Bericht vom Antennentestwochenende 11.5.2019

Ziel unseres schon länger geplanten Antennentestwochenendes war ein Vergleich verschiedener Antennen mit Hilfe von WSPR (Weak Signal Propagation Reporter) und RBN (Reverse Beacon Network) auf dem 20 m-Kurzwellenband.

Trotz des Regens und der Kälte haben sich im Laufe des Samstags insgesamt 19 YLs und OMs auf Kalle’s (DK6AL) Wiese in der Feldmark von Grafhorst eingefunden. Der „Antennenwald“ war schon beeindruckend. Die größte Antenne hatte Günter, DL8GL, aufgebaut – eine 80 m Vertikal – Gesamthöhe 18 m und mit einem ausgedehnten Erdnetz mit vielen Radials.

Den Vergleich haben wir mit insgesamt vier Antennen durchgeführt:
– Hex-Beam (nach SP7IDX)
– 20 m-Delta-Loop (nach DL4AAE)
– 20 m-Triple-Leg
– DK7ZB-Triple-Leg (breitbandig).

Darüber gab es Experimente an weiteren Antennen:
– MP1-Antenne (Portabel-Antenne für 3,5 – 30 MHz)
– Dipol als Inverted-V, Spitze ca. 8 m hoch
– 80 m-Vertikal von DL8GL an einem 18 m Glasfibermast.

Ein wichtiger Faktor bei einem Antennentest ist ja das Wetter. Die Vorhersage war nicht optimal. Am Freitababend wurde noch bis 14:00 Uhr Sonne angesagt. Leider hat es dann aber doch bereits ab Samstagfrüh geregnet. Es war zum Glück nur Nieselregen aber dieser war anhaltend, sodaß wir den Test bereits am Samstagabend beenden mußten.

Beim Antennentest in Grafhorst (Foto: DF3OL)


Aufbau
Als erstes wurde die 20 m Triple-Leg aufgebaut. Danach dann die DK7ZB-Triple-Leg, eine unabgestimmte Vertikal. (https://dk7zb.darc.de/Winkeldipol/tripleleg.htm). Beide Antennen brauchen keine extra Abspannungen, weil die drei Legs (Radials) so stabil gebaut sind,das sie gleichzeitige als Abspannungen dienen.
Dann wurde die 20 m Delta-Loop (https://dl4aae.darc.de/vortrag_p51_deltaloop_dl4aae.pdf) aufgebaut.
Als letztes dann der Hex-Beam, eine Variante nach SP7IDX (https://sp7idx-hexbeam.eu/hexbeam).

DL1RNN und DF3OL bei Montage der 20 m Delta-Loop-Antenne. (Foto: DK1WB)

Dank der vielen Helfer ging das Aufbauen recht fix, und nach nicht mal zwei Stunden waren alle Antennen betriebsbereit. Ein Faltpavillon einfacher Bauart hat uns – nicht perfekt aber ausreichend – vor dem andauernden Regen geschützt.

Am Basteltisch unterm Regenschutz, DL1RNN vermisst unter gespannter Aufmerksamkeit die ersten Antennen. V. l. n. r.: DO4JJ, DJ3AK (verdeckt), DK1MJ, DL8TG, DL9PA, DK6AC, DJ3AX, DL8GL und Rückansicht von DD8UST. (Foto: DF3OL)

Passend zu seiner 80 m-Vertikal hatte Günter, DL8GL, noch seine SEG-100 Kurzwellenanlage mitgebracht.

Günter, DL8GL mit passendem SEG100-Senderfür seine 80 m-Vertikal (Foto: DL1OD)


Inbetriebnahme und Funktionstests
Als erstes wurden die Antennen mit einem Analyzer nach EU1KY getestet. Der Hex-Beam war auf allen Bändern optimal abgeglichen. Auch die anderen Antennen waren – wie erwartet – im 20 m-Band resonant. Bei Günter’s 80 m-Vertikalstrahler lag die Resonanz erwartungsgemäß etwas zu hoch. Da muß er noch etwas tun.

