussetzungen:

1. Ein Koaxkabel mit Halbwellenresonanz (n • λ/2), n = 1, 2, 3, 4, 5 . . . . speist die Antenne.2. Gleiche Leiterlänge (möglichst kurz) vom Ende der Koaxleitung (dort wo das Kabel offen wird) bis zu den ersten Elementen.3. Geeignete Testumgebung ohne störende kapazitive Beeinflussung ist hergestellt. (Vielleicht vom Balkon zum Himmel richten).

Es ist zu bedenken: Elemente um 4 Millimeter kürzen = Frequenzänderung um ca. 1 MHz (im 2-m-Band).Elemente um 4 Millimeter kürzen = Frequenzänderung um ca. 3 MHz (im 70-cm-Band).

Das Kürzen des längsten Elements hat seine Grenze bei ca. 50,4 cm. Nicht weiter kürzen ! ! !

Soll das Optimieren gelingen, so kann das nur in einer Umgebung ohne störende Wände oder Gegenstände erfolgen. Alsozumindest in einem sehr großen Raum, in dem die Antenne mindestens 3 - 4 Wellenlängen Freiraum vor und neben sich „sieht“. DieAntenne sollte beim Optimieren vor dem Mast montiert sein. Denn schon GFK-Maste innerhalb der strahlungsaktiven Zone machen dasVerhalten der Antenne nahezu unkontrollierbar. Ein 4-cm-GFK-Mast, der mit einem der Elemente parallel angeordnet war, verändertedas SWR je nach der Annäherung von 1 : 1,2 auf ein SWR von 1 : 1,9 !!!

Nur für unendlich dünne Elemente hat mein Programm die Elementlängen errechnet, und es bedarf also deshalb noch des Verkürzens.In der Regel ist die Antenne also zu tief resonant. Das ist so gewollt, denn: Sind die Elemente erst einmal zu kurz, dann war allesvergebens. Die Resonanz der Antenne liegt deshalb zunächst nahe, oder unterhalb 144 und 430 MHz ! ! !

Deshalb also zunächst nahe dem unteren Bandende messen. Zuerst wird der Boomabstand verändert, auf das bestmögliche SWR.Es kann noch nicht das optimale SWR erreicht werden, weil unser Halbwellenkabel für die Resonanz der Antenne auf 145 MHzausgelegt ist.Durch wechselseitiges Ändern des Boomabstandes und gleichmäßiges Kürzen aller Elemente tastet man sich an das Optimum heran, undbringt die Antenne so etwa auf der Mittenfrequenz in Resonanz, möglichst mit einem SWR < 1 : 1,2. Nach Kürzen der Elemente hatsich der Schlankheitsgrad - und damit die Fußpunktwiderstände verkleinert. Deshalb muß der Boomabstand an die neue Impedanzangeglichen werden.

Natürlich sollte man das bestmögliche SWR sowohl für das 2-m- als auch für das 70-cm-Band anstreben. Hat man ein SWR von etwa 1,2erreicht, dann sollte man sich damit zufrieden geben, denn nun kann man schnell übers Ziel hinaus schießen und mehr Schaden erreichen,als Nutzen. Denn sind die Elemente erst einmal zu kurz, dann kommen die Tränen . . . (das passiert auch mir oft).

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ENDABGLEICH-PROTOKOLL - EINE SIMULATIONeiner 12-Element-LPDA - Booms 15 × 15 × 1 mm - Elemente 4 mm blank. Boomabstand: Vorn 4, Hinten 15 mm.Warm-Kalt-Verfahren - Elemente auf die Sollmaße zugeschnitten: hinten 52,32 cm; vorn 34,09 cm.

Es sei beim ersten Test das beste SWR auf 142.5 MHz (SWR 1,4); und auf 428 MHz (SWR 1,8)Boomabstand nun z.B. V: 3,5; H: 11,5 mm 142,5 MHz (SWR 1,2) 428 MHz (SWR 1,4)

Ausrechnen: Für 142,5 MHz ist mein längstes Element 52,32 cm lang. Wie lang muß es für 145 MHz werden?Rechengang: c = 300 geteilt durch f = 142,5 ergibt Wellenlänge = 2,10 in Metern.ergo c = 7500 geteilt durch 142,5 MHz = Viertelwellenlänge 52,6 in Zentimetern.

c = 7500 geteilt durch 145 MHz = 51,7 cm. Differenz = 9 mm.Resonanz also 2,5 - bzw. 7-MHz zu tief - (145 MHz minus 142,5 MHz = 2,5 MHz).Vorsichtshalber um nur 7 mm kürzen.

Danach sind die Boomabstände jewils neu zu justieren.

Diese Prozedur, wenn erforderlich, vorsichtig wiederholen.

Nach dem AbgleichVon 144 bis 146 MHz sollte ein ein Rücklauf < 1,2 : 1 feststellbar sein.Von 430 bis 440 MHz soll das SWR ebenfalls besser als 1,2 sein.

