Wirkungsvolle 80/160m DX-Antenne

Ich würde gern das 5-Band-DXCC Diplom erreichen. Dafür müssen auf 80, 40, 20, 15 und 10 m je 100 DXCC-Regionen gearbeitet und bestätigt worden sein.

Aufgrund meiner Antennensituation (Mini-Beam auf dem Dach eines Reihenhauses, 2 x 20 m symmetrisch gespeister Dipol als Inverted-V) war es während des letzten Sonnenflecken-Maximums auf den oberen Bändern nicht allzu schwer, dieses Ziel zu erreichen. Auch 40 m ging noch vergleichsweise einfach, obwohl der Dipol am Speisepunkt nur 11 m über dem Boden hängt. Problematisch an dem Dipol ist insbesondere auch, dass er im spitzen Winkel gespannt werden musste, da das Grundstück nur eine Breite von 7,5 m hat.  Für 80 m war das DXCC-Ziel deshalb nicht erreichbar und es musste eine DX-taugliche Antenne für 80 m her, die auf das schmale Grundstück passt. Außerdem musste die XYL für den Plan gewonnen werden, damit der Haussegen nicht schief hängt.

Eine passende Antenne fand ich bei DJ0IP:  Es handelt sich um einen elektrisch verkürzten Vertikalstrahler („Groundplane“) basierend auf einem GFK-Mast der Firma Spiderbeam von 12,5 m Länge. Der induktive Anteil des Strahlers wird durch eine Dachkapazität kompensiert. Der Mast wird auf etwa 7 m Höhe durch 4 Leinen abgespannt. Sehr wichtig ist, dass die Drähte der Dachkapazität aus sehr leichtem Material bestehen, um die dünne Mastspitze nicht zu sehr zu belasten.

Damit die Antenne für DX möglichst flach abstrahlt, muss ein gutes Radialnetz auf dem Boden verlegt (oder eingegraben) werden. Die Radials bei einer Groundplane sind nicht auf die Resonanzfrequenz abgestimmt und die Länge ist relativ unkritisch. Ich habe 10 Radials von je 10 m Länge verlegt, was auf dem schmalen Grundstück natürlich nur abgewinkelt möglich war. Die Antenne wird direkt mit einem 50 Ohm Koax-Kabel gespeist. Die Resonanz lag mit den von DJ0IP angegebenen Längen auf Anhieb wie gewünscht im CW-Bereich des 80 m Bandes. Die vom Tuner des Transceivers abstimmbare nutzbare Bandbreite der Antenne beträgt etwa 100 kHz.

Soweit zur Antenne, aber wie war das mit der XYL? Jeder Gartenbesitzer weiß, dass der Garten in den Wintermonaten meist brach liegt und kaum betreten wird. Deshalb war es leicht, das Einverständnis für dieses Antennenprojekt für die Wintermonate Anfang Dezember bis Ende Februar zu bekommen. Das sind aber gerade die Monate mit den langen Nächten, in denen die oberen Kurzwellen-Bänder meist unbrauchbar sind. Es standen mir also 3 Monate zur Verfügung, um die fehlenden DXCC-Gebiete auf 80 m zu arbeiten. Dass ich dabei auf einem guten Wege bin, zeigt als Beispiel diese QSL-Karte aus Indien.

Zusammenfassend kann ich sagen, dass sich dieses Projekt für mich gelohnt hat. Ich bin in den letzen Nächten sehr viel auf 80 m in CW unterwegs gewesen. Ich kann DX-Stationen arbeiten, die ich mit dem Dipol nicht einmal hören kann. Allerdings ist diese GP, verglichen mit den Monsterantennen anderer 80 m DX-Stationen, immer noch recht klein, und es ist im Pile-up schon etwas Geduld und Ausdauer erforderlich, um ins Log der DX-Station zu kommen. Aber nach nur 5 Wochen Betrieb konnte ich die Zahl der DXCC-Kenner im Log für 80 m von 75 schon auf 108 aufstocken, und ich bemühe mich gerade darum, über LotW (Logbook of the World) und wenn erforderlich auch über den Versand von „Green Stamps“ (Dollar Noten) die QSL Karten für die Beantragung des Diploms zeitnah zu bekommen. Im nächsten Winter werde ich den Strahler der Groundplane dann auf das 60 m Band umbauen .

