Teleskop 1/4 Lambda Vertikal
Eine portable Viertelwellen-Vertikalantenne für 10-20 Meter und kleines Geld - selbstgebaut.
Bauteile / Bezugsquellen
Die Antenne besteht im Wesentlichen aus einer 5,6 m langen Teleskop-Antenne, welche mit einer Halterung und einem Dorn im Erdboden befestigt wird.
Die Herausforderung bei den günstigen Teleskopantennen ist, dass diese, im Gegensatz zu z.B. den Produkten von MFJ, ein M10-Gewinde haben und nicht das gängigere 3/8". Daher verwenden wir hier einen Isolator mit M10-Innengewinden, um Antenne und Erdspieß mechanisch zu verbinden und elektrisch isoliert zu halten.
- 5,6 m Teleskopantenne mit M10 Gewinde - BD7IBI
- Langmutter M10 x 30 mm
- Gewindestab M10 x 25 mm (oder ein Stück vom Erdspieß absägen oder von einer langen M10-Schraube absägen)
- Stützisolator M10 35x41 mm z. B. Ebay
- Alu-Winkel 50 x 100 x 35 mm, 3 mm Stärke. Oder vergleichbar oder selbst biegen.
- M10 Mutter
- Gewindestange M10, 25 cm, schräg abgesägt. Bessere Option siehe unten*
- PL-Einbaubuchse
- 2x Schraube M3 x 10 mm
- 2x Scheibe M3
- 2x Mutter M3
- Ringkabelschuh mit 10 mm Loch
- Draht/Litze
- Schraube M6 x 25 mm
- Mutter M6
- Flügelmutter M6
- 4x Rohrkabelschuh 6 mm² mit 6 mm Loch
- 80 m 0,75mm² Litze für Radiale oder Fahrzeugleitung FLRY, z. B. Ebay
- Optional: Spule für 40m-Betrieb
*) Für den Erdspieß besser als die Gewindestange geeignet: 10 mm Alurundstab schräg absägen und auf den ersten 2 cm am geraden Ende ein M10-Gewinde schneiden (Alurundstäbe kann man sehr günstig bei ebay kaufen). Es gibt auch fertig angespitzte Erdspieße mit passendem M10-Gewinde zu kaufen, z.B. bei AliExpress
Hinweis
Die Teileauswahl ist nur ein Vorschlag. Es kann auf vergleichbare Bauteile zurückgegriffen werden, die vor Ort im Baumarkt oder Elektrofachhandel verfügbar sind. Wichtig ist es, das Prinzip der Bauweise zu verstehen.
Wir freuen uns über Eure Abwandlungen.
Zusammenbau
Ziel ist es, folgende Konstruktion herzustellen.
Bohrungen am Winkel
Zunächst wird der Winkel vorbereitet. Hierzu sind einige Bohrungen vorzunehmen.
Vor dem Bohren müssen alle Löcher sauber angezeichnet und angekörnert werden. Die Positionen können der folgenden Grafik entnommen werden. Die blauen Angaben sind die Durchmesser der Bohrungen. Die grünen Angaben beziehen sich jeweils auf die Mitte der Bohrung (anzeichen und körnern!). Alle Angaben in Millimetern. Alle Löcher und Kanten sollten entgratet werden.
Tipp
Die spitzen Ecken sollten deutlich abgerundet werden, damit der Winkel beim Transport keine Taschen beschädigt. Siehe auch Bild oben vom Gesamtaufbau mit abgerundeten Ecken und Kanten.
Montage
Als erstes wird die PL-Buchse mit den M3-Schrauben am Winkel befestigt. Nun wird die M6-Schraube zur Befestigung der Radials mit Hilfe der M6-Mutter am Winkel befestigt. Gut festziehen! Die Flügelmutter wird aufgeschraubt und handfest angezogen.
