Endgespeiste Halbwellenstrahler

Fuchsantenne

Fuchskreis Frontansicht
Fuchskreis Innenansicht
Fuchskreis Skalierung

Bereits 1927 hat Josef Fuchs, OE1JF das Prinzip der Fuchsantenne als Patent angemeldet. International wird sie häufig auch als End-Feed-Half-Wave-Antenna bezeichnet. Damit wird dann auch gleich die Funktionsweise beschrieben: ein Halbwellendipol wird an einem Ende gespeist. Am Ende hat der Dipol einen sehr hohen Fußpunktwiderstand. Dieser liegt in der Größenordnung von 2 bis 5 KOhm und ist u.a. abhängig von der Umgebung. Die Anpassung von 50 Ohm an diesen hohen Widerstand geschieht einfach über einen Parallelschwingkreis, dessen Induktivität gleich über eine Koppelwicklung oder als Autotrafo die Transformation auf 50 Ohm bewerkstelligt.

Ein großer Vorteil dieser Antenne ist, dass kein Radial benötigt wird. John Huggins beschreibt das in diesem Artikel. AA5TB empfiehlt die Speisung nicht direkt am Ende vorzunehmen, sondern bei ca. 0,05 Lambda vom Ende entfernt.

Um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen ist es wichtig, den Strahler möglichst elektrisch genau Lambda halbe zu bemessen. Die daraus resultiere Reaktanz beträgt dann null Ohm, bzw. ist sehr klein. Erkennbar ist der korrekte Abgleich z.B. daran, dass der Drehkondensator mit einem ohmschen Widerstand exakt auf Resonanz abgestimmt wird. Wird dann die Antenne angeschlossen, so darf der Drehkondensator nicht mehr bewegt werden, denn er muss ja keine Reaktanz wegtunen und das SWR muss schon ok sein. Durch die Speisung nicht ganz am Ende (OCF) sollte auch nahezu keine Handempfindlichkeit festzustellen sein.

Hier ein Blick in den einfachen Tuner. Der Drehkondensator hat einen Kapazitätsbereich von 10 pF bis 250 pF. Bei dem Kern handelt es sich um einen Amidon T106-6 (gelb) mit 19 Windungen. Die Koppelwindung habe ich mit 3 Windungen bemessen, was eine Widerstandsübersetzung von 40 ergibt. Ich habe eine Koppelwindung und keinen Spulenabgriff verwendet, weil dadurch die Antenne galvanisch vom Transceiver getrennt wird.

Auf der Skala habe ich die Resonanzpunkte der sieben Bänder bei Abschluss mit einem rein ohmschen Widerstand von 4,7 KOhm markiert. Hat der Strahler die richtige Länge, so muss das SWR-Minimum genau auf dem entsprechenden Punkt liegen (s.o.). Außerdem muss die Handempfindlichkeit gering sein und die Länge und Lage des Radials relativ egal sein.

1:64-Übertrager

1:64 Breitbandübertrager

Als Alternative zum Fuchkreis bietet sich die breitbandige Anpassung über einen 1:64-Übertrager an.

Hier die Anpassung auf dem 20m-Band mit 1m-Radial. Die Antenne ist sehr breitbandig und braucht bei Frequenzwechsel innerhalb des Bandes nicht nachgestimmt werden.

Multiband EFHW-Antenne

Anpassung auf dem 20m-Band

Dieser 1:64-Übertrager passt hochohmige Lambda-Halbe-Strahler, bzw. Vielfache davon breitbandig an 50 Ohm an. Der Kondensator (ca. 100pF) dient lediglich zur Verbesserung der Anpassung auf den oberen KW-Bändern, insbesondere dem 10m-Band. Der Kern ist ein FT 140-43 und für ca. 100 Watt geeignet. Die gezeigte Wickeltechnik stellt sicher, dass Ein- und Ausgang der Wicklung möglichst weit auseinander liegen und damit die kapazitive Kopplung minimiert wird. Auch hier verwende ich ein kurzes Radial um eindeutige Verhältnisse zu schaffen. Die Anschlussmöglichkeit ist auf dem Bild noch nicht zu sehen.

Wirkungsgrad der Kopplervarianten

Zwei 1:64 Koppler Back-to-Back

Über die "Back-to-Back-Methode", also die Hintereinanderschaltung von zwei solcher Koppler habe ich die Durchgangsdämpfung bestimmt: es sind weniger als 1,3 dB!

Im Diagramm repräsentiert S21 die Durchgangsdämpfung von zwei Kopplern.

Mein Fuchskreis hat im unteren Frequenzbereich eine vergleichbare Durchgangsdämpfung; auf den höheren Bändern zeigt er ca. 0,5 dB geringere Verluste. Da der Fuchskreis beim Bandwechsel immer nachgestimmt werden muss, wiegt m.E. die etwas höhere Effizienz den Verlust an Bedienungskomfort nicht auf und ich werde vermehrt den breitbandigen 1:64-Koppler einsetzen. Wird eine Vorselektion zur Empfängerentlastung benötigt, so ist natürlich der Fuchskreis im Vorteil.

3-Band EFHW-Antenne

SWR-Verlauf der drei Bänder

Hier ist meine verkürzte 3-Band-Version für 40, 20 und 10m mit der Verlängerungsspule zu sehen. Vorteil dieser Variante: es sind keine Einstellungen oder Antennenumbauten bei Frequenzwechsel nötig. Das Übertragungsverhältnis des Kopplers habe ich auf 1:49 reduziert . Das ist ein guter Kompromiss für die verschiedenen Aufbauversionen (Sloper, inverted V...) und für die verschiedenen Umgebungen (Wald, freies Feld, nahe am Wohnmobil) und verschiedenen Bodenbeschaffenheiten. So erhalte ich fast immer ein sehr gutes SWR.

Der Strahler zwischen Koppler und Spule ist ca. 10,1m lang und von der anderen Spulenseite bis zum Ende sind es ca. 1,85m. Die Spule hat eine Induktivität von ca. 34µH. Da ich ja, wie oben erklärt, nicht direkt am Ende einspeise schließe ich noch ein ca. 1m langen Draht an die gelbe Klemmschraube an. Diese Länge ist Bestandteil des Dipols und muss beim Abgleich auf Resonanzfrequenz berücksichtigt werden. So wird auch bei größerer Leistung die Handempfindlichkeit stark reduziert, bzw. komplett vermieden.

Für die 5-Bandversion (80, 40, 20, (15), 10m) sind es folgende Werte: 20,35m, 2,39m und 110µH.

komplette Antenne für 40, 20 und 10m

Natürlich können an diesen Übertrager alle hochohmigen Strahler angeschlossen werden. So habe ich einen Draht, bei dem ich die Lambda-Halbe-Längen für verschiedene Bänder markiert habe. Bei Betrieb wickel ich einfach die benötigte Länge Draht von der Haspel ab. Der nicht benötigte Rest bleibt einfach aufgewickelt auf der Haspel am Ende der Antenne und stört die Abstrahlung nicht.

Verkürzungsspule