Portabel Dipol

In diesem Beitrag beschreiben wir einen Dipol für Portabel-Einsätze, wie zum Beispiel für die Aktivierung von SOTA. Der Dipol ist sicherlich die grundlegendste Form einer einer Antenne. Er ist seit den frühen Tagen der Funkgeschichte bekannt und im Gebrauch. Das bekannteste Beispiel ist der abgestimmte (Halbwellen-)Dipol. Er ist also halb so lang wie die Wellenlänge des interessierenden Amateurfunkbandes. Dipole sind einfach in der Konstruktion und gleichzeitig  wirksame Strahler, dies macht sie für viele Funkanwendungen interessant.Der Dipol hat seinen Namen durch seine beiden Hälften zur Rechten und Linken des Einspeisepunktes bekommen. Dies beiden gleich langen Seiten bilden zusammen eine symmetrische Antenne. Eine solche Drahtantenne wird in diesem Beitrag beschrieben. Allerdings speziell für die SOTA-Aktivitäten optimiert.

Wenn Sie also eine einfache Antenne für Ihr favorisiertes Amateurfunkband suchen, dann machen sie keinen Fehler, wenn Sie sich für einen Halbwellendipol entscheiden. Alles was Sie brauchen sind zum einen 3 Isolatoren, einen für die Einspeisung in der Mitte der Antenne und zwei für die Enden. Als wichtigstes Element wird zum anderen etwas Antennendraht, der bestenfalls hochflexibel ist, benötigt. Es funktioniert aber eigentlich alles vom Lautsprecherkabel bis hin zum Stahldraht.

Das einzige was beim Bau beachtet werden muss ist, dass der Antennendraht in der richtigen Länge abgeschnitten wird. Ein Dipol besteht aus zwei gleich langen Schenkeln, die zusammen in etwa (Formel siehe weiter unten) die Länge der halben Wellenlänge der gewünschten Frequenz haben.

Die Wellenlänge einer Frequenz berechnet sich wie folgt:

Wobei λ die gesuchte Wellenlänge, c die Lichtgeschwindigkeit in m/s und f die Frequenz in Herz ist. Die Lichtgeschwindigkeit hat einen Wert von 299.792.458m/s.

Der Wert Lambda beschreibt die elektrische Länge der Antenne. In der Realität beeinflusst aber die Stärke des Antennendrahtes auch die Länge der Antenne. Diese ist daher geringfügig um den Verkürzungsfaktor kürzer als die elektrische Länge. Da man für einen Kurzwellendipol Drahtstärken in der Größenordnung von  etwa 2mm Durchmesser verwenden wird, beträgt der Verkürzungsfaktor 0,97.

Setzt man diese  Werte in eine Formel ein und vereinfacht diese, erhält man die angepasste Größengleichung für eine Dipol:

Wobei l die Länge der Antenne und f die Frequenz in MHz ist. l beschreibt die Länge der gesamten Antenne. Jeder Antennenschenkel hat dann die Länge l/2.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Antennenlängen für die Kurzwellenbänder. Dabei wurden die Frequenzen angegeben, die häufig für SOTA-Aktivierungen gewählt werden bzw.  die Frequenzen für „Center of activity“. Für das 80m – Band sind zwei Frequenzen angegeben.  Eine Frequenz im CW-Bereich, die andere im Bandsegment für SSB. Grund ist die schmale Bandbreite eines Dipols in diesem Band.

Die Länge eines Halbwellendipols beträgt somit etwas weniger als eine halbe Wellenlänge und seine Eingangsimpedanz liegt bei Resonanz  etwa zwischen 50 Ω und 70 Ω . Dieser Wert ist abhängig vom Verhältnis der Länge  einer Antenne zu ihrem Drahtdurchmesser. Wählt man ein Speisekabel mit passender Impedanz , kann dieses ohne Balun angeschlossen werden. Da die Auswahl an Kabeln nicht sehr groß ist, wird dies ein 50 Ohm Kabel sein.

Kommen wir zur praktischen Ausführung eines Dipols für portabel Aktivitäten.  Grundsätzlich gibt es zwei Varianten, wenn man keine Traps einsetzen will. Zum einen kann man für jedes Band eine eigene Antenne erstellen, welche dann die in der Tabelle angegebene Länge haben sollte.

Zum zweiten kann man eine Antenne aufbauen, deren Kabellängen kombiniert werden können. Die verschiedenen Kabellängen werden dann bei Bedarf an sogenannten Trennstellen  verbunden oder getrennt. Ein langer Antennendraht setzt sich dann aus mehreren  kürzeren Teilstücken zusammen.

 Es sind unterschiedliche Kombinationen von Bändern möglich, die nach belieben zusammengestellt werden können. Die obige Grafik zeigt das Prinzip dieser Konstruktion. Man beginnt mit dem Band der kürzesten Wellenlänge. Dann folgt die nächst längere Wellenlänge und so weiter. Im Beispiel wurden die Afu-Bänder 15m, 20m und 40m gewählt. Für das 15m Band sollte eine  Seite des Dipols eine Länge von  3,34m haben. Für das 20m Band wäre die Länge eines Drahtes mit 4,96m zu dimensionieren.  Da aber schon 3,34m vom 15m Band vorhanden sind und mitbenutzt werden können, benötigt man nur noch weitere 1,62m an Draht.. Für das 40m Band werden dann die beiden schon vorhandenen Drahtlängen mitbenutzt und durch weitere 5,11m ergänzt. Das benötigte Amateurfunkband wird durch Öffnen oder Trennen an der entsprechenden Stelle gewählt.

Die Trennstellen können in verschiedener Art und Weise ausgeführt werden. Ich habe mich für einen 3D Druck von entsprechenden Trägern entschieden. Der Aufbau kann aber z.B. auch mit Plexiglas erfolgen. Das nachfolgende Foto zeigt eine solche Trennstelle. Die für den 3D-Druck notwendigen Dateien können hier geladen werden: https://www.thingiverse.com/thing:6147987

Und nachfolgend noch eine Version des Linked Dipol für den Notfunk. Auch bei dieser Version sind drei Bänder realisiert. Es können die für NVIS sinnvollen Bänder 80m, 60m und 40m eingestellt werden.