Auf den Erdspieß wird die M10-Mutter aufgeschraubt. Diese dient als Auflage für den Winkel und Kontermutter zum Isolator. Der Erdspieß wird von unten durch den Winkel gesteckt und von oben mit dem Isolator festgeschraubt.
Der kurze M10-Gewindestab wird von oben in den Isolator geschraubt.
An den Ringkabelschuh wird ein Stück Litze oder dicker Draht gelötet oder gecrimpt. Der Ringkabelschuh wird über den Gewindestab gesteckt und in Richtung PL-Buchse ausgerichtet. Nun die Litze kürzen und die Spitze abisolieren, so dass sie am Löt-Anschluss der PL-Buchse endet:
Litze mit der PL-Buchse verlöten:
M10 Langmutter auf den Gewindestift schrauben und gut festziehen. Fertig.
Radials
Da es sich bei den Radials nicht um "Elevated Radials", sondern "Ground Radials" handelt, müssen diese nicht abgestimmt sein. 16 bis 32 Radials in 2 - 3 m Länge sind ein guter Kompromiss in Hinblick auf Portabilität und Antennen-Fußabdruck beim Aufbau.
In diesem Beispiel sind es vier Bündel mit jeweils acht Radials à 2,5 m Länge (4 x 8 x 2,5m = 80 m insgesamt). Jeweils acht Radials (8x 0,75 mm² = 6 mm²) enden in einem Ring-Kabelschuh mit 6 mm² Querschnitt und 6 mm Loch.
Crimpen mit der entsprechenden Zange reicht zur Befestigung vollkommen aus. Um auf Nummer Sicher zu gehen, können die Kabelschuhe nach dem Crimpen auch noch verlötet und mit Schrumpfschlauch verschönert werden.
Tipp: Radials verdrillen
Litze ca. 15 mm abisolieren. Dann leicht und gleichmäßig verdrillen. 99% des Erfolgs macht es aus, dass die 8 Radials sauber und ordentlich in der Hand liegen als möglichst rundes Bündel und nicht "flach" nebeneinander. Beim Verdrillen darauf achten, dass man nicht einzelne Litzen "um die anderen herum" wickelt (siehe Bild rechts, hervorgehoben durch eingefärbte Litze) sondern alle gleichmäßig verdreht sind.
Man braucht die Litzen nur leicht verdrillen. Ein, zwei Runden reichen aus. Auf diese Weise sollte es keine Probleme geben, die Litze in die Kabelschuhe zu bekommen. Um so stärker man die Litze verdrillt, um so "breiter" wird das Bündel und um so schwerer bekommt man es in den Kabelschuh.
Aufbau und Abstimmen
Der Aufbau und die Abstimmung sind denkbar einfach:
- Erdspieß in den Boden stecken und dabei auf senkrechten Aufbau achten
- Antennenkabel verbinden
- Radials auslegen und mit der Flügelmutter festschrauben
- Teleskopantenne aufschrauben und grob auf die passende Länge des Bandes ausziehen
- Mit VNA (z.B. Nano VNA) oder dem SWR-Meter des Funkgerät auf das gewünschte Band abstimmen
Tipp: Betrieb auf 40 Meter
Mit einer kostengünstigen Verlängerunsspule (siehe Bauteile) von Aliexpress mit M10-Gewinden, lässt sich die Antenne auch problemlos auf dem 40m-Band betreiben. Ggf. müssen die Radials stärker gebündelt werden, um ein gutes SWR zu erzielen.
Schnelleres Abstimmen mit dem Sticker
Noch schneller geht es, wenn man unseren Sticker nutzt, auf dem die typischen Längen in Metern und ausgezogenen Segmenten aufgeführt sind (Bezug über DK4HAA per Mail oder über unseren Discord). Zusätzlich hat der Aufkleber auch die Stromaufnahmen gängiger Portabel-TRX abgedruckt. Praktisch!
