Die Mantelwellensperre

Transkript

1 für den Portabel- und Fieldday-Betrieb Universal QRP Balun und Übertrager mit folgenden Umschaltmöglichkeiten 1:1 symmetrisch 1:4 symmetrisch 1:4 unsymmetrisch 1:9 unsymmetrisch von DF1BT, Ludger Schlotmann Dinklage Viele QRP-Amateure haben Spaß daran im Portabelbetrieb QRV zu sein. Auch wird im QRP- Betrieb oft an Wettbewerben teilgenommen. Hier kommen dann sehr verschiedene Antennen zum Einsatz. Um nicht eine Unmenge an Baluns und Übertrager mitzuschleppen, wurde hier ein umschaltbarer Universal-Balun-Übertrager entworfen. Er deckt zwar nicht alle möglichen Antennen ab, doch die gängigsten Antennen lassen sich damit speisen. Auch die Gesamtbelastbarkeit von 50W, erlaubt auch mal in schwierigen Situationen ein Aufdrehen der Station, wenn man nicht gerade an einem Kontest mit vorgeschriebener Leistung teilnimmt. Vor dem Urlaub oder einer Kur weiß man auch nicht immer, für welche Antenne Platz vorhanden ist. Ein paar Meter mehr Draht mitzunehmen ist nicht das Problem, aber der passende Balun oder Übertrager muss auch vorhanden sein. Dieser Universal- Übertrager deckt viele Möglichkeiten ab. Die Mantelwellensperre Eine Mantelwellensperre (Strombalun) sollte sich zur Unterdrückung von Mantelwellen und oder zur Symmetrierrung vor jeder koaxgespeisten Antenne befinden. Eine breitbandige Sperre von 160m bis 10m mit nur einem Kern aufzubauen ist eher schwierig. So habe ich mal drei verschiedene Kerne jeweils für den unteren bzw. oberen Kurzwellenbereich gemessen. Drei verschiedene Kerne für den unteren Kurzwellenbereich 2xFT / Wdg. AL ges. = > x19x7,5mm 1x LFB Laird AL = x19x13 mit Wdg. 2xPollin grau AL ges. = X14x11 mit Wdg. Drei verschiedene Kerne für den oberen Kurzwellenbereich 1x Würth W620 mit Wdg. 32x19x8mm AL = 500 2xCST S2 AL ges. = x19x7,5 mit Wdg. 1 2xFT AL ges. = x19x7,5mm mit Wdg. Bewickelt wurden die Kerne mit dünnem Koax RG174 (max. 100W bei <1:1,5) Eine Reihenschaltung eines der oberen Kerne mit einem der unteren Kerne ergibt eine breitbandige Sperre von mindestens 25dB über den gesamten Kurzwellenbereich. Somit hat man verschiedene Möglichkeiten der Zusammenschaltung und der Kernauswahl. Die Größe der Kerne ist nicht unbedingt für QRP erforderlich, wohl aber für die Permeabilität zum Erreichen der nötigen Induktivität.

2 Hier wurden zwei FT und zwei CST29 benutzt. Freie Anschlussenden wurden zusätzlich mit kleinen Richco-Ferritperlen (je 60Ω bei 25MHz) bestückt. Um auch bei einer Dipolspeisung (symmetrisch 1:1), wo nur die Mantelwellensperre zwischengeschaltet ist, statische Aufladungen abzuleiten, wurden der BNC-Eingangsbuchse drei Widerstände von je 120KΩ 2W parallel geschaltet. Der Breitbandübertrager Für den Kern wurde das verlustarme Amidon-Material-61 genommen. Wie weiter unten beschrieben, sollte er in der Stellung 1:4-symmetrisch auch zur Speisung einer Windomantenne oder einer Hühnerleiter tauglich sein. Aus diesem Grund muss er überdimensioniert sein. Der Übertrager besteht aus drei gestockten Kernen FT die verlustarm mit 7 x 3 Wdg. Teflon-Litze AWG18 bewickelt sind. Das Stocken von kleinen Kernen hat den Vorteil, dass dadurch der AL- Wert (hier gesamt 240) höher wird und der induktive Blindwiderstand bei 7 Wdg. auf 3,5MHz sofort ca. 250Ω erreicht. Die Beschaltung des Übertragers für die einzelnen Übersetzungen siehe in den Schaltbildern. Beim Anschluss von unsymmetrischen Antennen ist darauf zu achten, dass das Gegengewicht an der Erdungsklemme von außen keine Verbindung mit dem Außenmantel des Koaxkabels hat. Dadurch würde die eingebaute Mantelwellensperre überbrückt und wirkungslos. Komplettschaltbild der Drehschalter 1A/1E Grün Wicklung1 der trifilaren Wicklung 2A/2E Gelb Wicklung2 der trifilaren Wicklung 3A/3E Blau Wicklung3 der trifilaren Wicklung A/A Anschluss für alle Antennen A/E - Zweitanschluss für Dipol- und sym. 1:4 Antennen, auch Hühnerleiter. Bei den unsym. Antennen kommt an dieser Klemme das Gegengewicht. S1 Umschalter zwischen einer sym. Dipolantenne (Stellung A) und den anderen Antennen. (Stellung B) S2 Umschalter zwischen 1:4 symmetrisch (Stellung C) 1:4 unsymmetrisch (Stellung D) 1:9 unsymmetrisch (Stellung E) Koax kommend von der Mantelwellensperre Die Umschalter sind kleine Drehschalter mit je drei Schaltstellungen und je 4 x 3 Kontakte. Conrad, Reichelt usw. 2

