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IFA-Radiotreffen 2016

Halbwellendipol und Inverted-V

"Eine gute Antenne ist der beste Hochfrequenzverstärker"

 Definition

Ein Halbwellendipol beruht auf dem Prinzip des Herzschen Dipols. Er wird für eine Resonanzfrequenz in Bandmitte ausgelegt und empfängt dieses Band , sowie seine ganzzahligen Harmonischen.

Beispiel: 7, 14 und 21 MHz. E handelt sich um eine selektive Antenne, welche einfach zu berechnen und aufzubauen ist. Es kann aufgrund seines Fußpunktwiderstandes von 50Ω direkt mit einem 50Ω-Koaxkabel gespeist und ohne weitere Anpassung an den Empfänger angeschlossen werden.

Trotz dieser Vorzüge ist der Halbwellendipol unter Empfangsamateuren weitestgehend unbekannt. Denn die meisten Rundfunkhörer bevorzugen eine breitbandige Antenne, welche sie (im besten Fall) über ein Anpaßgerät auf die gewünschte Empfangsfrequenz hinbiegen. Doch ist diese Vorgehensweise verlustbehaftet und nicht zu empfehlen.

Gerade in Extremsituationen benötigt man nicht nur einen sensitiven, ruhigen Empfänger, sondern vor allem auch eine empfindliche selektive Antenne. Was nützt der teuerste Empfänger, wenn er lediglich an einer Behelfsantenne betrieben wird!?


Beispiel aus der Praxis

Nach dem letzten "Radio St. Helena Day" saß ich in Berlin mit einigen Funkfreunden am Tisch und berichtete über den ausgesprochen guten Empfang und das interessante Programm. Ich sah plötzlich in leere Gesichter. Meine Nachfrage bestätigte meine Befürchtung: Niemand außer mir konnte Radio St. Helena in ausreichend guter Qualität empfangen. Dabei nutze ich nicht mal einen teuren Empfänger: Mein in die Tage gekommener Grundig Satellit 500 mußte herhalten.

Mein Trick lag in der Antenne: Eine Langdrahtantenne wollte ich keinesfalls auf die Empfangsfrequenz 11092,5 kHz von St. Helena hinbiegen - das wäre zu verlustbehaftet - und schließlich ist das 1 kW starke Signal auch nicht gerade das stärkste unter den Rundfunksendern. Es mußte also eine Antenne her, welche leicht aufzubauen ist, eine Resonanzfrequenz von rund 11100 kHz aufweist, sowie einen Fußpunktwiderstand von 50 Ω, damit ich das Antennenkabel direkt anschließen konnte. Meine Wahl fiel unweigerlich auf den Halbwellendipol. Eine Spule Draht, ein Taschenrechner und ein Antennenkabel - in weniger als einer viertel Stunde war für diesen außergewöhnlichen Empfang bestens gerüstet.


Berechnung eines Halbwellendipols

klick!

Greifen wir das Beispiel "Radio St. Helena" auf, damit Sie am nächsten St.-Helena-Day gerüstet sind. Die Resonanzfrequenz des Halbwellendipols berechnet sich nach folgender Formel:

Zunächst berechnen wir die Wellenlänge:

(300.000 : Frequenz [kHz]) = Wellenlänge λ [m]

Wie Sie obiger Zeichnung ersehen, beträgt die Spannweite des Halbwellendipols die halbe Wellenlänge λ. Hinzu kommt ein sogenannter Verkürzungsfaktor, auf dessen Herleitung ich hier verzichten möchte. Damit haben wir die Spannweite des Dipols:

(Wellenlänge λ [m] x Verkürzungsfaktor [0,95]) : 2 = gestreckte Länge des Halbwellendipols

Jeder Schenkel ist jedoch λ/4 lang, also:

gestreckte Länge des Halbwellendipols : 2 = Schenkellänge

Tragen wir nun die realen Zahlen ein:

(300.000 : 11092,5 kHz x 0,95) : 2 = 12,84 m Spannweite

12,84 m : 2 = 6,42 m Schenkellänge

Die Höhe (h) über Grund sollte mindestens λ/4 betragen, also Schenkellänge. In unserem Beispiel folgerichtig mindestens 6,5 m. Je Höher der Halbwellendipol über Grund aufgehangen wird, desto flacher wird sein Strahungswinkel und desto runder und nebenzipfelfreier seine Richtcharakteristik. Denn im Grunde genommen handelt es sich beim einem Dipol unter optimalen Bedingungen nicht um eine Richtantenne. Nur bei niedrigen Aufbauhöhen (unter λ/1) zeigt er zwei ausgeprägte Keulen auf.


Sonderform Inverted-V

Ein gestreckter Halbwellendipol hat den Nachteil, dass er zwei hohe Aufhängepunkte benötigt. Oft ist sogar ein dritter erforderlich, um die Antenne am Speisepunkt mechanisch zu entlasten.

Hier schafft die Inverted-V Abhilfe: Der Dipol wird nicht gestreckt, sondern als ein auf den Kopf gestelltes V (=inverted V, engl.) lediglich am Speisepunkt hochgezogen. Die beiden Schenkel werden im Anschluß in einem Winkel von mindestens 90° bis höchstens 1 Meter über Grund gespannt - nicht niedriger. Ein rechter Winkel ist übrigens bereits ausreichend, jedoch keinesfalls weniger als 90°, da andernfalls der Fußpunktwiderstand am Speisepunkt nicht mehr 50 Ω beträgt.

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Diese Antenne ist leicht aufzubauen und berechnet sich nach obiger Formel des gestreckten Halbwellendipols.

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