Nachtrag vom 2. März 2017
Inzwischen ist das 5-Band-DXCC-Diplom eingetroffen (eigentlich 7-Band, denn 17m und 12m sind auch im Kasten, aber die Sticker wurden von der ARRL noch nicht geschickt). Die Arbeit mit den QSL-Karten hielt sich in Grenzen, denn etwa 90% der 700 benötigten Verbindungen konnten über das „Logbook of the World“ (LotW) der ARRL bestätigt werden.  Trotzdem wurden noch viele Briefe geschrieben und Dollarnoten verschickt oder Paypal-Überweisungen getätigt, um alle Karten einzutreiben.

Nun geht es weiter: 100 DXCC-Entities für 30m sind bald erreicht, aber dann geht es in Richtung Low-Band: 160m! Ich suche noch nach einer praktikablen Antennenlösung, die einerseits DX-fähig ist und sich andererseits mit den örtlichen Gegebenheit verträgt.
Parallel dazu versuche ich natürlich auch auf dem 6m-Band in den Sommermonaten mit Sporadic-E und auch via Meteor-Scatter an die magische Grenze von 100 heranzukommen. Wegen der Leistungsbeschränkung auf diesem Band wird das aber ein schwieriges und langwieriges Unterfangen. Und 60m ist auch noch eine neue (QRP!) Herausforderung. Auf zum 10-Band-DXCC!

Nachtrag vom 9. Januar 2018

So, die Antenne läuft jetzt auf 160 m!
Ich habe mit einem Netzwerk-Analyzer am Fußpunkt der 80m-Antenne zunächst die komplexe Impedanz auf der Sollfrequenz 1,840 MHz gemessen. Daraus lässt sich ein LC-Anpassglied so berechnen, dass die Antenne auf 160 m in Resonanz ist und einen Fußpunktwiderstand von 50 Ohm hat. Im Ergebnis brauchte ich einen (spannungsfesten) Kondensator von 5 nF und eine Spule von 30 μH. Der Kondensator wurde aus zwei keramischen Scheibenkondensatoren gelötet und die Spule wurde aus isoliertem Kupferdraht mit 6 mm² Querschnitt auf ein PVC-Abflussrohr gewickelt. Die Anschlüsse sind schraub- bzw. steckbar, so dass die Antenne jederzeit wieder auf 80 m zurückgebaut werden kann.
Die nutzbare Bandbreite auf 160 m beträgt etwa 50 kHz, so dass der CW-Bereich und auch die FT8-Frequenz abgedeckt werden. Für QSY können bei Bedarf Kabelstücke eingefügt werden.

Inzwischen liegen auch die ersten Betriebserfahrungen auf 160 m vor. Dieses Band zeigt leider häufig einen hohen Störpegel. Der 160 m DXer muss deshalb mit wenig Schlaf auskommen, da erst nach Mitternacht, wenn die meisten TV-Geräte in der Nachbarschaft ausgeschaltet sind, DX-Signale empfangen werden können. Mit 100 Watt Sendeleistung konnte ich Nord- und Süd-Amerika und Japan bereits sicher erreichen (CW bzw. FT8).

Die Antenne hat auch schon einige Stürme bis zu 10 Beaufort Windstärken gut überstanden. Darüber ziehe ich es vor, sie vorübergehend umzulegen.

Ich bedanke mich bei Detlef, DJ3AK, der mir diesen Weg aufgezeigt hat und der selbst eine ähnliche Antenne bei sich im Garten auf 160 m betreibt. Auch bei Peter, DJ7GP, bedanke ich mich für wertvolle Hinweise im Zusammenhang mit dem Netzwerk-Analyzer.

