7 Messungen

Für den ferngesteuerten symmetrischen Antennentuner gibt es nur einen Ort: zwischen dem symmetrischen Feeder und dem Koax zum TX.

Zunächst geht es darum, die Feederlänge entsprechend den räumlichen Gegebenheiten festzulegen und dabei zu prüfen, ob und welche Bänder mit dem ATU beherrschbar sind. Der FA-NWT ist auch hier ein ausgezeichnetes Messgerät.

SWR-Messanordnung

Abb. 7.1: Messanordnung zum Einmessen der Antenne.

Von den insgesamt beschafften 55m Antennenlitze blieben nach Abzug von 2x14m für die Strahler 13,5m für die Hühnerleiter übrig. Die erste Messung mit der in Abb. 7.1 skizzierten Anordnung erfolgte mit dieser Länge. Bis auf 3,5 MHz und 29,7 MHz mit einem SWR von ca. 2 waren Anpassungen mit einem SWR zwischen 1,07 und 1,8 möglich. 13,5m waren aber nicht unterzubringen (vgl. Abb. 6.4).

Folgemessungen mit jeweils 0,5m verkürzter Hühnerleiter:

  • 13,0m: 80, 40m und 10m optimal mit einem SWR zwischen 1,1 und 1,2,
    30 und 20m mit SWR ca. 1,2 bis 1,3,
    17, 15 und 12m mit SWR 1,7 bis 2,2.
    Die C-Bank im ATU hatte einen Kontaktfehler im Pfostenstecker,
    deshalb sind diese Messwerte nicht belastbar. Weiter nach Reparatur.
  • 12,5m: Alle Bänder 80 bis 10m mit SWR zwischen 1,05 und 1,3.
  • 12,0m: Alle Bänder 80 bis 10m mit SWR zwischen 1,05 und 1,3,
    unterste mit SWR=1,06 einstellbare Frequenz: 3,46 MHz
    kürzer geht der Feeder wohl nicht mehr, hier hat der ATU seine Grenze erreicht.

Es ist übrigens eine gute Idee, bei der Montage der Spreizer - Antenne liegt ja noch auf dem Boden -  ab einer bestimmten Länge von Strahler aus gesehen Markierungen an den Drähten anzubringen. Nach der ursprünglichen Vorgabe des DZ-Rechners hier also ab 9m. So weiß man bei der hochgezogenen Antenne, wo man gerade an der Hühnerleiter schnippelt.

Die Einstellmöglichkeiten des ATU (Induktivität von 0,2 bis bis 33 µH, Kapazität von 17 bis 815 pF) und die Impedanztransformation über die Feederlänge müssen einander angeglichen werden. Plug and play kann gehen, muss aber nicht. Auch ein ATU hat seine Grenzen. 160m war in Anbetracht der Dipollänge von vorneherein keine Option, hätte der ATU hier auch wesentlich größere Einstellbereiche für L und C benötigt. Bei 8 Bit Auflösung hätte das größere Schrittweiten bedeutet. Insgesamt ist aus den Messungen (im Download) festzustellen, dass die 8 Bit-Abstufung in einigen Bändern etwas zu grob ist, so dass für die eingestellte Frequenz bisweilen nicht mit optimalem SWR anzupassen ist.

In den unteren Bändern (80 und 40m) ist nur in Stellung Tiefpass eine gute Anpassung möglich. In den Bändern 30 bis 12m sind sowohl Tief- als auch Hochpass möglich, jedoch mit Hochpass immer bessere SWR-Ergebnisse. Im 10m-Band geht nur die Hochpassstellung. In Bezug auf die Oberwellen-unterdrückung wären Tiefpässe von Vorteil. Dafür sollte aber das Tiefpassfilter zwischen TX und ATU ausreichend sein.

Problem bei der optimalen Anpassung sind die Stufungen der relaisgeschalteten Kapazitäten und Induktivitäten, insbesondere der Kapazitäten. Bei der binären Umschaltung auf das nächste Bit, z.B. beim Hochschalten mit Abfall aller niederwertigen Relais und Anziehen des nächst höheren Relais, ist der Kapazitätssprung teilweise zu hoch. Damit wird eine optimale Einstellung möglicherweise übersprungen. Da hilft auch ein Ausmessen der FKP1-Kondensatoren mit 5% Toleranz nichts. Aus diesem Grund wurden für die beiden höchsten Kapazitäten niedrigere Werte als die binären Sollwerte 200 und 400pF gewählt. Der Wertebereich der FKP1-Kondensatoren ist leider begrenzt. Der Antennentuner wurde entsprechend umgebaut, siehe dort.

