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Wels, am 2012-06-20
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http://www.df1jm.de/dokuwiki_df1jm/lib/exe/fetch.php/hybridquad_bauanleitung.pdf?DokuWiki=7225mimqpcbmqrsdhk6nfmqhq0in
www.schaltungen.at
300_d_antenne-x_Doppel-Quad Antenne für 432MHz in gestockter Form (hybridquad_bauanleitung)_1a.pdfDie Doppel-Quad Antenne für 432 MHz (70cm-Band) in einfacher und gestockter FormORF Linz-Freinberg UHF-Band V Kanal 43 650MHzBeschreibung und BauanleitungHans-Joachim Müller, DF1JMDezember 2006Seite 1/9Boom = TragrohrReflektorStrahler = Dipol1. Direktor2. Direktor3. DirektorLegende und ÜbersichtWer eine Quad-Antenne im Kurzwellenbereich betreibt, kennt ihre unbestrittenen Vorteile.
Nicht unbegründet wird sie dort als
Königin unter den Antennen bezeichnet.
Zum ersten Male habe ich einen Bericht, in Bezug auf die Doppelquad, in den legendären „
UHF-Unterlagen“ von DJ9HO gelesen.
In späteren Jahren wurde auch im
„Rothammel-BUCH“ auf diese Antenne hingewiesen.
Die Antennenform hat nicht sofort auf den ersten Blick etwas mit einer Quad –Antenne in herkömmlicher Form zu tun.
Die technischen Details lassen ihre Herkunft aber zweifelsfrei erkennen.
Grundsätzlich läßt sich die
Doppel-Quad mit all ihren Varianten für alle Frequenzen herstellen.
In diesem Bericht wird aber nur die
70cm - Variante beschrieben.
Ihr Vorteil liegt auch im UHF- Bereich in der einfachen, kompakten, raumsparenden Aufbauweise und im guten Wirkungsgrad. (Aufwand zu Leistung)
Die vorgestellte Doppelquad stellt eine Variante, eines Quad-Systemes dar, welche durch eine schärfere vertikale Büdelung der HF-Abstrahlung die völlig nutzlose
Vergeudung der nach oben, bzw. nach unten abgestrahlte Leistung verhindert .
DJ9HO hat in seinen Beschreibungen eindeutig gute Erfahrung mit dieser Antennenform gemacht und so fühlte ich mich ermutigt, diese Antenne nachzubauen.
Mittlerweile habe ich etliche dieser Antennen gebaut und getestet.
Eine
8-fach gestockte Antenne dieser Bauart verwende ich seit Jahren in den UHFContesten.
Die Ergebnislisten sprechen für sich.
Exakte Messungen an den Antennen konnte ich leider nicht durchführen.
Vergleiche mit 4 gestockten Yagis (je 11Elemente, vertikal gestockt) ließen, speziell bei Wettbewerben eindeutig einen Vorteil zu Gunsten der Doppelquadgruppe (8 fach)
erkennen. Der horzontale Öffnungswinkel der Quad ist doppelt so groß wie der, der Yagigruppe.
Dies hat eindeutige Vorteile beim Contestbetrieb. Man erreicht eine viel größere Anzahl an Gegenstationen beim Anruf.
Kleinere Öffnungswinkel erreicht man auf Wunsch durch horizontale Stockung.Seite 2/9
Technische Daten der Doppelquadentnommen aus dem Antennenbuch „Rothammel“ , 10. AuflageGewinn über Dipol: > 8dBRückdämpfung: ca. 20dBHorizontaler Öffnungswinkel: ca. 67°Vertikaler Öffnungswinkel: ca. 54°Speisepunktwiderstand: ca. 60 Ohm symetrischHorizontaldiagramm:Vertikaldiagramm:Seite 3/9
Aufbau Der Aufbau der Doppelquad ist hier beispielhaft beschrieben.
Die Befestigung des Strahlers und Reflektoren, die Größe, Form und Ausführung des Anschlußkastens lassen sich auf vielfache Weise realisieren.
Hier ist mein Aufbau:
Gesamtansicht.Die gesamte Antenne besteht aus Strahler (rot),
Boom (grau) und 3 Reflektoren (blau)
Maße:Strahler: 10 mm² Kupferdraht, isoliert.Reflektoren: 35cm Länge, 5mm Alu, RundmaterialAbstand Reflektoren: 17 cm (Mitte-Mitte)Abstand Strahler – Reflektor: ca. 9 cmUmfang des gesamten Strahlers: 1,37mDer StrahlerDer Strahler besteht aus
Kupferdraht (10mm²) und hat einen Gesamtumfang von
1,972 lambda,
(
1,37m) was eine
Kantenlänge (mittig) von ca.
17 cm ergibt.
Nach dem Biegen auf gleiche Kantenlängen ist der Umfang wieder zu ermitteln u. ggf. anzupassen, da sich
durch das Verformen eine etwas größere Länge einstellt.
An den Anschlußpunkten wird der Strahler direkt, mittels Koaxkabel gespeist. Die
unsymetrische Speisung wirkt
sich nicht negativ aus. Das Strahlungsdiagramm der Antenne wird dadurch lediglich um ca.
6 Grad verformt.
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AnschlusskastenDer Anschlußkasten besteht aus einem Kunstoffkästchen mit ca.
40mm Kantenlänge und aufgesetztem Deckel.
An den Eintrittsöffnungen ins Gehäuse habe ich zur besseren mechanischen Stabilität verschraubbare Kabeltüllen eingesetzt, die den Strahler festhalten.