Wichtiges Fazit: Mit zwei bis drei Abgleichschritten sollte das Ziel erreicht seinSchon wenn die Resonanz zu Beginn sehr w e i t außerhalb der Amateurbänder liegt, deutet das einen gravierendenFehler an. Es muß eindeutig bei Verkürzung der Elemente und Anpassung des Boomabstandes, eine Erhöhung derResonanzfrequenz eintreten. Ist das nicht der Fall, und sollten bei Ihrem Endabgleich gravierende Abweichungenauftreten, dann wird kein Abgleich möglich sein.Es sind dann grundlegende Fehler die Ursache. Nicht weiter experimentieren, sondern Fehler suchen - und finden!

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Aufgetretene Fehler. Einige Fehler sind in den vergangenen Jahren beim Aufbau der Antennen häufiger aufgetreten:Fehler bei dem Abgleich des Boomabstandes sind auch mir, wie manchem Anderen passiert. Wenn man nämlich beginnt, denBoomabstand zu ermitteln, hat die Transformationsleitung ja noch nicht die erforderliche Impedanz, denn die Booms haben eben nochnicht den richtigen Abstand. Daraus resultiert am Anschluß Koaxkabel-Booms natürlich eine Stoßstelle.

Wenn in diesem Zustand ein Kabel mit unbekannter Länge, oder gar mit annähernd Lambda/ 4 oder ungeradzahlige Vielfache, vomAnschlußpunkt bis zum Stehwellenmesser vorliegt, ist das Optimieren unmöglich.

Halbwellenlange Leitungen transformieren dagegen 1:1, und sind bestens geeignet. Natürlich auch 2, 3, 4 usw. mal Halbwelle malVerkürzungsfaktor sind geeignet.

Beachten ! Eine solche Halbwellenleitung beginnt am Boom-Anschluß (ab dort wo der Außenmantel den Innenleiter umschließt)und sie endet am Stehwellen-Meßgerät !!!

Erst dann, wenn die Booms richtig transformieren, kann ein beliebig langes Kabel verwendet werden !!!

Eloxiertes Material, das sei nochmals gesagt, isoliert. Zwischen den Anschlüssen für die Koaxleitung und zwei Dritteln der Elementeeiner Antenne war kein Durchgang meßbar. Da hilft nur das Abschleifen des Eloxals an den Stellen der Elemente, die mit dem Boom inVerbindung kommen. Besonders dort, wo das Element den Boom verläßt, was man mit einem Ohmmeter äußerst penibel prüfen sollte.

Erbauer, die das Popnietverfahren anwendeten, klagten über Probleme. Wahrscheinlich sind Kontaktschwierigkeiten die Ursache. Dasberichten nahezu alle Popniet-Anwender.

Ein Newcomer hatte die Halb-Elemente nicht wechselseitig sondern einseitig am Boom angeordnet. Die Antenne funktionierte, -allerdings nur wie ein Dipol mit null dB. (Vor diesem Fehler sind auch akademisch gebildete Bastler nicht automatisch geschützt) HI.

Ein Anderer hatte seine Antenne “probeweise“ inmitten einer beträchtlichen Anzahl anderer Antennen auf dem Dachboden aufgehängtund konstatierte folgerichtig: „Die Antenne taugt nichts“. So konnte sie es auch nicht, aber er glaubt es bis heute - sie geht nicht!Im Gegenteil: „Sie beeinflußt sogar meine anderen Antennen ungünstig, und wird deshalb entsorgt“.

Nichts glauben. Trauen Sie nicht Ihrem ersten Eindruck:Nur Langzeit-Erprobung kann über eine Antenne etwas Schlüssiges aussagen. Oder man beauftragt ein Meßlabor. Aber mit etwasFingerspitzengefühl, Exaktheit und einem Mindestmaß an elektrischem und mechanischem Geschick wird der Erfolg nicht ausbleiben.

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Fitneß für Wetter und Alltag Welche Leistung verträgt die Antenne?Diese Frage ist mir schon oft gestellt worden. Doch jeder, der sich einigermaßen auskennt, weiß daß eigentlich nur solche Antennen mitVorsicht zu genießen sind, die mit Kondensatoren in Anpaßnetzwerken auskommen müssen.Die LPDA ist daher kaum durch hohe Leistung gefährdet. Jedenfalls haben schon einige Benutzer darüber berichtet, die mit der höchstenzulässigen Leistung (750 W) keine Beeinträchtigung festgestellt haben.

WetterfestMit 2-Komponentenkleber oder Heißkleber werden die Kabelanschlüsse, die Rohr-Elemente und die Boomrohr-Enden abgedichtet:Styroporklötzchen in die Öffnungen hineindrücken und den Rest ausgießen mit UHU plus endfest. UHU plus endfest sollte man auchdort anwenden, wo die Elemente den Boom verlassen. Nebel führt zur Oxydation und kriecht überall hinein!

MontageBesonders bei Vertikalpolarisation ist darauf zu achten, daß der Antennenmast und die Kabel nicht die Abstrahlung behindern. VertikaleGruppen, deren Antennen nicht über- sondern nebeneinander gestockt sind, mit Hilfe eines Auslegers am kalten Boom (dann isoliert)montieren. Ansonsten Vormastmontage bevorzugt benutzen.