3 Schalter niemals unter Last schalten!! Die kleinen Drehschalter haben eine Betriebsspannung von 230V. In der Stellung 1:9 und hohen Reaktanzen kann diese Spannung schon bei ca. 25W-HF erreicht werden. Dies ist beim Umgang mit dem umschaltbaren Balun zu beachten. Folgende Antennen können mit diesem Universalbalun gespeist werden. 1:1 Symmetrisch (nur Mantelwellensperre zur Symmetrierung zwischengeschaltet) Alle Dipolantennen von m als Einzel- oder Mehrbanddipole, G5RV mit 1:1, sowie niederohmige Feederleitungen. Der weiter unten beschriebene zusätzliche Strombalun kann auch hier bei Unsymmetrien in einer Feederleitung eingesetzt werden. 1:4 Symmetrisch Zur Speisung von Windom-Antennen, Faltdipolen, G5RV mit 1:4, MØPLK-Multi-Delta-Loops und alle ähnlichen Antennen die eine symmetrische 1:4 Speisung benötigen. Eine Carolina- Windom lässt sich damit leider nicht speisen, da die eingebaute Mantelwellensperre dort bei der Carolina-Antenne nicht hingehört. Mit symmetrisch 1:4 ist auch sehr gut die Speisung einer symmetrischen Feederleitung, einer sogenannten Hühnerleiter möglich. Mit einem eingebauten Tuner erreicht man oft schon eine Anpassung. Die Impedanz der Feeder sollte bei 1:4 im mitteohmigen Bereich liegen. Bei Anpassproblemen kann die Hühnerleiter testweise etwas gekürzt oder verlängert werden. Als Hühnerleiter gespeiste Antennen eignen sich: Doublet 2 x 27m mit ca. 20m Wireman 551 (450Ω) für die Bänder 160 bis 40m oder ähnlich. Doublet 2 x 13,5m auch mit ca. 20m Wireman (450Ω) für die Bänder 30 bis 10m, oder ähnlich Damit die Verluste der Wireman bei Regen erträglich bleiben, sollte man sie mit einem Cattermesser bis auf ganz kleine Stege nachschneiden. Vorsicht nicht in den Leiter schneiden!!! zusätzlicher externer Strombalun Wenn die Symmetrie der Feeder nicht ausreicht, kann versuchsweise zwischen dem 1:4 Uni- Übertrager und der Feeder ein kleiner Strombalun nach DJ1ZB geschaltet werden, z.b. zwei gestockte FT (Ersatz: 2 x Würth W620) mit 3+1+3Wdg. 2 x CuL-Draht >1mm dicht an dicht. In vielen Fällen verbessert dies die Symmetrie. 1:4 Unsymmetrisch Viele Vertikalantennen und endgespeiste Drähte die eine Impedanz um 200 Ohm haben. Für 7MHz wären dies 8,80m oder 11,40m nach DO4MAT. Eine City-Windom kann damit nicht gespeist werden, weil die eingebaute Mantelwellensperre dort nicht sein darf. 1:9 Unsymmetrisch Zur Speisung von Lambda/0,32 oder Lambda/0,64 langen endgespeisten Drähten. Mit 13,5m oder 26/27m ist dann auch Mehrbandbetrieb möglich. 13,5m wäre als Vertikale für 20m und tiefer noch in Ordnung. Auf den höheren Bändern sollte die Antenne waagerecht oder in L-Form gespannt sein, sonst zu viel Steilstrahlung. 26,5m wäre als Vertikale oder L-Antenne für 40m und tiefer noch in Ordnung. Auf den höheren Bändern sollte die Antenne auch waagerecht gespannt sein, sonst zu viel Steilstrahlung. Dieses Programm bietet gute Möglichkeiten die passenden Längen zu finden. Bei einfachen Vertikalantennen sollte man darauf achten, dass die Länge 0,64 nicht übersteigt. 3

