Whip vs. Achterstag (Feb. 2009)
Unter segelnden Funkamateuren wird das Thema Peitschen- (Whip-) oder Achterstagantenne immer wieder kontrovers diskutiert. Da werden die tollsten Angaben gemacht, warum die eine oder andere besser sei und mit zum Teil sagenhaften Zahlen operiert. Oft werden Vergleiche gemacht, bei denen sehr viel mehr als nur die Antenne geändert wurde ohne zu berücksichtigen, dass andere Parameter wie Betriebsfrequenz, Erdverhältnisse, Antennenlänge, Neigung, Isolationseigenschaften, etc. sehr wohl mit eingehen. Ich möchte hier versuchen die Diskussion ein wenig zu objektivieren.
Beide Antennenformen sind sehr nahe miteinander verwandt. Es handelt sich in beiden Fällen um Vertikalstrahler, die über einer Erde betrieben werden. In der reichlich vorhandenen Literatur wird diese Antennenform als Marconiantenne beschrieben. Ich würde deshalb so weit gehen, beide als ein und die gleiche Antenne zu bezeichnen, die sich lediglich in ihrer Ausführungsform unterscheiden. Beide Varianten haben, je nachdem auf was man Wert legt, ihre Vorteile. Von dort her muss man für sich die Version wählen, die am Besten zu den eigenen Anforderungen und zum Boot passt.
Länge und Neigung
Nicht nur bei Booten heißt es „Länge läuft“. Eine längere Antenne schneidet das elektrische Feld mehr und ist von daher tendenziell „ besser“. Eine längere Antenne bündelt die Strahlung auch besser. Der Gewinn ist dabei immer quer zur Achse und geht zu lasten der Richtung des Antennendrahtes. Für eine wirkliche Vertikalantenne bedeutet das, dass eine für DX-Verbindungen gewünschte flache Abstrahlung erreicht wird und nur wenig senkrecht nach oben abgestrahlt wird. Für die Überbrückung großer Entfernungen kann dies von Bedeutung sein, da dadurch evt. eine Ionosphärenreflexion weniger notwendig ist. Die wenigsten Antennen auf unseren Booten stehen senkrecht nach oben. Beim Achterstag ist der Neigewinkel aufgrund der Gegebenheiten an Bord vorgegeben. Whips werden meist nach achtern geneigt um kapazitive Einflüsse durch Mast und Stagen weitestgehend auszuschließen. Diese unvermeidlichen Einflüsse sind auch m.E. auch der Hauptnachteil bei Achterstagantennen. Um sie klein zu halten, muss man vor allem mit dem oberen Ende möglichst weit vom Mast wegbleiben. Bei nicht vermeidbaren anderen parallel laufenden Drähten wie Backstagen würde ich sogar von einem Achterstag als Antenne absehen. Wie auch immer, in beiden Fällen wird sich eine Beeinflussung des Strahlungsfeldes und damit der Richtwirkung durch Spieren und Stagen nicht vermeiden lassen. Die theoretisch beste Variante, ein freistehende Peitsche mit der Länge des Achterstags, wird Wunschtraum bleiben.
Antennengewinn
Rein theoretisch tun sich beide Antennenformen vom Gewinn her nicht viel. Um so mehr erstaunt war ich, erst neulich von einem Amateur die Aussage zu hören, eine Peitsche sei um zwei S-Stufen „besser“ als eine Achterstagantenne. Wenn man bedenkt, dass zwei S-Stufen 12 dB sind, würde ich das in das Reich der Märchen und Wunschträume verweisen. (An Land sind 12 dB der Unterschied zwischen einem Dipol und einer ausgewachsenen 6-Element Richtantenne.) Erklärbar werden solche Differenzen nur durch gravierende Installationsfehler, nach denen ich in einer solchen Situation suchen würde. Mögliche Fehlerquellen könnten in der unmittelbaren Nähe von Stagen und Spieren liegen, welche die Richtwirkung extrem beeinflussen können. Aber auch dann dürften sich so große Unterschiede nur in absoluten Ausnahmefällen und erst recht nicht in alle Richtungen ergeben. Es kann natürlich sein, dass aus diesem Grund eine Achterstagantenne an Bord nicht sinnvoll ist. Nur darf man das nicht verallgemeinern und daraus schließen, dass das auf einem anderen Schiff auch so ist.
Mechanik und Statik
Eine Achterstagantenne ist fix in das Rigg integriert. Auch bei Wind und Seegang bewegt sich nichts, da das Stag immer unter (mechanischer) Spannung steht. Von manchen Seglern aus dem Bauch heraus geäußerte Bedenken, das Stag könnte an den Trennstellen reißen sind unbegründet. Die üblicherweise benutzten Isolatoren von Norseman oder Stalok überschreiten in ihrer Bruchlast die des für das Stag verwendeten Edelstahldrahtes. Das hält bombenfest und es ist mir auch kein Fall bekannt in dem ein Mast gekommen wäre, weil ein solches Element versagt hat.