Für Vormastmontage wird der kalte Boom hinter dem längsten Element weiter verlängert, sodaß der Mast bei vertikaler Montage noch alszusätzlicher Reflektor wirkt. Man mache dann den Abstand zwischen Mast und dem längsten Element mindestens so groß, wie derAbstand der beiden längsten Elemente voneinander ist. Elektrischer Kontakt zum geerdeten Mast ist hier von Vorteil.

Diese Anleitung gibt das Ergebnis meiner Erfahrung beim Selbstbau einer großen Anzahl LPDAs wieder. Man muß nicht alles genau somachen, wie ich es hier beschreibe. Aber die Anfragen der Selbstbauer beziehen sich fast ausschließlich auf Fehler, die der Heimwerkermachte, und dabei wichtigen Punkten nicht die erforderliche Aufmerksamkeit widmete. Lesen Sie gründlich - Sie sparen Zeit und Geld.Selbst der Autor hat durch Nichtbeachtung der eigenen Empfehlungen schon bittere Erfahrungen machen müssen.Der Ungeübte tut gut daran, als Übungsobjekt zunächst eine kleinere (4 - 6 Elemente) LPDA zu bauen !!!

Aber nun viel Spaß und Erfolg beim Bau einer eigenen LPDAwünscht DL9HCG, Günter Lindemann

Meiendorfer Str 25, 22145 Hamburg, ℡ 040-69458633 Für Rückfragen erbitte ich Ihre Tel. Nr.E-Mail: [email protected] • Skype: dl9hcgKein Urheberrecht • Weitergabe erwünscht.

Für zugesandte Fotos von Eigenbau-LPDAs wäre ich sehr dankbar. Auch Berichte eventueller Mißgeschicke helfen, diese kleine Anleitung zu verbessern.Denn wir lernen am meisten, durch die Fehler, die wir machen. Und versetzen zukünftige Selbstbau-Freaks in die Lage, solche Fehler zu vermeiden!

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Elementlängen: bis Mitte Boom

Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 42,24 cmElement 3 = 34,09 cm

Elementabstände:von Mitte zu Mitte der Elemente

Element 1 - 2 = 7,04 cmElement 2 - 3 = 5,68 cm

Element- Gesamtabstände:von Element 1 bis

Element 2 = 7,04 cmElement 3 = 12,72 cm

Leichte, handliche Portable-Antenne an der Angelrute

Elementlängen, die Vorgehensweise:Auf die Rohmaße (bei 15 × 15 mm Booms, mit einer Zugabe von + 7,5 mm + 5mm) werden die Elemente zunächst grob abgelängt.

Nachdem Booms und Elemente eine Einheit sind, werden die Elemente g e n a u auf das Listen-Sollmaß gekürzt.Eine weitere Verkürzung um ca. 4 - 5% bringt die Antenne erst beim Endabgleich auf das Endmaß, (die elektrische Länge der Antenne).

DUOBAND- LPDA für 2 m und 70 cm3 Element Duoband - LPDA mit Gewinn ca. 5,3 dBd ( 2-m) , und ca. 7,2 dBd (70-cm).

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4 cm Bereich der Elementabstände = 12,8 cm Verlängerung = 7 cm + evtl. für Mastschelle

bis hier = 23,8 cm 4 cm Bereich der Elementabstände = 12,8 cm Verlängerung = 7 cm

Boom-Maße:



Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 45,36 cmElement 3 = 39,32 cmElement 4 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 7,56 cmElement 2 - 3 = 6,55 cmElement 3 - 4 = 5,68 cm


Element 2 = 7,56 cmElement 3 = 14,11 cmElement 4 = 19,79 cm




Boom-Maße:

Handliche Portable-Antenne an der Angelrute





Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 47,01 cmElement 3 = 42,23 cmElement 4 = 37,94 cmElement 5 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 7,83 cmElement 2 - 3 = 7,04 cmElement 3 - 4 = 6,32 cmElement 4 - 5 = 5,68 cm


Element 2 = 7,83 cmElement 3 = 14,87 cmElement 4 = 21,19 cmElement 5 = 26,87 cm




Boom-Maße:

Handliche Portable-Antenne an stabiler Angelrute





Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 48,03 cmElement 3 = 44,08 cmElement 4 = 40,46 cmElement 5 = 37,14 cmElement 6 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,00 cmElement 2 - 3 = 7,34 cmElement 3 - 4 = 6,74 cmElement 4 - 5 = 6,19 cmElement 5 - 6 = 5,68 cm


Element 2 = 8,00 cmElement 3 = 15,35 cmElement 4 = 22,09 cmElement 5 = 28,27 cmElement 6 = 33,95 cm


4 cm Bereich der Elementabstände = 34 cm Verlängerung = 7 cm + evtl. für Mastschelle

bis hier = 45 cm 4 cm Bereich der Elementabstände = 34 cm Verlängerung = 7 cm

Boom-Maße:

