Funk-Amateur-Club Basel

Von © Matthias, HB9TPN

 

Als SOTA Aktivator (Summit on the Air) ist man immer auf der Suche nach besserem und leichterem Equipment und versucht, seine Ausrüstung zu optimieren. Die letzten Jahre habe ich meine SOTA Aktivierungen immer mit derselben EFHW Antenne (end fed half wave) getätigt, welche 40m/30m/20m abdeckt und ein «Butterbrot» gekostet hatte. Die Antenne ist 20m lang, wird für die «kürzeren» Frequenzen mit Traps betrieben und die Antenne wiegt ganze 200 Gramm. Die Antenne ist nur für den QRP Betrieb (max. 10W) ausgelegt und sie mag es tatsächlich nicht, wenn man sie mit mehr als 10W speist. Die Traps werden schnell warm, das SWR steigt und irgendwann erfolgt der Hitzetod der Traps bzw. dessen Ringkerne. Die Antenne ist unkritisch im Betrieb und kann klassisch als End-gespiesen oder auch als Inverted-V aufgehängt werden. 

 End fed QRP Antenna
 EFHW Antenne für 40m/30m/20m

 

Anderweitig vollmundig angepriesene SOTA Dipol Antennen interessieren mich aus Gründen der Equipment Optimierung immer, und man kann auch noch etwas lernen, wie es andere machen.

Dabei stellt sich jedoch die Frage, wie man einen Dipol, welcher per se für eine Grundfrequenz, sowie plus/minus für ganzzahlige ungerade Vielfache resonant ist, für das komplette KW Frequenzband von 60m bis 10m in Resonanz bringen kann. Selbstverständlich wird ein einigermassen guter Tuner die Antenne für alle Frequenzen so abstimmen, dass der Transceiver ein akzeptables SWR sieht. Nur der Strahlungswiderstand der Antenne wird im Falle der Antiresonanz jenseits der gewünschten 50 Ohm sein und man bewegt sich weit von der Leistungsanpassung von TRX/Antenne weg.
Wie heisst es so schön: Irgendetwas strahlt immer.

Beim vorherbstlichen Entrümpeln meiner Bastelkiste habe ich ein Stück verwaisten Antennendraht (1mm) gefunden und Zeit hatte ich, auf Grund von weggefallenen aussereuropäischen Ferien, auch. Ich schnippelte mir meinen eigenen SOTA Dipol mit einer Länge von 2x8m ab und versah diesen mit zwei Bananensteckern, welche ich an meinen KX3 Antennenausgang anhängen konnte. Das Ende eines SOTA Dipolschenkels platzierte ich an einem 5m Masten und zog das andere Ende knapp auf Bodenhöhe. Den anderen Schenkel platzierte ich auf dem Boden zu einer geraden Linie, im Prinzip als Gegengewicht. Die Länge von 2x8m des SOTA Dipols ergeben sich aus der ungewöhnlichen Aufhängung der beiden Dipolschenkel. Sie sind auch  optimiert, falls man einen SOTA Dipolschenkel als Gegengewicht für eine Teleskopantenne, z.B. für eine MFJ-1840T, verwenden möchte, dessen Gegengewichtlänge laut Datenblatt bei ca. 8m liegt. 

 

 SOTA Dipol
SOTA Dipol Simulation mit EZNEC 

 

Vorab simulierte ich den vermeintlichen SOTA Multiband Dipol mit dem Simulationstool EZNEC 6.0 und verglich die Werte mit meiner eingesetzten EFHW Trap Antenne (siehe unten Primary und SOTA_Dipol). Schon die Simulation zeigte, was sich in der Praxis bestätigen liess. Der SOTA Dipol hat bei der Grundresonanzfrequenz hohe Verluste, da er nicht optimal aufgehängt ist. Im Vergleich zur EFHW Antenne hat der SOTA Dipol bei 7.1 MHz ca. 6 dB Strahlungsverluste (1 S-Stufe). Der SOTA Dipol hat eine ausgeprägte Richtwirkung, auch weil ein Dipol Schenkel auf dem Boden liegt. Und das könnte zu einem Problem werden, falls man sich die Aufhängerichtung auf dem SOTA Gipfel nicht aussuchen kann. 
Der als Inverted-V aufgehängte EFHW Trap Dipol zeigt das typische Strahlungsverhalten bei zu tief aufgehängten Antennen. Die Strahlungskeule hat das Maximum senkrecht in den Himmel, was mehr zum "Global Warming" beiträgt, als zur Energieabstrahlung für die SOTA Funkerei. 

