Anpassung mit einem Parallelschwingkreis, oder, die sogenannte Fuchsantenne, inklusive Antennestrommessung

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1 Anpassung mit einem Parallelschwingkreis, oder, die sogenannte Fuchsantenne, inklusive Antennestrommessung 1.1 Einleitung Seit ich unseren Wohnwagen habe, bin ich am nachdenken, wie ich portabel am besten auf Kurzwelle QRV sein kann. Eine UKW-Antenne für 2 Meter und 70cm ist relativ schnell realisiert und am, oder auf dem Wohnwagen, angebaut. Für den Kurzwellenbetrieb sieht es da schon ganz anders aus. Die Antennen sind lang, und die Betreiber der Campingplätze sind nicht gerade sehr erbaut darüber, dass man lange Drähte quer über den Campingplatz zieht. Aber was ist, wenn man in der Nähe einen langen Weidezaun entdeckt, der aus einzelnen Drähten besteht? Natürlich meine ich einen spannungsfreien Weidezaun. Aber das sollte, so glaube ich, jedem klar sein. Oder es besteht die Möglichkeit, einen langen Draht unauffällig zwischen Bäumen zu spannen. Die hier vorgestellte Bauanleitung, Anpassung mit dem Parallelschwingkreis, oder, der sogenannten Fuchsantenne, besteht die Möglichkeit auf Kurzwelle QRV zu werden. Aber nicht nur portabel. Natürlich ist der Parallelschwingkreis auch für den festen Betrieb zuhause, geeignet. Siehe dazu Bild 1. Bild 1 Man spannt einen Langdraht, der auf Isolatoren am Haus befestigt ist, vom Fenster bis zu dem Mast, oder zu einem Baum, vorrausgesetzt, es steht dort einer. Im Check befindet sich Anpassung ( der Parallelschwingkreis ). Bei meinen Versuchen kam ich auch auf die Idee, die Dachrinne anzupassen. Siehe da, es funktionierte. Fragt mich jetzt bitte nicht wie hoch der Wirkungsgrad ist. Das hängt von der Höhe, der Länge der Dachrinne und von der Frequenz ab, auf der die Anpassung stattfindet. Auf jeden Fall, ist es für alle diejenigen, die kaum eine Möglichkeit haben, eine Antenne für KW zu errichten. 1

2 1.2 Die Funktion Die Fuchsantenne mit ihrem Parallelschwingkreis wurde im Jahr 1927 von Dr. J. Fuchs zum ersten Mal erwähnt. Er meldete seine Antenne zum Patent an und gab so den Meilenstein des Parallelschwingkreises den Weg vor. Dr. Fuchs sagte ausdrücklich, dass man bei dieser Antenne keinerlei Erdverbindung, bzw. Gegengewicht benötige. Wie wir aus heutiger wissenschaftlicher Sicht wissen, ist das nicht ganz richtig. Natürlich funktioniert die Antenne ohne Erdung und Gegengewicht. Nur haben wir das Problem, dass sich die elektrostatische Aufladung sich nicht einfach so ableiten lässt und sich rückwirkend auf dem Koaxialkabel ausbreitet. Man kann zwar mit Mantelwellensperren arbeiten, doch die ganz einfache Lösung des Problems, ist die Erdung. Eine gute Erdung gibt zudem noch eine bessere Abstrahlung, aber die muss man erst im Portabelbetrieb herstellen, was meistens nicht möglich ist. Eine gute Erdung hängt von der Erdbeschaffenheit ab, ob Grundwasser in nicht allzu großer Tiefe besteht...usw....usw. Wenn in ca. 8 Meter Grundwasser vorhanden ist, ist man ja auch nicht gleich in der Lage einen 8 Meter langen Erdungsstab in die Erde zu kloppen. Das würde alles zu weit führen. Stattdessen, gibt es eine alternative Lösung, die schon beachtliche Ergebnisse bringt. Vor einigen Jahren habe ich mal ein Experiment durchgeführt, dass heute schon vielen Funkamateuren bekannt ist und oft auf Fielddays Anwendung findet. Das all so geliebte Bandmaß aus Blech. Betreibt man den Antennendraht vertikal, so verwendet man drei Maßbänder, die 10 Meter ausgerollt und im Stern auf dem Boden abgelegt werden. Sollte der vertikale Antennendraht mit einem Ballon ca. 40 Meter nach oben gebracht werden, sollten die auf dem Boden liegenden Radials, ( Bandmaß ) so um die 20 Meter betragen. Haben wir einen Antennendraht der horizontal verwendet wird, reicht es aus, wenn zwei Bandmaße Verwendung finden. Siehe dazu Bild 2. Sollte man einen ( WICHTIG!! SPANNUNGSFREIEN!! ) Weidezaun finden, der im Rechteck oder im Quadrat gespannt ist, reicht es aus wenn man einen zwei Meter Metallstab in die Erde treibt. Zudem würde ich aber trotzdem immer einen Metallstab in die Erde treiben, egal welche Antennenform ich verwende. Die Fuchsantenne ist schon solange bekannt, dass es viele Meinungen gibt, ob die Antenne geerdet oder nicht geerdet werden sollte. Dazu kann ich nur sagen, dass man durch experimentieren der Endlösung näher kommt. Man spricht auch davon, wenn eine Erdung vorhanden ist, hat man keinen Fuchskreis mehr, sondern eine Ankopplung über einen geerdeten Parallelschwingkreis. Na und? Wenn die Antenne gut funktioniert, kann doch der Name völlig egal sein. Einige haben vielleicht TVI oder BCI, wenn die Antenne geerdet oder nicht geerdet ist. Das hängt alles von den Gegebenheiten ab. Einfach mit oder ohne Erdung experimentieren. Dann kommt man zum Erfolg. 2