Portable-Antenne an stabiler Angelrute





Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 48,72 cmElement 3 = 45,36 cmElement 4 = 42,23 cmElement 5 = 39,32 cmElement 6 = 36,61 cmElement 7 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,12 cmElement 2 - 3 = 7,56 cmElement 3 - 4 = 7,04 cmElement 4 - 5 = 6,55 cmElement 5 - 6 = 6,10 cmElement 6 - 7 = 5,68 cm


Element 2 = 8,12 cmElement 3 = 15,67 cmElement 4 = 22,71 cmElement 5 = 29,26 cmElement 6 = 35,36 cmElement 7 = 41,04 cm


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4 cm Bereich der Elementabstände = 41 cm Verlängerung = 8 cm + evtl. für Mastschelle

bis hier = 53 cm 4 cm Bereich der Elementabstände = 41 cm Verlängerung = 8 cm

Boom-Maße:

Portable-Antenne an stabiler Angelrute



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Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 49,22 cmElement 3 = 46,30 cmElement 4 = 43,55 cmElement 5 = 40,96 cmElement 6 = 38,53 cmElement 7 = 36,25 cmElement 8 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,20 cmElement 2 - 3 = 7,71 cmElement 3 - 4 = 7,26 cmElement 4 - 5 = 6,82 cmElement 5 - 6 = 6,42 cmElement 6 - 7 = 6,04 cmElement 7 - 8 = 5,68 cm

Element- Gesamtabstände:von Element 1 bis :

Element 2 = 8,20 cmElement 3 = 15,91 cmElement 4 = 23,17 cmElement 5 = 29,99 cmElement 6 = 36,41 cmElement 7 = 42,45 cmElement 8 = 48,13 cm




Boom-Maße:

Stationsantenne (15 × 15 mm Booms sind hier erforderlich).





Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 49,60 cmElement 3 = 47,01 cmElement 4 = 44,56 cmElement 5 = 42,23 cmElement 6 = 40,03 cmElement 7 = 37,94 cmElement 8 = 35,96 cmElement 9 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,26 cmElement 2 - 3 = 7,83 cmElement 3 - 4 = 7,42 cmElement 4 - 5 = 7,04 cmElement 5 - 6 = 6,67 cmElement 6 - 7 = 6,32 cmElement 7 - 8 = 5,99 cmElement 8 - 9 = 5,68 cm



Element 2 = 8,26 cmElement 3 = 16,09 cmElement 4 = 23,52 cmElement 5 = 30,55 cmElement 6 = 37,22 cmElement 7 = 43,54 cmElement 8 = 49,54 cmElement 9 = 55,21 cm



Boom-Maße:

Stationsantenne (15 × 15 mm Booms sind hier erforderlich).




Elementabstände:von Mitte zu Mitte der Elemente :

Element 1 - 2 = 8,31 cmElement 2 - 3 = 7,93 cmElement 3 - 4 = 7,56 cmElement 4 - 5 = 7,21 cmElement 5 - 6 = 6,87 cmElement 6 - 7 = 6,55 cmElement 7 - 8 = 6,25 cmElement 8 - 9 = 5,96 cmElement 9 - 10 = 5,68 cm



Element 2 = 8,31 cmElement 3 = 16,24 cmElement 4 = 23,79 cmElement 5 = 31,00 cmElement 6 = 37,87 cmElement 7 = 44,42 cmElement 8 = 50,67 cmElement 9 = 56,62 cmElement 10 = 62,30 cm



Boom-Maße:


Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 49,89 cmElement 3 = 47,57 cmElement 4 = 45,36 cmElement 5 = 43,25 cmElement 6 = 41,24 cmElement 7 = 39,32 cmElement 8 = 37,49 cmElement 9 = 35,75 cmElement 10 = 34,09 cm

Leistungsfähige Stationsantenne (15 × 15 mm Booms sind hier erforderlich).





Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 50,13 cmElement 3 = 48,03 cmElement 4 = 46,02 cmElement 5 = 44,09 cmElement 6 = 42,24 cmElement 7 = 40,47 cmElement 8 = 38,77 cmElement 9 = 37,14 cmElement 10 = 35,59 cmElement 11 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,35 cmElement 2 - 3 = 8,00 cmElement 3 - 4 = 7,67 cmElement 4 - 5 = 7,34 cmElement 5 - 6 = 7,04 cmElement 6 - 7 = 6,74 cmElement 7 - 8 = 6,46 cmElement 8 - 9 = 6,19 cmElement 9 - 10 = 5,93 cmElement 10 - 11 = 5,68 cm



Element 2 = 8,35 cmElement 3 = 16,35 cmElement 4 = 24,02 cmElement 5 = 31,36 cmElement 6 = 38,40 cmElement 7 = 45,14 cmElement 8 = 51,60 cmElement 9 = 57,79 cmElement 10 = 63,72 cmElement 11 = 69,40 cm



Boom-Maße:

Leistungsfähige Stationsantenne (15 × 15 mm Booms sind hier erforderlich).





Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 50,33 cmElement 3 = 48,40 cmElement 4 = 46,56 cmElement 5 = 44,78 cmElement 6 = 43,07 cmElement 7 = 41,42 cmElement 8 = 39,84 cmElement 9 = 38,32 cmElement 10 = 36,85 cmElement 11 = 35,45 cmElement 12 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,38 cmElement 2 - 3 = 8,38 cmElement 3 - 4 = 7,76 cmElement 4 - 5 = 7,46 cmElement 5 - 6 = 7,17 cmElement 6 - 7 = 6,90 cmElement 7 - 8 = 6,64 cmElement 8 - 9 = 6,38 cmElement 9 - 1 = 6,14 cmElement 10 - 11 = 5,91 cmElement 11 - 12 = 5,68 cm


Sehr empfehlenswert weil die Booms ca. 1 m lang sind (= Baumarktlänge ).


Element 2 = 8,38 cmElement 3 = 16,45 cmElement 4 = 24,20 cmElement 5 = 31,66 cmElement 6 = 38,84 cmElement 7 = 45,74 cmElement 8 = 52,38 cmElement 9 = 58,76 cmElement 10 = 64,90 cmElement 11 = 70,81 cmElement 12 = 7649 cm,



Boom-Maße:

Hochleistungs- Stationsantenne (15 × 15 mm Booms sind hier erforderlich).





Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 50,49 cmElement 3 = 48,72 cmElement 4 = 47,01 cmElement 5 = 45,36 cmElement 6 = 43,77 cmElement 7 = 42,23 cmElement 8 = 40,75 cmElement 9 = 39,32 cmElement 10 = 37,94 cmElement 11 = 36,61 cmElement 12 = 35,33 cmElement 13 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,41 cmElement 2 - 3 = 8,12 cmElement 3 - 4 = 7,83 cmElement 4 - 5 = 7,56 cmElement 5 - 6 = 7,29 cmElement 6 - 7 = 7,04 cmElement 7 - 8 = 6,79 cmElement 8 - 9 = 6,55 cmElement 9 - 10 = 6,32 cmElement 10 - 11 = 6,10 cmElement 11 - 12 = 5,89 cmElement 12 - 13 = 5,68 cm



Element 2 = 8,41 cmElement 3 = 16,53 cmElement 4 = 24,36 cmElement 5 = 31,92 cmElement 6 = 39,21 cmElement 7 = 46,25 cmElement 8 = 53,03 cmElement 9 = 59,59 cmElement 10 = 65,91 cmElement 11 = 72,01 cmElement 12 = 77,89 cmElement 13 = 83,57 cm

4 cm Bereich der Elementabstände = 83,6 cm Verlängerung = 8,5 cm + evtl. für Mastschelle

bis hier = 96,1 cm 4 cm Bereich der Elementabstände = 83,6 cm Verlängerung = 8,5 cm

Boom-Maße:

Hochleistungsantenne (Booms mit 15 × 15 mm und mit 1,5 mm Wandstärke sind hier erforderlich).Elementlängen, die Vorgehensweise:

Auf die Rohmaße (bei 15 × 15 mm Booms, mit einer Zugabe von + 7,5 mm + 5mm) werden die Elemente zunächst grob abgelängt.Nachdem Booms und Elemente eine Einheit sind, werden die Elemente g e n a u auf das Listen-Sollmaß gekürzt.

Eine weitere Verkürzung um ca. 4 - 5% bringt die Antenne erst beim Endabgleich auf das Endmaß, (die elektrische Länge der Antenne).



Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 50,63 cmElement 3 = 48,99 cmElement 4 = 47,40 cmElement 5 = 45,86 cmElement 6 = 44,37 cmElement 7 = 42,93 cmElement 8 = 41,54 cmElement 9 = 40,20 cmElement 10 = 38,89 cmElement 11 = 37,63 cmElement 12 = 36,41 cmElement 13 = 35,23 cmElement 14 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,43 cmElement 2 - 3 = 8,16 cmElement 3 - 4 = 7,90 cmElement 4 - 5 = 7,64 cmElement 5 - 6 = 7,39 cmElement 6 - 7 = 7,15 cmElement 7 - 8 = 6,92 cmElement 8 - 9 = 6,70 cmElement 9 - 10 = 6,48 cmElement 10 - 11 = 6,27 cmElement 11 - 12 = 6,07 cmElement 12 - 13 = 5,87 cmElement 13 - 14 = 5,68 cm



Element 2 = 8,43 cmElement 3 = 16,60 cmElement 4 = 24,49 cmElement 5 = 32,13 cmElement 6 = 39,53 cmElement 7 = 46,68 cmElement 8 = 53,60 cmElement 9 = 60,30 cmElement 10 = 66,78 cmElement 11 = 73,04 cmElement 12 = 79,11 cmElement 13 = 84,98 cmElement 14 = 90,66 cm



Boom-Maße:

Hochleistungsantenne (Booms mit 15 × 15 mm und mit 1,5 mm Wandstärke sind hier erforderlich).Elementlängen, die Vorgehensweise:

Auf die Rohmaße (bei 15 × 15 mm Booms, mit einer Zugabe von + 7,5 mm + 5mm) werden die Elemente zunächst grob abgelängt.Nachdem Booms und Elemente eine Einheit sind, werden die Elemente g e n a u auf das Listen-Sollmaß gekürzt.