Anders ist dies bei Peitscheantennen. Sie werden meistens aus Kostengründen aus 7-8m GFK-Angelruten in die man den eigentlichen Antennendraht einzieht selbst gebaut. Als Halterung an der Reling eignen sich Rutenhalter oder auch -ganz preiswert- mit Gummi gepolsterte Schellen, wie es sie für Wasser- und Heizungsrohre in jedem Baumarkt gibt. Leider sind mir Ausführungen in Edelstahl nicht bekannt. Unabhängig von der detaillierten Ausführung der Halterung wird das obere Ende immer frei schwingen können und sich im Seegang mehr oder weniger heftig bewegen. Vor allem bei trockener Luft, die es auch am Meer geben kann, führt dies zu statischen Entladungen, die sich wiederum im Empfänger als Knistern bemerkbar machen. Während dies bei Sprechfunkverbindungen mehr oder weniger nur nervt, kann es bei Datenübertragungen zu einer größeren Wiederholrate kommen.
Wirkungsgrad
Wie in meinem Aufsatz zur HF-Erde ausführlich besprochen spielt ein möglichst hoher Strahlungswiderstand für den Wirkungsgrad eines Antennensystems eine entscheidende Rolle. Tendenziell steigt der Strahlungswiderstand wenn eine Antenne mechanisch lang in Bezug auf die Wellenlänge auf der sie betrieben wird ist. Eine Antenne, die mindestens ein viertel der Wellenlänge lang ist, ist von daher günstig. Kürzere Antennen, wie z. B. eine Peitsche die auf 7 oder gar 3,5 MHz betrieben werden soll, erfordern eine extrem gute Erde, wenn sie noch einigermaßen vernünftig arbeiten sollen. Vor allem bei tieferen Frequenzen hat das Achterstag von daher eindeutige Vorteile.
Kosten und optische Aspekte
Die für eine Achterstagantenne notwendigen, mechanisch hochbelastbaren Isolatoren sind für meine Begriffe extrem teuer. Da man zwei Isolatoren braucht, muss man gemeinsam mit einem vernünftigen Anschluss für die Speiseleitung schon 300 € für die in das Stag integrierte Antennenfunktion investieren. Eine Whip kann man mit etwa 50 € wesentlich billiger aufbauen. Dafür ist sie deutlich leichter gebaut und sicherlich mechanisch anfälliger. Was von daher auf See zu bevorzugen ist, muss jeder für sich entscheiden. Sicher spielen bei der Wahl der Antenne auch optische Aspekte eine Rolle. Bei mir waren sie sogar ausschlaggebend. Eine Achterstagantenne fügt sich harmonisch in das Rigg ein und fällt damit überhaupt nicht auf. Nur der geübte, ausdrücklich darauf achtende Beobachter bemerkt so, dass man KW-Funk an Bord hat. Anders bei einer Peitsche am Heck. So ein 7-8 m langes Ungetüm lässt sich nicht verstecken, fällt immer auf und lässt auch den weniger aufmerksamen Betrachter gleich auf eine Langfahrtyacht schließen. Möglicherweise will der Besitzer aber auch gerade das erreichen. Dass es sich bei solchen Skippern um ehemalige Mantafahrer handelt, die die Antenne auch brauchen um einen würdigen Platz für ihren Fuchsschwanz aus alten Zeiten zu haben, halte ich allerdings für ein bösartiges Gerücht.
Fazit
Man kann nicht alles haben. Eine Antenne ist immer ein Kompromiss. Zumindest in der elektrischen Leistungsfähigkeit tun sich m. E. beide Antennenformen bei Berücksichtigung aller Aspekte nicht viel, so dass die oben angesprochen kontroversen Ansichten nicht wirklich nachvollziehbar sind. Eine Peitsche (Whip) ist für tiefere Frequenzen oft zu kurz und hat von daher einen schlechteren Wirkungsgrad während ein Achterstag kapazitive Nachteile vor allem bei höheren Frequenzen hat. Wenn man frei wählen kann, sollte man bei bevorzugtem Funkverkehr unter 10 MHZ das längere Achterstag und darüber die kürzere Whip wählen. Oft wird man aber nicht so entscheiden können, weil andere Kriterien, wie die an Bord vorhandenen Montagemöglichkeiten letztlich den Ausschlag geben. Man muss deswegen nicht besonders traurig sein, geht es bei uns doch nicht wie oft bei Funkamateuren an Land um möglichst große überbrückbare Distanzen sondern einzig und allein um eine sichere Verbindung zur nächsten Landstation für unsere Mails und das, da kann man sicher sein, können, wenn man keine gravierenden Fehler bei der Installation macht, beide Varianten. Eine gute Hilfe bei der Beurteilung der Leistungsfähigkeit der eigenen Station an Bord ist das bereits an anderer Stelle angesprochene Programm für die Funkwetterprognose. Alles was „grün“ ist, also eine Wahrscheinlichkeit von 70% und mehr hat, sollte gehen. Erst wenn das regelmäßig nicht der Fall ist, würde ich anfangen mir Gedanken zu machen.