Oder die Antenne markieren
Alterntiv kann man sich mit einem wasserfesten Stift kleine Markierungen an der Teleskopantenne machen oder die Werte folgender Tabelle berücksichtigen, damit man die Bänder schneller grob wiederfindet. Bei ähnlicher Bodenbeschaffenheit ist diese Methode erstaunlich genau und die Antenne ist breitbandig genug, dass man ohne größere Abstimmarbeiten QRV sein kann. Das SWR auf dem Funkgerät ist zur Sicherheit aber zu beachten bzw. Feinabstimmung mit dem VNA macht trotzdem Sinn.
| Band | auszuziehende Elemente |
|---|---|
| 10 m | 6 |
| 12 m | 6,5 |
| 15 m | 7,6 |
| 17 m | 8,5 |
| 20 m | 11,5 |
VSWR & Smith Diagram
Die Antenne lässt sich durch Ausziehen problemlos für 10 - 20 Meter abstimmen. Sie ist dabei so breitbandig, dass alle Bänder durchgängig mit sehr gutem SWR nutzbar sind, ohne nachstimmen zu müssen. Hier ein paar Screenshots von den Abstimmwerten für das 15 Meter Band. Auf anderen Bändern sind die Ergebnisse ähnlich.
Bilder, Variationen und Inspirationen
Evolution des Designs
Links die erste Version (siehe Seitenende), Mitte: Prototyp der Version 2. Rechts: Version 2.
Prototyp und finale Version:
Tiny-Version
Winkel hinter dem Isolator gekürzt, Radial-Anschluss unter die PL-Buchse verlegt. Abstand beachten, damit sich die Flügelmutter noch drehen lässt! Die Idee stammt von DG1JAN. Vielen Dank!
Eine weitere Abwandlung kommt von DM5XT: Das Hauptaugenmerk liegt auf einer möglichst kompakten Bauform, so dass die Einzelteile problemlos in kleinen Taschen oder Rucksäcken verstaut werden können. Die PL-Buchse ist nicht an den Alu-Winkel verschraubt sondern mit Alu-Nieten befestigt (Übergangswiderstand ist vergleichbar zur verschraubten Variante). Zwei M6-Schrauben, die mit Flachmuttern gekontert sind, dienen als Aufnahme für den Radialsatz. Die Ringösen der Radialsätze werden lediglich mit normalen Muttern festgeschraubt, das klappt auch ohne Werkzeug wunderbar und ist absolut ausreichend, da die Schraubverbindung mechanisch nicht stark belastet ist.
Baumarktteile nutzen!
Eine Variante der Halterung aus vielen Teilen, die in jedem Baumarkt verfügbar sind, hat DL9DX gebaut. Der Erdspieß besteht aus einer M10-Schraube, 200mm lang. Der 6-Kant-Kopf wurde abgesägt und der Spieß angespitzt.
Alternative zur Bodenhalterung
Heinz, DL7HKL, schickte uns seine Umsetzung einer Bodenhalterung:
Bodenhalterung (Vorschlag)
Von einem Sonnenschirm habe eine Bodenhalterung mit Erdspießen zweckentfremdet. Google : "Rasendorn für Sonnenschirm" (z.B. Amazon). Es gibt Rasendorne mit 3 und 4 Erdspießen.
Schraubt man die Metallhülse in welche normalerweise der Sonnenschirm gesteckt wird ab, kommt ein M12 Gewinde zum Vorschein. Mittels einer Adapterhülse kann man den Rasendorn sehr gut für die Halterung der Verticalantenne verwenden.
Hierzu bin ich wie folgt vorgegangen:Eine Distanzhülse habe etwa 15mm tief etwas aufgebohrt und ein M12 Innengewinde in die Hülse geschnitten. Damit kann man die Distanzhülse auf das M12 Gewinde vom Rasendorn aufschrauben.Auf der gegenüberliegenden Seite der Distanzhülse habe ich ein kurzes Stück Gewindestange M10 eingesetzt, um die Verbindung zum Haltewinkel /Langmutter herzustellen.Leider hatte die Gewindestange (M10) in der Distanzhülse etwas Spiel. Deshalb wurde in die Distanzhülse eine Querbohrung mit Gewinde und anschließend eine Schraube (M4) eingebracht. Nun hält alles bombenfest. Das ist wesentlich besser als mit nur einen Erdspiess.