Beim Hex-Beam nach SP7IDX lagen die Resonanzen goldrichtig (Foto: DF3OL)
Der EU1KY-Analyzer bestägigt, daß 18 m Strahlerlänge für das 80 m-Band zu kurz sind. (Foto: DF3OL)


Antennenvergleich mit WSPR
(Weak Signal Progagation Reflector)

Hierzu wurden vier WSPR-Lite (flexi) von Sotabeams benutzt. Das sind speziell für solche Tests entwickelte, sehr kleine Sender, die nur in der Betriebsart WSPR senden können. Programmiert werden sie mit dem PC (Rufzeichen, Locator, Frequenz, Sendezyklus). Gestartet werden sie durch eine am Gerät befindliche Starttaste. Das muß allerdings auf die Sekunde genau jeweils zum Beginn einer geraden Minute erfolgen. Im Abstand von zwei Minuten wurden alle vier Sender aktiviert, und nach sechs Minuten waren alle vier Signale „on air“. Die Stromversorgung wurde durch eine USB-Powerbank realisiert.

Die vier für unseren Test verwendeten WSPR-Sender. Zur Reduzierung von Oberwellenabstrahlung sind hinter den Sendern Tiefpassfilter geschaltet. (Foto: DL1RNN)

Diese vier Sender haben wir insgesamt 90 Minuten lang durchlaufen lassen. Ideal wäre eigentlich ein 24 h-Test gewesen aber dafür war das Wetter einfach zu schlecht. 🙁

Wir haben mit folgenden Rufzeichen an den folgenden Antennen gesendet:

DK7ZB-Triple-Leg: DL1RNN/p
20 m-Delta-Loop: DK0VLP/p
20 m-Triple-Leg: DK0VLP
Hex-Beam: DL1RNN
(10 Minuten in Richtung Osten, 80 Minuten in Richtung Westen. Wir waren hier etwas nachlässig, hätten die Antenne öfter drehen müssen, der Regen …)

… der Regen hielt uns vom Antennendrehen ab und außerdem waren ja alle auf die Ergebnisse gespannt. V. l. n. r. DL1RNN, SWL Heike, DK6AC, DL3AAV (Foto: DL1OD)

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Daten auszuwerten. Man kann sich unter http://wsprnet.org/drupal/wsprnet/spots die Spots anzeigen lassen und auch Rohdaten herunterladen. Hier die erzeugten WSPR-Rohdaten:

Zusammenfassung der innerhalb des 90 Minuten dauernden Testzyklus erzeugten WSPR-Spots

Fazit WSPR-Vergleich:
Der Hex-Beam hat die meisten DX-Spots erzeugt, darunter allein 10 Spots aus den USA. Die 20 m-Triple-Leg hat darüber hinaus noch
einen Spot in Alaska (KL7) erzeugt.

Leider war die veranschlagte Messzeit mit 90 Minuten zu kurz kalkuliert. Ideal wären 24 Stunden gewesen, wir hätten dann deutlich mehr Informationen gewinnen können. Dafür war jedoch das Wetter zu schlecht.

Eine bessere Visualisierung auf Karten wäre – bei mehr Zeiteinsatz – natürlich auch machbar.


Nahfelduntersuchungen (Bodenwelle)
Hierzu wurde das ca. 30 Km entfernte WSPR-Empfangssystem von Detlef, DJ3AK, in Meine (JO52GJ) benutzt. Als Empfangsantenne wurde dort eine Groundplane GPA-30 verwendet. Für die vier getesteten Antennen ergaben sich dort im Mittel folgende Empfangsfeldstärken:

1a. Hex-Beam, Ausrichtung West: -21 dB
1b. Hex-Beam, Ausrichtung Ost: -22 dB
2. 20 m-Delta-Loop: -18 dB
3. 20 m-Triple-Leg: -15 dB
4. DK7ZB-Triple-Leg: -15 dB

Auswertung von Detlef, DJ3AK:
Der Hex-Beam schneidet aufgrund seiner horizontalen Polarisation hier deutlich schlechter ab als die anderen drei Antennen. Dennoch ist es interessant, daß es kaum einen Unterschied machte, ob der Hex-Beam nach Osten oder nach Westen (Meine) schaute.

Der Vorteil von 3 dB für die Triple-Leg im Vergleich zur Delta-Loop ist wohl auf die größere Aufbauhöhe zurückzuführen (15 m-Mast versus 6 m-Mast) Dies ist für die Bodenwelle ein klarer Vorteil.

Wie gesagt, dieser Test war jetzt Bodenwellenausbreitung. Bei der Raumwelle mag es schon ganz anders aussehen. Hier würde ich ein gleich gutes oder vielleicht sogar ein etwas besseres Abschneiden der Delta-Loop erwarten.