Nachtrag vom 13. Februar 2019

Ich habe die Antenne inzwischen an verschiedenen Standorten mehrfach auf- und abgebaut und bin meinem Ziel, das DXCC auch auf dem „Top-Band“ zu erreichen, sehr nahe gekommen. Inzwischen hatte ich mir auch eine Transistor-Endstufe zugelegt, denn eine gute PA ist gerade bei den schwachen Signalen auf 160m unverzichtbar. Allerdings erwarten Transistor-PAs meist eine gute Anpassung an die Antenne, so auch die ACOM 600. Ich kann zwar mit einem SWR zwischen 2 und 3 noch arbeiten, allerdings wird die von der Antenne zurückkommende Energie in der PA in Wärme umgesetzt und begrenzt damit die verfügbare Ausgangsleistung.
Die oben beschriebene Anpassschaltung ist außerdem sehr „spitz“ und QSY ist schwierig. Wenn man den den Kondensator der Anpassschaltung entfernt, wirkt die Induktivität nur noch als Verlängerungsspule und es ergibt sich eine flache SWR-Kurve mit einem SWR-Minimum von etwa 2,5. Eine Messung der Antennenimpendanz im Resonanzpunkt ergab 18 Ohm, was das schlechte SWR bei Einspeisung mit 50 Ohm erklärt. Was also tun, um die Anpassung zu verbessern? In einer Diskussion mit mehreren OMs hatte Jürgen, DL5AX, eine gute Idee: Eine Lambda-Viertel-Leitung mit 30 Ohm-Wellenwiderstand würde die Antenne perfekt an das Speisekabel anpassen, zumindest in der Theorie!
Gesagt, getan! Aber woher 30 Ohm Koax-Kabel für die Anpassleitung nehmen? Ganz einfach, man schaltet zwei 60 Ohm-Leitungen parallel! Früher war 60 Ohm-Koaxkabel in der TV-Welt weit verbreitet. Allerdings gilt das schon lange nicht mehr, denn für TV wird heute nur noch 75 Ohm-Kabel verwendet. Reinhard, DL3AAV, machte mich auf einen Großhändler aufmerksam, der einen Restposten 60 Ohm-Kabel anbot. Ich bestellte also 100 m davon und konnte schon bald mit dem Ausmessen beginnen. Die Ermittlung des Verkürzungsfaktors ergab 0.65, so dass ich zwei Längen von je 27 m abmaß und mit den passenden Steckern konfektionierte.

 

Die Spannung stieg, als ich die Anpassleitung zum ersten Mal in die Antennenzuleitung einschleifte. Die Freude war groß, denn im Resonanzpunkt 1,830 MHz zeigte sich eine perfekte Anpassung mit einem SWR von 1. Praxis und Theorie stimmten also überein. Die Dämpfung der Anpassleitung bei 160m ist vernachlässigbar und durch die zusätzlich eingebrachte Selektion scheint auch das lokale QRM etwas schwächer geworden zu sein. Auch ist die Bandbreite der Antenne groß genug, um die Transistor-PA zwischen 1.810 und 1.850 MHz mit der maximal möglichen Leistung betreiben zu können.
In der folgenden Nacht musste sich die verbesserte Antenne beweisen, denn ich wollte die DXpedition V84SAA erreichen. Die Signale aus Brunei waren laut genug und der Andrang im Pile-Up war wie erwartet groß. Nach etwa 2 Stunden Anrufen im Pile-Up war das CW-QSO dann über eine Entfernung von gut 10.000 km im Log und damit DXCC Bandpunkt #110 erreicht. Da V84SAA freundlicherweise kurz darauf im LOTW bestätigte, war dieses QSO mein 100stes im LOTW bestätigtes „Land“ im Top-Band. Am nächsten Abend gelang die Verbindung mit V84SAA dann problemlos auch noch auf 80 m, denn die Antenne funktioniert ja nach dem Entfernen von Anpassleitung und Verlängerungsspule auch auf diesem Band.