Eine weitere Möglichkeit wäre, die M10 Gewindestange mit 2 Schweißpunkten in der Distanzhülse zu fixieren.
Schraubt man die Distanzhülse wieder ab, kann man den Rasendorn wieder als Halterung für den Sonnenschirm verwenden.
Übergangs-Widerstand am Alu reduzieren
Ekki, DF4OR, hat den Übergangswiderstand an den Aluteilen durch Kupferdraht reduziert:
Spule überbrücken
Eine Konstruktion zur Überbrückung der Spule, um das Ein- und Ausschrauben zu umgehen: 
Tipps & Tricks
Halterungen
Vorherige Version
Hinweis
Die folgende Anleitung bezieht sich auf die erste Version der Antenne, bei der auf andere Bauteile zurückgegriffen wurde. Einige der Bauteile sind nicht (mehr/immer) einfach zu beschaffen, daher ist diese Anleitung als obsolet anzusehen.
Bauteile
Die Herausforderung bei den günstigen Teleskopantennen ist, dass diese, im Gegensatz zu z.B. den Produkten von MFJ, ein M10 Gewinde haben und nicht das gängigere 3/8". Daher verwenden wir hier einen Adapter mit einem M10-Innengewinde auf ein 3/8"-Außengewinde und einen handelsüblichen PL-Einbaufuß mit 3/8"-Aufnahme.
- 5,6 m Teleskopantenne mit M10 Gewinde - BD7IBI
- Einbaufuß SO239 auf 3/8" weitere Angebote über Ebay.
- Adapter M10-3/8"
- Albrecht Antennenhalterung 3/8 6197 weitere Angebote über Ebay.
- Aluminium Rundstab, ⌀ 10-12 mm, Länge: ca. 25 cm. Am günstigsten im Baumarkt als 1m-Stab zu bekommen.
- 80 m 0,75mm² Litze für Radiale oder Fahrzeugleitung FLRY, z. B. Ebay
- Schrauben, Stecker ggf. Kabelschuhe (Baumarkt, Amazon, ebay, Bastelkiste)
Montage
Erddorn und Halterung
Vom Aluminium-Rundstab längt man ca. 25 cm ab. Dabei macht es Sinn, den Stab direkt in einem Winkel von 45-60 Grad abzusägen, um den Stab leichter in die Erde stecken zu können.
In der Abbildung unten ist der Stab rund "angespitzt". Dies war unsere erste Iteration des Erdspießes und mit etwas Arbeit mit der Feile verbunden. Inzwischen bevorzugen wir die schräg abgesägte Variante aufgrund der leichteren Herstellung und besseren Verdrängung der Erde, wenn man den Spieß in die Erde dreht.
Der Erddorn wird in die Spiegelhalterung geschraubt. Die SO239-Buchse wird in die Spiegelhalterung geschraubt. Bei Bedarf kann ein 90-Grad-PL-Winkel ergänzt werden. Dies erleichtert die Montage des Koax-Kabels im Feld.
Radial-Befestigung
Um die Radials an der Halterung zu befestigen, wurde das kleine Loch auf der Oberseite der Spiegelhalterung aufgebohrt und ein M6-Gewinde geschnitten. Eine M6-Schraube wird von unten in das neue Gewinde geschraubt. Von oben werden die vier Radial-Bündel aufgesteckt und mit einer Flügelmutter befestigt.
Natürlich kann man die Radials auch direkt an den Schrauben der Halterung befestigen oder mit einer Batteriepol-Klemme an den Erdspieß klemmen. Auch der Einsatz von Bananensteckern oder ähnlichen Schnellverbindern ist möglich. Das Prinzip ist immer das selbe.