Antennenvergleich mit RBN (Reverse Beacon Network)
Zum Abschluss des Messtages erfolgte dann der RBN-Test. Hierzu wurde mit einem K2-Transceiver und ca. 50 Watt Output auf dem 20 m-Band mit den verschiedenen Antennen CQ-Rufe durchgeführt, die dann jeweils von den verschiedenen Empfangsstationen gespottet wurden.

Es wurde drei bis viermal CQ gerufen. Damit das RBN sofort wieder neu spottet, musste nach Antennenwechsel die Sendefrequenz immer um jeweils 1 KHz verstimmt werden. Da zeitgleich mit unserem Test auf 20 m der russische CQ-MIR-Contest lief, hatten wir den Test am oberen Ende des CW-Segments im 20 m-Band durchgeführt.

Ergebnisse unserer Versuche mit dem Reverse Beacon Network RBN

Fazit RBN-Vergleich:
Hier zeigte sich deutlich, das der Hex-Beam einerseits gute Richtwirkung hat und auch die einzige Antenne war, die DX-Stationen erreicht hatte.

Die Unterschiede bei den drei anderen Antennen sind ähnlich denen des WSPR-Tests. Die 20 m-Triple-Leg schneidet hier am besten ab, gefolgt von der DK7ZB-Triple-Leg. Dies deutet darauf hin, daß eine resonante Antenne besser ist als eine unabgestimmte Antenne mit Anpassgerät (zumindest bei Vertikal-Antennen). Die Delta-Loop brachte auch in diesem Test die schlechtesten Ergebnisse.

Auch hier hätte ein längerer Test sicher noch mehr Ergebnisse gebracht.


Weitere Untersuchungen

WSPR-Spot-Statistik von SOTABEAMS

In Ergänzung zu den WSPR-Ergebnissen erzeugten wir noch eine weitere Auswertung auf der Seite von www.dxplorer.net (SOTABEAMS). Die Ergebnisse ähneln den o. g. Ergebnissen. Hier im Detail:

Untersuchungen zum Antennenwirkungsgrad

Eine optimal an unsere üblichen Sender angepasste Antenne hat einen Fußpunktwiderstand von 50 Ohm, und dieser sollte auch noch reiner Wirk- und kein Blindwiderstand sein. Dies ist leider nur (und auch nicht immer) bei resonanten Antennen der Fall. Daran kann auch ein Tuner nichts ändern.

An einigen Antennen wurden mit dem Netzwerkanalysator die Verläufe von Blind- und Wirkwiderstand aufgenommen, um hieraus weitere Anhaltspunkte zum Antennenwirkungsgrad abzuleiten.
An diesem Thema wird noch weiter gearbeitet.


Gesamtfazit dieser Messaktion
Was ergibt sich für unseren nächsten CW-Fieldday daraus?
Wir benutzen ja dort für die Bänder 10 m – 40 m Monoband-Triple-Legs. (die 40 m-Version spielt auch auf 15 m). Dann noch den Spiderbeam und den Dipol, den wir ja fast ausschließlich für 160 m – 80 m – 40 m benutzen.

Damit scheint unsere zuletzt im Contest verwendete Antennenkonfiguration bereits recht optimal zu sein. 🙂

Es war ein toller Testtag. Trotz des bescheidenen Wetters waren etliche Teilnehmer anwesend und diese konnten auch für sich selbst eine ganze Reihe neuer Erkenntnisse mitnehmen.

Herzlichen Dank allen Mitwirkenden, Besuchern und Helfern!

Samstag 17:30 Uhr – alles abgebaut, das Tor zur Fielddaywiese ist verschlossen. – Zum SSB-Fieldday im Herbst wird es sich für uns wieder öffnen. (Foto: DL1OD)

73 de
Lutz – DL1RNN, Erstellung Bericht
Christian – DL1OD, Layout und redaktionelle Überarbeitung
Fotos von Jürgen – DF3OL, Lutz – DL1RNN, Hans – DK1WB, Christian – DL1OD

Ein Gedanke zu „Bericht vom Antennentestwochenende 11.5.2019“

  1. Danke an Lutz, DL1RNN, für die Initiative und Federführung bei dieser tollen Aktion und an Christian, DL1OD, für den schönen Bericht. Ich hoffe, wir können das mit anderen Antennen noch mal bei besserem WX wiederholen.
    73, Hans (DK1WB)

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

* Die DSGVO-Checkbox ist ein Pflichtfeld

*

Ich akzeptiere.