Kurzwellenantennen auf Segelyachten
Eine gute Antenne unter den beengten Platzverhältnissen an Bord aufzubauen, ist nicht so einfach wie es bei oberflächlicher Betrachtung aussieht. Es lohnt sich, sich im Vorhinein ein paar Gedanken über die Funktionsweise zu machen.
Prinzipiell kommen auf den meisten Booten nur zwei verschiedene Antennentypen in Frage: Das isolierte Achterstag oder eine Peitsche (Whip) am Heck. Beide Antennen haben gemeinsam, dass es sich um endgespeiste, unsymmetrische Antennen handelt. Die folgenden Überlegungen gelten deshalb sinngemäß für beide Antennentypen.
Eine unsymmetrische Antenne unterscheidet sich von einer symmetrischen wie dem bekannten Dipol dadurch, dass die eine Hälfte der Antenne durch die Erde (HF-Ground) ersetzt wird. Die Erde ist also Teil des Antennensystems und wir müssen ihr genau so viel Aufmerksamkeit widmen wie der Antenne selbst.
Der strahlende Teil der Antenne wird durch das isolierte Achterstag oder die Peitsche am Heck gebildet. Beide haben gemeinsam, dass sie, gemessen an den verwendeten Wellenlängen, meistens zu kurz oder machmal auch zu lang sind. Dadurch ist fast immer eine Impedanzanpassung notwendig um ein Funkgerät anschließen zu können.
Das dazu erforderliche Antennenanpassgerät muß immer in der Nähe der Antenne (bei mir das Achterstag) angeordnet werden. Die Verbindungsleitung zum Stag wird damit ebenfalls Teil der strahlenden Antenne. Die Leitung sollte spannungsfest sein, da die durch die Endspeisung sich ergebenden hohen Impedanzen, Spannungen im Bereich von mehreren tausend Volt auftreten können. Bei mir hat sich der Innenleiter aus einem RG213 Koaxkabel mit seiner dicken Isolierung bewährt. (weitere Informationen)
Antennenanpassgerät
Die einfachste –sicher nicht die billigste- Möglichkeit die Antenne an den Transceiver anzupassen ist ein automatisches Antennenanpassgerät. Ich verwende ein SG239 von der amerikanischen Firma SGC. Es ist, geschützt gegen eventuelle Feuchtigkeit durch eine handelsübliche Kühlschrankdose, in der Backskiste eingebaut. Diese Idee habe ich von der Webpage des Herstellers dieser Geräte. Wenn die Einbauverhältnisse es so wie bei mir zulassen, kann man durchaus diese sehr preiswerte Methode wählen. Das Teil funktioniert problemlos und stimmt sich innerhalb weniger Sekunden nach Anlegen eines Sendesignals selbstständig ab.
Man kann sich die beiden Hälften eines Dipols als zwei in Reihe geschaltete Widerstände vorstellen, über die die HF-Energie gleichmäßig abgestrahlt wird. Wie oben schon erwähnt, ersetzt man bei einer unsymmetrischen Antenne eine der Dipolhälften durch die Erde. Damit muss die andere Hälfte, die Abstrahlung der Gesamtleistung übernehmen. Aus dem Bild der Reihenschaltung ist leicht zu erkennen, dass dies nur gelingt, wenn die Erde so niederohmig wie möglich ausgelegt wird. In der Praxis wird dies aus Unwissenheit leider oft vernachlässigt und so wertvolle Sendeleistung verschenkt.
Mit diesem Wissen ist leicht einzusehen, dass irgendwelche Drähte oder Relingsteile als Erde zu benutzen wenig zielführend ist. Im Idealfall sind sie etwa Lambdaviertel lang und haben damit etwa die gleiche Impedanz wie die Antenne selbst. Sie sind deswegen auch nichts anderes als die andere Antennenhäfte und strahlen kräftig. Diese Strahlung erfolgt wegen der geringen Aufbauhöhe aber leider nicht in den freien Raum sondern auf kürzestem Wege in das Wasser. Die aufwendig erzeugte HF verpufft damit zur Hälfte nutzlos.
Ein Metallrumpf als Erde wäre natürlich ideal, haben aber die wenigsten. Mit den vielgepriesenen Erdschwämmen und ihrer durch das poröse Material realisierten großen Oberfläche, kommt man anfangs dem Ziel schon sehr nahe. Leider bleibt das nicht so, weil sich die Poren sehr schnell mit allerlei Getier zusetzen. Der von diesen Lebewesen abgesonderte Kalk sorgt für eine isolierende Oberfläche, durch die die Qualität der anfänglich guten Erde schnell abnimmt. Darüber hinaus ist für die Befestigung mindestens ein, meistens sogar mehrere Löcher im Rumpf notwendig.
Eine sehr gute Erde ist der Kiel. Leider hat er den Nachteil, dass er sehr weit vom achtern montierten Antennentuner entfernt ist. Die dadurch notwendige längere Verbindungsleitung transformiert die niedrige Impedanz des Kiels auf wesentlich höhere Werte, was sich besonders bei höheren Frequenzen bemerkbar macht.
Achterstagantenne
Eine Achterstagantenne ist leicht zu realisieren und im Gegensatz zu einer Whip optisch relativ unauffällig. Man muß lediglich darauf achten, dass das Stag neben der Antennen- weiterhin noch eine für das Boot wesentliche statische Funktion hat. Die verwendeten Isolatoren müssen diesen Ansprüchen genügen. Mir sind nur zwei Fabrikate bekannt welche die geforderten Bedingungen erfüllen. Ich verwende englische Norseman deren Bruchlast, die des für das Stag verwendeten Edelstahldrahtes übersteigt. Ich habe absolutes Vertrauen in diese Konstruktion und nehme deshalb den zugegeben enormen Preis dieser Isolatoren zähneknirschend hin.
Am oberen offenen Ende ist die Antenne stark kapazitiv, weshalb man deutlich von geerdeten Teilen wie dem Mast und anderen Stagen wegbleiben sollte. Dies ist auch der Grund, warum man als Antenne nicht einfach einen zusätzlichen Draht riggen kann. Als Faustregel bringt man den oberen Isolator so an, dass die Antenne zu anderen Teilen mindestens einen Meter Abstand hat. Um die volle Länge zu nutzen, sollte der untere Isolator so nah wie möglich über Deck sein. Andererseits aber auch so, dass die Antenne selbst nicht berührt werden kann, da im Sendebetrieb nicht unerhebliche Spannungen anstehen.
Um all diesen Nachteilen aus dem Weg zu gehen habe ich mich entschlossen, in der neben der Backskiste liegenden Kabine, den Boden unter der Koje mit Alufolie zu tapezieren. Mit der dickeren Qualtität, die im Baubedarf als Isolierung fürs Mauerwerk zu haben ist und Sprühkleber geht das recht gut. Die Folienbahnen habe ich an einer Seite etwas hochgezogen und mit dem Kupfergeflecht des als Antennenzuleitung benutzten (s.o.) Koaxkabels unter einander verbunden. Die Leitung zum Anpassgerät ist dadurch nur noch 30 cm lang. Bei knapp 2 m2 Fläche erreiche ich auf allen benutzten Frequenzen zwischen 3,5 und 18 MHz Impedanzen von unter einem Ohm. Besser geht es kaum und die mit meiner Station erreichten Ergebnisse sprechen für sich.
Hier gibt es weitere ausführliche Informationen zur Erde für KW-Funk auf Booten.