4 Gegengewichte Alle nicht /2 (oder Vielfache) lange endgespeiste Antennen, also kürzere oder längere, ob mit unsymmetrischer Anpassung 1:4 oder 1:9 benötigen immer ein Gegengewicht. Erdnetze, Erdspieße, metallische Umzäunungen usw., alles kann mit einbezogen werden. Auf den höheren Bändern sind /4 Radiale, für jedes Band getrennt, eine einfache und gute Lösung. Vorsicht bei einigen Kaufantennen mit Balun 1:9 Oft angebotene 20m lange Antennen mit Balun 1:9 sind reine Murksantennen. Wo soll dort eine 450Ω Resonanz sein. Sie besitzen keine Mantelwellensperre und die Koaxzuleitung wird somit fester Bestandteil der Gesamtantennenanlage, ohne die sie gar nicht funktionieren würde, mit all ihren negativen Auswirkungen. Ein guter Grund die Finger davon zu lassen. Lieber was reelles Eigenes erstellen, oder die Gesamtanlage modifizieren. SWR-Messung am fertigen umschaltbaren Balun (leider mit zu langen Anschlüssen für dem Messwiderstand)(siehe Bild unten) SWR bei 1:1 symmetrisch an Widerstand 50Ω SWR bei 1:4 symmetrisch und 1:4 unsymmetrisch an Widerstand 200Ω SWR bei 1:9 unsymmetrisch an Widerstand 470Ω Das erhöhte kontinuierliche Ansteigen der SWR Kurve auf den oberen Frequenzen hängt in erster Linie mit den langen Anschlüssen des Messwiderstandes zusammen. Wie im Bild des Gehäuses unten sichtbar, sind dies beidseitig schon über je 12cm bis zum Balun. Dies bringt ungewollte Reaktanzen mit sich. Ein 10m Dipol hatte nach Abgleich, auf Anhieb ein SWR von 1,1:1. Hier geht die interne Verdrahtung mit in die Dipollänge ein und stört nicht. 4

5 Im Gehäuse fertig aufgebauter Uni-Balun umschaltbar. Kabelschuhe für die Antenne am Schraubanschluss nicht nur pressen, auch verlöten. Beim Festschrauben äußere Mutter gegenhalten, damit sich die Schraube nicht dreht. S1 Schalterstellung A (S2 unwirksam) Balun 1:1 50:50Ω symmetrisch nur MW-Sperre hauptsächlich für Dipole oder Mehrband-Dipole S1 Schalterstellung B für S2 alle Schalterstellungen C, D, E. S2 Schalterstellung C Balun 1:4 50:200Ω symmetrisch S2 Schalterstellung D Balun 1:4 50:200Ω unsymmetrisch S2 Schalterstellung E Balun 1:9 50:450Ω unsymmetrisch Schalterstellungen mit ihren Funktionen 5

6 Dieser Universalbalun kann zu einem Symbolpreis erworben werden, soweit noch vorhanden. Bitte E.-Mail-Anfrage Aufkleber auf Gehäuse QRP-Uni-Balun 50W umschaltbar mit Mantelwellensperre S1 Stellung A 1:1 50:50Ω symmetrisch Dipole u. Mehrbanddipole S1 Stellung B für S2 alle anderen S2 Stellung C 1:4 50:200Ω symmetrisch Windoms, Faltdipole, Feeder S2 Stellung D 1:4 50:200Ω unsymmetrisch City-Windoms, Vertikale usw. S2 Stellung E 1:9 50:450Ω unsymmetrisch Magneticantennen 13,5/27m DF1BT Ludger Schlotmann 6