EFHW vs SOTA Dipol 40m 
Primary: EFHW Antenne bei 7.1MHz
SOTA Dipol (in Blau): SOTA Dipol bei 7.1 MHz mit ausgeprägter Richtcharakteristik
und mehr als 6dB (@ 45°) Verlust gegenüber der EFHW Antenne

 

Ein anderes Problem zeigt sich jedoch bei der Verwendung auf den antiresonanten Frequenzen. Bei einer Länge von 2x8m des SOTA Dipols ist dieser primär resonant auf dem 40m Band. Gemäss Antennentheorie wäre dieser erst wieder im 15m Band resonant, was aber für den SOTA Betrieb eher uninteressant ist. Dazwischen gibt es keine «natürliche» Resonanz, ausser man bemüht seinen Antennentuner. Das heisst aber, dass man zwar den Blindanteil (Xl und Xc) der Antenne durch den Tuner kompensieren kann. Der ohmsche Anteil der Antenne müsste aber durch einen Impedanzwandler (UNUN/BALUN) auch auf 50 Ohm angepasst werden, was meistens mit einem built-in Tuner nicht möglich ist. Damit wird sehr viel Sendeenergie ungenutzt verbraten bzw. nicht abgestrahlt und da man im SOTA Betrieb meistens als QRP Station unterwegs ist, zählt jedes Miliwatt, das man aussenden kann.

SWR Verlauf des SOTA Dipols mit 2x8m Schenkellänge (mit EZNEC): 

 SOTA Dipol SWR 7MEG 25MEG
 SWR von 7MHz bis 25 MHz des SOTA Diplos mit 2x8m Schenkellänge

 

 

Mein Praxistest erfolgte auf einem höher gelegenen Kinderspielplatz. Die Spielgeräte eignen sich wunderbar als Aufhängepunkte für meinen Testantennen. Als Referenztestsystem verwendete ich das WSPR (mit 200mW Sendeleistung), welches weltweit die Signale empfängt und die Empfangsrapporte ins Internet einspeist. Ich versuchte, den SOTA Dipol und meine EFHW Antenne unter denselben Testbedingungen zu testen.
Dabei zeigte sich folgendes Bild:
Auf dem 40m Band waren die Empfangsrapporte vom SOTA Dipol und der EFHW Antenne, welche ich als Inverted-V aufhängte, in etwa gleich (-19dB SNR). Die Empfangsrichtung von beiden Antennen war erwartungsgemäss Nord-Osten. Die EFHW Antenne war jedoch mit ca. 10% mehr Empfangsrapporten im Vorteil, d.h. das WSPR-Signal mit der EFHW Antenne wurde von 10% mehr Stationen gehört.

Danach versuchte ich denselben Test auf dem 20m Band zu wiederholen. Dabei zeigte sich das bereits vorgängig simulierte Verhalten der Antiresonanz des SOTA Dipols. Mit der EFHW Antenne waren Empfangsrapporte über ganz Europa möglich, während die SOTA Dipol Antenne erwartungsgemäss keinen einzigen Rapport lieferte. Die 200mW WSPR Sendeleistung wurde im SOTA Dipol auf Grund der schlechten Anpassung einfach verbraten. Und auch das Ausmessen der Antennen vor Ort mit dem Antennenanalyzer zeigte die bereits in der Simulation berechnete Antiresonanz. 

 EFHW 20m WSPR
 EFHW Antenne mit WSPR Rapporten auf 20m

 

FAZIT: 

Will man seine SOTA Aktivitäten auf ein Frequenzband beschränken, ist ein oben beschriebener SOTA Dipol eine Alternative. Der Materialwert einer solchen Antenne liegt bei ca. 10 CHF und das Gewicht ist ebenfalls sehr bescheiden.
Will man jedoch eine zuverlässige Antenne für den SOTA Betrieb auf mehreren Frequenzbändern, welche für SOTA interessant sind, muss man sich nach einer anderen Antenne umsehen.