Eine weitere Verkürzung um ca. 4 - 5% bringt die Antenne erst beim Endabgleich auf das Endmaß, (die elektrische Länge der Antenne).



Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 50,75 cmElement 3 = 49,22 cmElement 4 = 47,73 cmElement 5 = 46,29 cmElement 6 = 44,90 cmElement 7 = 43,55 cmElement 8 = 42,23 cmElement 9 = 40,96 cmElement 10 = 39,72 cmElement 11 = 38,53 cmElement 12 = 37,37 cmElement 13 = 36,24 cmElement 14 = 35,15 cmElement 15 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,45 cmElement 2 - 3 = 8,20 cmElement 3 - 4 = 7,95 cmElement 4 - 5 = 7,71 cmElement 5 - 6 = 7,48 cmElement 6 - 7 = 7,25 cmElement 7 - 8 = 7,04 cmElement 8 - 9 = 6,82 cmElement 9 - 10 = 6,62 cmElement 10 - 11 = 6,42 cmElement 11 - 12 = 6,23 cmElement 12 - 13 = 6,04 cmElement 13 - 14 = 5,86 cmElement 14 - 15 = 5,68 cm



Element 2 = 8,45 cmElement 3 = 16,65 cmElement 4 = 24,61 cmElement 5 = 32,32 cmElement 6 = 39,80 cmElement 7 = 47,05 cmElement 8 = 54,09 cmElement 9 = 60,91 cmElement 10 = 67,53 cmElement 11 = 73,95 cmElement 12 = 80,18 cmElement 13 = 86,21 cmElement 14 = 92,07 cmElement 15 = 97,75 cm



Boom-Maße:

Hochleistungsantenne (Booms mit 15 × 15 mm und mit 1,5 mm Wandstärke sind hier erforderlich).



Element 1 = 52.33 cmElement 2 = 50.85 cmElement 3 = 49.42 cmElement 4 = 48.03 cmElement 5 = 46.68 cmElement 6 = 45.36 cmElement 7 = 44.08 cmElement 8 = 42.84 cmElement 9 = 41.64 cmElement 10 = 40.46 cmElement 11 = 39.32 cmElement 12 = 38.22 cmElement 13 = 37.14 cmElement 14 = 36.10 cmElement 15 = 35.08 cmElement 16 = 34.09 cm


Element 1 - 2 = 8.47 cmElement 2 - 3 = 8.23 cmElement 3 - 4 = 8.00 cmElement 4 - 5 = 7.78 cmElement 5 - 6 = 7.56 cmElement 6 - 7 = 7.34 cmElement 7 - 8 = 7.14 cmElement 8 - 9 = 6.94 cmElement 9 - 10 = 6.74 cmElement 10 - 11 = 6.55 cmElement 11 - 12 = 6.37 cmElement 12 - 13 = 6.19 cmElement 13 - 14 = 6.01 cmElement 14 - 15 = 5.84 cmElement 15 - 16 = 5.68 cm


Element 2 = 8.47 cmElement 3 = 16.71 cmElement 4 = 24.71 cmElement 5 = 32.48 cmElement 6 = 40.04 cmElement 7 = 47.38 cmElement 8 = 54.52 cmElement 9 = 61.46 cmElement 10 = 68.20 cmElement 11 = 74.75 cmElement 12 = 81.12 cmElement 13 = 87.31 cmElement 14 = 93.32 cmElement 15 = 99.16 cmElement 16 = 104.84 cm




Boom-Maße:




Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 50,94 cmElement 3 = 49,60 cmElement 4 = 48,29 cmElement 5 = 47,01 cmElement 6 = 45,77 cmElement 7 = 44,56 cmElement 8 = 43,38 cmElement 9 = 42,23 cmElement 10 = 41,12 cmElement 11 = 40,03 cmElement 12 = 38,97 cmElement 13 = 37,94 cmElement 14 = 36,94 cmElement 15 = 35,96 cmElement 16 = 35,01 cmElement 17 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,49 cmElement 2 - 3 = 8,26 cmElement 3 - 4 = 8,04 cmElement 4 - 5 = 7,83 cmElement 5 - 6 = 7,62 cmElement 6 - 7 = 7,42 cmElement 7 - 8 = 7,23 cmElement 8 - 9 = 7,04 cmElement 9 - 10 = 6,85 cmElement 10 - 11 = 6,67 cmElement 11 - 12 = 6,49 cmElement 12 - 13 = 6,32 cmElement 13 - 14 = 6,15 cmElement 14 - 15 = 5,99 cmElement 15 - 16 = 5,83 cmElement 16 - 17 = 5,68 cm

DUOBAND- LPDA für 2 m und 70 cm17 Element Duoband- LPDA mit Gewinn ca. 10,8 dBd ( 2-m) , und ca. 14,2 dBd (70-cm).