Der Anschlußkasten ist mittels durchgehender
M3- Schauben am Boom befestigt.
Das
Koax-Anschlußkabel wird von hinten durch den Boom in den Anschlußkasten geführt, angeschlossen und gegen Feuchtigkeit abgedichtet.
Nach der Montage wird der Anschlusskasten wasserdicht verschlossen. Von einem Vergiessen des Kastens wird abgeraten.
Befestigung der ReflektorenDie Befestigung der Reflektoren am Boom wurde mittels eines angeschraubten
Alu-Vierkantrohres 15x15mm vorgenommen.
Der Reflektorstab, 5mm Alu Vollmaterial wurde mittig mit einem Gewindeloch 3mm versehen, durch-gesteckt und mittels Feststellschraube gehaltert.
Der
Abstand Reflektor – Strahler ist ca. 9cm.
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Befestigung der Strahler am Boom Natürlich sind auch andere Varianten denkbar.
Da an den oberen und unteren Strahlerpunkten der Antenne Spannungsminimum herrscht, ist die Isolierung unkritisch. Eine direkte metallisch leitende Verbindung des
Strahlers mir dem Boom ist allerdings nicht anzuraten.
VariantentippEine Variante zur Befestigung der Reflektoren besteht darin, einen zweiten, gleichlangen Boom mittels 2 Gewindestangen und Kontermuttern ,8mm, im Abstand von
ca. 9 cm zum Strahler zu befestigen. Die Reflektoren werden daran wie oben beschrieben befestigt.
Man spart sich die Alu-Befestigungsbleche und hat zudem eine Justiermöglichkeit zur Anpassung der Reflektoren auf bestes SWR.
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AntennenstockungDie Doppelquad eigenet sich aufgrund ihrer günstigen Strahlungseigenschaften natürlich hervorragend zum Stocken, und damit zur Erhöhung des Antennengewinns.
Eine Stockung um das jeweils 2-fache ergibt eine Erhöhung des
Gesamtgewinns von real ca. 2,5 dB.
· Durch die Stockung in der Vertikalen verringert sich der vertikale
Öffnungswinkel
· Durch Stockung in der Horizontalen verringert sich der horizontale
Öffnungswinkel.
Vertikale Stockung2- fache Stockung 4-fache Stockung10,5 dB 13 dB67 Grad horizontal 67 Grad horizontal26 Grad vertikal 14 Grad vertikalStockungsabstand = Gleicher Abstand der Reflektoren
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Horizontale StockungHier ein Beispiel für eine kombiniert horizontale- und vertikale Stockung.Gewinn 13 dB34 Grad horizontal26 Grad vertikalDer Stockungsabstand in der horizontalen ist 70cm.Zusammenschalten von Doppelquad-GruppenMittels Anpasstöpfen, die kommerziell für relativ teueres Geld zu haben sind, läßt sich eine 2-er oder 4-er Gruppe dieser Doppelquadantennen leicht zusammenschalten.
Wer den Kostenaufwand scheut und einen Lötkolben sein eigen nennt, kann eine preisgünstige und einfache Lösung wählen :
Die Zusammenschaltung der Antennen muss als Fußpunktwiderstand natürlich ca. 50 Ohm ergeben und kann folgendermaßen erfolgen:
2 Antennen bei Verkürzungsfaktor von 0,6611x Lambda/4 = 1,26 m13x Lambda/4 = 1,49 m15x Lambda/4 = 1,72 mSeite 8/9
Die zusammenzuschaltenden Koaxkabel werden 2-3 cm abisoliert, der Innenleiter ca. 1 cm freigelegt und mit Isolierband als 3-er Bündel fixiert.
Alle drei Abschirmungen werden gemeinsam, aussen mit ein paar Windungen eines Schaltdrahtes umwickelt und zusammen verlötet. Vorsicht, damit die Kunststoffisolation
nicht wegschmilzt.
Die Innenleiter werden ebenso auf kurzem Wege miteinander verbunden.
Damit die Anschlüsse auch über lange Zeit den Witterungseinflüssen standhalten, habe ich jeweils über die Lötstellen eine Schrumpfkappe gesetzt.
Als 75 Ohm Koaxkabel habe ich RG11-U verwendet.
4 AntennenDie Zusammenschaltung von 4 Antennen erfolgt in gleicher Verfahrensweise.
Die Kabel sind alle 50 Ohm Typen.Kabel 1-4 = alle Kabel, gleiche Länge, egal wie lang.Kabel 5-6 = 1,3,5,7 x Lambda/4 x VerkürzungsfaktorKabel 7 = beliebige LängeAlle Kabel = 50 OhmBeispiele:Kabel 1-4 = 2,20 mKabel 5-6 = 81 cmKabel 7 = beliebig ( bei V = 0,66 )Hinweis:Der Verkürzungsfaktor vieler Kabel mit PVC-Dielektrikum beträgt Vk = ca. 0,66
( z.B.
RG58-U, RG213-U, RG11-U )
Bei anderen Kabeln, z.B. Aircom, Airzell etc. ist ein anderer Verkürzungsfaktor anzusetzen.
Rechenansatz :lambda = 300/432 = 0,695m (Ausbreitungsgeschwindigkeit / Wellenlänge)lambda/2 = 0,347m lambda/4 =0,173mlambda/2 x Verk = 0,229m lambda/4 x Verk =0,115mSeite 9/9****************************************************************************
Impressum: Fritz Prenninger, Haidestr. 11A,
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ENDE