3 Bild Der Aufbau Zum Aufbau gibt es eigentlich nicht viel zu sagen, nur dass es hauptsächlich mechanische Arbeiten sind. Dazu betrachten wir den Schaltplan, den ich hier im PDF Format im Forum angehängt habe. Den Parallelschwingkreis habe ich nicht für eine Kilowattleistung ausgelegt, da man bei Portabelbetrieb sowie so nur bis viel leicht 200 Watt macht. Fangen wir mit der Spule an. Die Spule habe ich selber gebaut und 13 Windungen auf einem 50 mm Durchmesser gebracht. Der Drahtabstand beträgt 6 mm. Da der Drahtdurchmesser ( Kupfer ) nur 1,5 Quadratmillimeter beträgt, habe ich durch zwei Kunststoffstreifen nicht nur die Anstände fixiert, sondern auch stabilisiert. Es muss nicht unbedingt Kunststoff sein. Man kann auch Platinenmaterial verwenden, bei dem die Kupferschicht einfach enternt worden ist. Hervorragend eignet sich auch eine Lochrasterplatine, bei denen die Lochabstände bereits vorgegeben sind. Keine Angst, es muss nicht unbedingt 6 mm sein. Nachdem ich den gesamten Spulenkörper aufgebaut habe, habe ich einen zwei Komponenten Epoxidharzkleber von UHU plus Schnellfest angerührt und die Spule, sowie die Kunststoffstreifen eingemanscht. Siehe Bild 3. Die Spule sieht man in Bild 4. Ein kleiner Hinweis. Es gibt fertige Spulen zu kaufen, wenn man nicht die Möglichkeit hat selber welche zu bauen. 3

4 Bild 3 Bild 4 4

5 Wer die Möglichkeit hat, ein 8 mm dickes Kupferrohr gleichmäßig zu einer Spule zu wickeln, ist im Vorteil. Nicht nur die Güte wird dadurch erhöht, auch die Stabilität nimmt zu und die eine wichtige Rolle spielt. Der Drehschalter sollte schon eine stabile Ausführung besitzen. Den gibt es im Handel oder auf Amateurfunkflohmärkten zu kaufen. Die Anzapfungen habe ich mit einem versilberten Kupferdraht von 1,8mm Durchmesser realisiert. Siehe Bild 5. Einen dünnerer Kupferdraht ist nicht sehr vorteilhaft, da die Stabilität verloren geht und der Parallelschwingkreis zu unerwünschten Schwingungen neigt. Es darf auch unversilberter Kupferdraht sein, da bei den niedrigen KW Frequenzen, der Skineffekt nur unwesentlich zum Tragen kommt. Was der Skineffekt ist, erkläre ich hier schnell in kurzen und knappen Worten. Je höher die Frequenz ist, desto mehr findet die Elektronenwanderung an der Oberfläche des Leiters statt. Aus diesem Grunde, verwendet man bei höheren Frequenzen versilberte Kupferdrähte, da Silber eine bessere Leitfähigkeit als Kupfer aufweist. Für Kurzwelle ist unversilbertes Kupfer völlig ausreichend. Ich habe einen versilberten Kupferdraht verwendet, weil er einfach noch vorhanden war. Kommen wir nun zu dem Drehkondensator. Hier habe ich einen Drehkondensator aus der Radiotechnologie verwendet, den man im Internet oder auf Amateurfunkflohmärkten kaufen kann. Der Kapazitätswert liegt bei 360 pf. Natürlich kann man ähnliche Werte verwenden, das der Kondensator sowieso regelbar ist. Wie man auf Bild 5 erkennen kann, ist es ein Tandemdrehkondensator, von dem ich einen verwende. Wer experimentieren möchte, kann den zweiten parallel schalten. Einfach mal ausprobieren. Auf der Rückseite des Gehäuses, habe ich den Antennenausgang mit einer 4mm Bananenbuchse versehen, in dem einfach der Antennendraht mit einem Bananenstecker eingesteckt wird. Siehe dazu Bild 6. ( Blaue Buchse ) Der Antenneneingang, der vom TX/RX kommt, ist mit eine PL Buchse versehen. ( Koaxialkabelanschluss ) Am Ausgang habe ich neben der blauen Bananenbuchse auch eine PL Buchse eingebaut. Lasst euch nicht verwirren. Die ist nur für weitere Experimente gedacht. Die unteren, gelben Bananenbuchsen sind Erdungsbuchsen, die Verbindung zum Gehäuse haben. 5