Element 2 = 8.49 cmElement 3 = 16.75 cmElement 4 = 24.79 cmElement 5 = 32.63 cmElement 6 = 40.25 cmElement 7 = 47.67 cmElement 8 = 54.90 cmElement 9 = 61.94 cmElement 10 = 68.79 cmElement 11 = 75.45 cmElement 12 = 81.95 cmElement 13 = 88.27 cmElement 14 = 94.42 cmElement 15 = 100.41 cmElement 16 = 106.25 cmElement 17 = 111.92 cm

4 cm Bereich der Elementabstände = 112 cm Verlängerung = 8,5 cm + evtl. für Mastschelle

bis hier = 124,5 cm 4 cm Bereich der Elementabstände = 112 cm Verlängerung = 8,5 cm

Boom-Maße:




Element 1 = 52,33 cmElement 2 = 51,02 cmElement 3 = 49,75 cmElement 4 = 48,51 cmElement 5 = 47,31 cmElement 6 = 47,31 cmElement 7 = 44,98 cmElement 8 = 43,86 cmElement 9 = 42,77 cmElement 10 = 41,71 cmElement 11 = 40,67 cmElement 12 = 39,66 cmElement 13 = 38,67 cmElement 14 = 37,71 cmElement 15 = 36,77 cmElement 16 = 35,85 cmElement 17 = 34,96 cmElement 18 = 34,09 cm


Element 1 - 2 = 8,50 cmElement 2 - 3 = 8,29 cmElement 3 - 4 = 8,08 cmElement 4 - 5 = 7,88 cmElement 5 - 6 = 7,69 cmElement 6 - 7 = 7,49 cmElement 7 - 8 = 7,31 cmElement 8 - 9 = 7,13 cmElement 9 - 10 = 6,95 cmElement 10 - 11 = 6,78 cmElement 11 - 12 = 6,61 cmElement 12 - 13 = 6,44 cmElement 13 - 14 = 6,28 cmElement 14 - 15 = 6,13 cmElement 15 - 16 = 5,97 cmElement 16 - 17 = 5,82 cmElement 17 - 18 = 5,68 cm

DUOBAND- LPDA für 2 m und 70 cm18 Element Duoband- LPDA mit Gewinn ca. 11,0 dBd ( 2-m) , und ca. 14,5 dBd (70-cm).


Element 2 = 8,50 cmElement 3 = 16,79 cmElement 4 = 24,87 cmElement 5 = 32,75 cmElement 6 = 40,44 cmElement 7 = 47,93 cmElement 8 = 55,24 cmElement 9 = 62,37 cmElement 10 = 69,31 cmElement 11 = 76,09 cmElement 12 = 82,70 cmElement 13 = 89,14 cmElement 14 = 95,42 cmElement 15 = 101,55 cmElement 16 = 107,52 cmElement 17 = 113,34 cmElement 18 = 119,02 cm

Der Gewinnanstieg wird nun immer kleiner. Noch größere Antennen sind deshalb zunehmend unwirtschaftlich.


4 cm Bereich der Elementabstände = 119 cm Verlängerung = 8,5 cm + evtl. für Mastschelle

bis hier = 131,5- cm 4 cm Bereich der Elementabstände = 119 cm Verlängerung = 8,5 cm

Boom-Maße:


Anhang IFür kühle Rechner

Wir errechnen zunächst die mittlere Elementlänge:

Längstes mal kürzestes Element 523,3 mm × 340,9 mm = 178 393 mm²

Daraus die Wurzel √ 178 393 mm² = 422,4 mm ( = mittlere Elementlänge).

Elem.-Länge / Durchmesser 422,4 mm geteilt durch 4 mm = 105,6 (bein diesem Wert startet die rote Pfeil-Linie).

Mittlerer Wellenwiderstand bei 2-mm-Elementen ZA = ca. 560 Ohm.bei 3-mm-Elementen ZA = ca. 350 Ohm.

Rot sind die Zeilen, die für 4-mm-Elemente gelten. bei 4-mm-Elementen ZA = ca. 280 Ohm. bei 5-mm-Elementen ZA = ca. 220 Ohm. bei 6-mm-Elementen ZA = ca. 180 Ohm.

41

500

400

300

200

100Ω

mittlere Elementlänge (mm)Elementdurchmesser (mm)

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Der mittlereWellenwiderstand(Fußpunktwiderstand)

Am Beispiel für die hiervorgeschlagene Duo-LPDAmit Elementlängen von52,33 - 34,09 cm, bei einemElementdurchmesservon 4 mm. LPDA Wellenwiderstand


Anhang IIFür kühle Rechner

Der mittlere Boomabstandläßt sich aus dem Ergebnis ZA

aus Anhang I einfach errechnen:

Die Formel dazu:

Z Trafoleitung = √ ZE × ZA(Wurzel aus Eingangs- mal Ausgangswiderstand)