Überraschend bleibt, dass sich die Berechnungen zum LC-Matching (an anderer Stelle auf dieser Website im Register Grundlagen) mit den gefundenen optimalen ATU-Einstellungen überhaupt nicht zur Deckung bringen lassen. So neugierig war ich dann doch nicht, die Ursache hierzu herauszufinden. So zumindest ist die Antenne brauchbar. Nicht mehr wirklich überrascht hat die Tatsache, dass die vom DK1RP DZ-Rechner vorgeschlagene Feederlänge von 9.2m (Tab. 6.1) völlig unbrauchbar wäre. Nachfolgend beispielhaft optimale Anpassungen im 80- und 20m-Band, hier für die Feederlänge 12,5m. Bilder aller Bänder mit dem schließlich realisierten 12m-Feeder stehen im Download zur Verfügung.

Nachmessungen am Folgetag - es schüttete wie aus Eimern - ergaben geringfügig andere Anpassungswerte am Antennentuner. Kann das sein? Ja! Das zeigt, dass auch in meinem Garten die Physik gilt. Die nassen Antennendrähte haben einen etwas anderen Verkürzungsfaktor bekommen. Der durchnässte Boden mit erhöhter Leitfähigkeit baut andere Kapazitäten zum Antennengebilde auf, womit sich auch die Abstimmung ändert. Die als optimal gefundenen ATU-Einstellungen sind also nicht für die Ewigkeit gedacht.

SWR bei 3,7 MHz

Abb. 7.2: Anpassung im 80m-Band.

SWR bei 14,1 MHz

Abb. 7.3: Anpassung im 20m-Band.

Bis hierher hing die Hühnerleiter frei vom Dachrinnenumlenker bis etwa 1,70m Höhe über Grund herunter, um dann wieder nach oben zum Shack geführt zu werden. So konnte das natürlich nicht bleiben. Die Messungen ergaben nun mal, dass mit 12m Hühnerleiter im 80m-Band Ende der Fahnenstange für den ATU war. Dafür ist das Haus zu klein. Was tun? Die Hühnerleiter musste irgendwie gefaltet werden, ohne die elektrischen Eigenschaften dabei zu ruinieren.

Abhilfe brachten auch hier Polyacryl-Streifen von ca. 2cm Breite. Sie wurden im Backofen warm verformt. Klingt abenteuerlich, aber es funktioniert.

Hühnerleiter schematisch

Abb. 7.4: Umlenkung der Hühnerleiter (schematisch).

Mit einem Dachüberstand von ca. 50 cm sind zwei halbkreisförmige Umlenker mit einem Durchmesser von ca. 20 cm unterzubringen. Hierfür musste ein kleiner Edelstahlkochtopf zweckentfremdet herhalten, Durchmesser 17 cm. Für einen Halbkreis ergibt sich damit die Länge von aufgerundet 30 cm für die Acrylstreifen. Gebraucht werden vier davon, vielleicht noch ein fünfter zum erstmaligen Üben.

Nach dem Zuschneiden erhalten die Streifen je 8 Bohrlöcher für Kabelbinder zum Befestigen der Hühnerleiterdrähte, jeweils an den Enden und über die Länge gleichmäßig verteilt. Genau in der Mitte kommen noch 2 Bohrlöcher für Kabelbinder, mit denen ein Abstandshalter befestigt wird.

Acyl-Halbbogen

Abb. 7.5: Ein Acryl-Halbbogen mit Kabelbinder.

Nun geht's ans Backen, ein Streifen nach dem anderen. Backofentemperatur ca. 150 bis 160°C. Schutzfolien beidseitig abziehen und den Streifen auf einem Lochblech zusammen mit dem Kochtopf in den Backofen legen und warten... Immer mal wieder prüfen, ob der Streifen weich wird. Ein kleiner Spanngurt sollte bereit liegen. Ich hatte gerade einen Textilgürtel zur Hand, der sich stufenlos spannen lässt. Arbeitshandschuhe anziehen, es geht gleich heiß her.

Wenn der Streifen ausreichend weich ist, Kochtopf aus dem Backofen herausnehmen, den Streifen auf den Kochtopf aufdrücken und mit dem Spanngurt aufspannen. Der Streifen hat sich wohl noch nicht vollständig an den Kochtopf angeschmiegt. Dazu kommt er wieder in den Backofen, bis er ganz glatt an der Topfoberfläche anliegt. Nun heraus nehmen und abkühlen lassen. Fertig.

Je zwei nun halbkreisförmige Streifen werden mit einem zum Drahtabstand der Hühnerleiter passenden Acrylsteg mit Hilfe von Kabelbindern verbunden.

Die ganze Mimik sieht schon merkwürdig aus, funktioniert aber. Am unteren Ende, kaum zu sehen, sorgt ein Acrylstreifen für etwas Spannung. Die ATU-Einstellungen haben sich durch die Faltung des Feeders geringfügig verändert, was nicht verwunderlich ist.

Hühnerleiter-Umlenkung

Abb. 7.6: Hühnerleiter auf Abwegen.