6 Bild 5 6 Bild 6

7 1.3.1 Die Schaltung für die Antennenstrommessung Alle Bauteile für die Antennenstrommessung habe ich in meiner Bastelkiste gefunden. Der Ringkern hat einen Durchmesser von ca. 20 mm. Darauf habe ich einige Windungen Kupferlackdraht gewickelt und gut um den Ringkern verteilt. Der Durchmesser des Kupferlackdrahtes ist dabei unkritisch. Am Spulenausgang ( siehe Schaltplan ) habe ich den bewickelten Ringkern, auf dem mit Schrumpfschlauch isolierten Draht aufgeschoben und mit einem kleinen Kabelbinder fixiert. Die beiden Dioden OA 85 und den Kondensator 100 nf habe ich direkt an dem Drehpotentiometer, 200 K, angelötet. Es können auch andere Dioden verwendet werden, sollten aber Germanium- oder Schottkydioden sein. Dazu kommt ein 15 Volt Drehspulinstrument, der den relativen Antennenstrom anzeigt. Auf diese Weise ist man in der Lage, die Antenne auf bestmögliche Abstrahlung zu bringen. Eine SWR Messung alleine reicht nicht aus, da es sein kann, dass man bei zwei oder drei Einstellungen ebenfalls ein gutes SWR hat. Ein gutes SWR sagt aber nichts über den abgegebenen Antennenstrom aus. Von den zwei oder drei möglichen Einstellungen, wählt man diese, die den besten Antennenstrom abgibt. Zu der Antennenstromschaltung Das Gerät ist mit ein paar Bauteilen schnell aufgebaut und erklärt sich fast von selbst. Über die Spule wird ein geringer Teil der HF ausgekoppelt und den Dioden zugeführt, die einmal in Fließrichtung und einmal in Sperrrichtung geschaltet sind. Die entkoppelte Spannung wird also gleichgerichtet. ( Gleichspannung ) In Fließrichtung ( Anschluss Anode ) werden die positiven Ladungsträger durchgelassen und in Sperrrichtung ( Anschluss Kathode ) die Negativen. Dann folgt ein Kondensator der die Restwelligkeit ( Reste der Wechselspannung ), die eventuell noch vorhanden ist, ableiten soll. Das Potentiometer dient zum Einstellen der Spannung für das Drehspulinstrument, damit der Zeiger bei größerer HF Leistung nicht hinten an den Poller knallt. Die Wahl der Dioden Warum sollte man eine Germanium Dioden oder Schottky - Dioden verwenden? Das hängt mit der Schleusenspannung zusammen. Da wir nur einen geringen Teil bei der Auskopplung der HF Spannung zur Verfügung haben, kann man auch bei geringer HF Leistung des Transceivers den Antennenstrom bereits zur Anzeige bringen. Bei Schottky- und Germanium-Dioden fließt eine Schleusenspannung bereits bei etwa 0,3 Volt. Bei Siliziumdioden etwa erst ab 0,7 Volt. Das heißt, dass bei einer kleineren ausgekoppelter HF-Leistung ab 0,3 Volt bereits der Antennenstrom angezeigt wird. Bei einer Siliziumdiode müsste schon die ausgekoppelte HF-Leistung höher sein als 0,7 Volt, um etwas auf der Anzeige zu sehen. 7

8 Bild 7 Bild 7 zeigt den fertigen Parallelschwingkreis, oder die sogenannte Fuchsantenne. Ich habe einige Versuche gestartet und habe es sogar geschafft meine Dachrinne anzupassen. Wer keine Möglichkeit hat, eine KW Antenne zu installieren, ist das vielleicht ein Kompromiss. Wie heißt es so schön: Ist besser als gar nichts! Und nun bleibt mir nur noch viel Spaß und Erfolg beim Nachbau zu wünschen. Vy 73 DL5ABF Tom 8