√ 50 Ω × 280 Ω = ca. 118 Ω

Mittlerer Boomabstand a × d = 0,74Das sind bei Booms mit Kantenlänge:10 × 10 mm a = 10 mm • 0,74 = 7,4 mm15 × 15 mm a = 15 mm • 0,74 = 11,1 mm20 × 20 mm a = 20 mm • 0,74 = 14,8 mm

Und da der Eingangswiderstand vom Kabel her,also vorn noch fast 50 Ohm hat, ist dort derAbstand auch kleiner.Rot gezeichnet gilt für 4 mm Elemente.

a×d

Wellenwiderstand Z in Ohmeiner quadratischen Zweirohrleitungin Abhängigkeit vom VerhältnisAbstand a × d (Kantenlänge des Rohres)

42

Transformationsleitung


Anhang IIIFür kühle Rechner

Für die Elementlängen ist diesesDiagramm sehr hilfreich. Esscheint mir sehr genau zu stim-men.

Für die Mittenfrequenz von145 MHz / 4 mm = 36,25ergibt sich der Verkürzungs-faktor nach Endabgleich für 4-mm Elemente zu 0,962.

Danach wird für Resonanz auf145 und 435 MHz das längste4mm Element: 50,3 cm, unddas kürzeste Element : 32,8 cmlang.

Verkürzungsfaktor beiElementdurchmesservon 2 mm = 0,973von 3 mm = 0,966von 4 mm = 0,962von 5 mm = 0,959von 6 mm = 0,954Rot gilt für 4 mm Elemente.

43

Elektrischer Element-VerkürzungsfaktorDer Faktor, der aufgrund der Umgebungseinflüsse für jede Antenne zutrifft. Hier für LPDAs.

LPDA - Verkürzungsfaktor Mittenfrequenz (MHz)Elementdurchmesser (mm)

Verk

ürzu

ngsf

akto

r


Anhang IVHalbwellenlange Kabelnach Herstellerangaben hatAircell-7 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,83RG-58 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,66RG-213 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,66RG142 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,70

Der Rechengang:300 000 000 m/s ÷ 145 000 000 Hz/s

= 2,068 m Wellenlänge.Halbwellenlänge = 103,4 cm

multipliziert mit dem Verkürzungsfaktor VK

• VK 0,83 für • VK 0,66 für • VK 0,7 für AIRCELL-7: RG-58: RG-142:

1 = 86 cm 1 = 68 cm 1 = 72,4 cm 2 = 172 cm 2 = 137 cm 2 = 145 cm 3 = 257 cm 3 = 205 cm 3 = 217 cm 4 = 343 cm 4 = 273 cm 4 = 289 cm 5 = 429 cm 5 = 341 cm 5 = 362 cm 6 = 515 cm 6 = 410 cm 6 = 434 cm 7 = 601 cm 7 = 478 cm 7 = 507 cm 8 = 687 cm 8 = 546 cm 8 = 579 cm 9 = 772 cm 9 = 614 cm 9 = 651 cm10 = 858 cm 10 = 683 cm 10 = 723 cm11 = 944 cm 11 = 751 cm 11 = 796 cm

Ungefähre Elementlängen nach Endabgleichfür Resonanz im gesamten 2 m - und 70 cm Band mit SWR < = 1,1

Der Rechengang:300 Mio m ÷ 143,33 Mio Hz = 2,093 m Wellenlänge= 104,6 cm Halbwellenlänge = 52,3 cm für das längste Halb-Element.(Ohne den elektrischen Element-Verkürzungsfaktor).

Nach Anhang III beträgt der elektrische Element-Verkürzungsfaktor

für Elemente mit 2 mm Durchmesser = 0,973für Elemente mit 3 mm Durchmesser = 0,967für Elemente mit 4 mm Durchmesser = 0,962für Elemente mit 5 mm Durchmesser = 0,959für Elemente mit 6 mm Durchmesser = 0,954

Längstes Element bei 143,33 MHz = 7500 ÷ 143,33 = 52,3 cm(7500 ist ¼ von 30 000, und ergibt ¼ Wellenlänge in Zentimetern).

So ergibt sich die Länge des längsten Elementsbei 2 mm Elementdurchmesser: 52,3 cm × 0,973 = ca. 50,9 cmund für das kürzeste Element: 34,1 cm × 0,973 = ca. 33,2 cm

bei 3 mm Elementdurchmesser: 52,3 cm × 0,967 = ca. 50,6 cmund für das kürzeste Element: 34,1 cm × 0,967 = ca. 32,9 cm




44


Diese Teilansicht einer 11-Element LPDA.zeigt Details für den Eigenbau. Die beiden Booms sind 1-m lange, eloxierte Alu-Vierkantrohremit 15-mm Kantenlänge. Für die 4-mm Elemente wurde blankes Alu-Vollmaterial verwendet. Sie sind nahe der Innenwände warmeingeschrumpft. Im kalten Boom ist ein Aicell-7 Kabel durchgeführt, und mit Kabelschuhen (Autozubehör) am Beginn der Booms mitNirosta- Schrauben angebracht. Niro-Material dient auch für die Befestigung der Boom-Abstandshalter.

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