Beschreibung Impedanz-Transformator für 250-Watt-Endfed-Antennen

HINWEIS: DER 250-WATT-ENDFED-BAUSATZ WURDE KÜRZLICH MODIFIZIERT. BAUSÄTZE, DIE VOR DEM 7. JANUAR 2021 GEKAUFT WURDEN, VERFÜGEN NICHT ÜBER DEN ANSCHLUSS FÜR DIE GEGEN KAPAZITÄT.

Der Zuführpunkt einer mehrbandigen endgefüllt Antenne ist nichts anderes als ein breitbandiger Impedanz-Transformator. Das bedeutet, dass die End Fed-Antenne mit einer sehr hohen Impedanz von +/- 2500 Ohm auf eine Impedanz von 50 Ohm angepasst wird. Dies ist die Impedanz, die die meisten Transceiver gerne sehen. Der Transformator besteht aus 2 Primärwicklungen und 14 Sekundärwicklungen. Dies ergibt ein Verhältnis von 1 zu 7. Dadurch wird die Spannung siebenmal höher und der Strom siebenmal niedriger als die Stromquelle. Dies ergibt eine Impedanzanpassung von 7 x 7 = 49. Die Impedanz von 50 Ohm wird also um den Faktor 49 erhöht, das ergibt 2450 Ohm. Das Ganze wird um einen Ferrit-Toroid mit breitbandigen Eigenschaften gewickelt.

Die oben genannte Anzahl von Windungen kann für Antennen verwendet werden, die für das 10-, 12-, 15-, 17-, 20-, 30-, 40- und 80-de-Meter-Band eingesetzt werden. Wird die Antenne ausschließlich für die unteren Frequenzen (80 und 160 Meter) verwendet, wird das gleiche Verhältnis verwendet, jedoch mit 3 Primär- und 21 Sekundärwicklungen.

Das Gehäuse

Wir beginnen mit dem Anzeichnen und Bohren des Lochs für den Koaxialsteckeranschluss. Der Durchmesser dieser Bohrung beträgt 16 mm. Das Bohren dieser relativ großen Löcher ist am einfachsten mit einem “Plattenbohrer”. (Google ist Ihr Freund, falls Sie noch nie von so etwas gehört haben.) Bohren Sie das Loch 1,5 cm von oben, das erleichtert das spätere Anschließen. Nach dem Bohren des 16-mm-Lochs kann die Chassis-Klemme umgedreht in das Loch gelegt werden, um die 4 Befestigungslöcher zu markieren.

Bohren Sie nun die vier Befestigungslöcher mit einem 3,5-mm-Bohrer. Bohren Sie neben dem Koax-Anschluss auch ein 5mm-Loch für den Anschluss der Gegenkapazität. Wenn dies geschehen ist, drehen wir die Box um. Nun geht es weiter mit dem Anzeichnen und Bohren der Löcher für den Langdraht-Antennenanschluss und die Spannungsentlastung. Besonders bei längeren oder permanenten Antennen wird empfohlen, eine Spannungsentlastung zu verwenden. Das Loch für die Edelstahlöse wird mit 6 mm und das Loch für den Antennenanschluss mit 5 mm gebohrt. Mir persönlich gefällt die Idee, die Spannungsentlastung in der Mitte zu befestigen. Natürlich können Sie die Positionen dieser nach eigenem Ermessen bestimmen.

Nachdem nun alle notwendigen Löcher gebohrt wurden, können wir prüfen, ob alles passt. Sehen Sie hier das Ergebnis einiger Bohr- und Schraubarbeiten. Verwenden Sie zwei Zahnfedern, um die 5-mm-Schrauben an der Innenseite des Kastens zu befestigen. Eine oberhalb und eine unterhalb der Kabelöse, damit sie sich beim Anschluss des Antennendrahtes oder der Gegenkapazität nicht dreht. Ziehen Sie den blauen Kunststoffteil der Kabelöse mit einer Zange ab.

Der Impedanz-Transformator

Es ist an der Zeit, mit den Arbeiten am Impedanz-Transformator zu beginnen.

Falten Sie etwa 20 cm des Kupferlackdrahtes in der Hälfte und verdrehen Sie die ersten 15 cm leicht, um sie zusammenzuhalten. Es ist ausdrücklich nicht beabsichtigt, zu fanatisch zu argumentieren, da dies zu seltsamen Phänomenen im Transformator führen wird. Suchen Sie nun den Punkt, an dem die beiden Einzeldrähte (kurz und lang) in den Doppelabschnitt am Ringkernwandler übergehen. Wickeln Sie nun das Doppelteil zweimal um den Kern. Wickeln Sie dann die verbleibenden 12 Windungen wie in den Abbildungen unten gezeigt. Nach der sechsten Windung wechseln Sie auf die andere Seite.

Schneiden Sie nun die Schlaufe des Doppelwickeldrahtes ab. Dadurch entstehen zwei lose Fäden. Befreien Sie den Wickeldraht in der Nähe des Kerns von der Isolierung. Die Dämmschicht kann mit einem scharfen Messer oder Schleifpapier entfernt werden. Tun Sie dies sorgfältig, denn wenn die Drähte keinen guten Kontakt haben, wird die Antenne nicht funktionieren. Wickeln Sie nun die Drähte ein paar Umdrehungen umeinander und löten Sie sie an. Nun ist der Ringkern fertig und kann auf die spezielle Ringkern-Montageplatte montiert werden. Wenn alles gut gegangen ist, sieht der Transformator jetzt wie auf den Bildern unten aus.

Verringern

Schneiden Sie die Drähte des Transformators auf Länge und schrauben Sie den Ringkern in das Gehäuse. Ein Kondensator von 100 pF wird über die Primärseite des Transformators gelegt, um die (unerwünschte) Sekundärkapazität zu kompensieren. Dies wird vor allem auf den höheren Bändern 15 -12 -10 Meter spürbar sein. Wenn Sie es nicht verwenden, sollten Sie es weglassen. Verbinden Sie nun die Primärseite des Transformators mit der Chassisbuchse und dem Gegenstromanschluss wie im Bild unten gezeigt. Stellen Sie sicher, dass der Kupferlackdraht ordnungsgemäß von der Isolierung befreit ist. Die Isolierung kann leicht mit einem Messer oder Schleifpapier abgekratzt werden. Gehen Sie dabei sorgfältig vor, um eine gute Lötstelle zu gewährleisten.

Nach dieser Fummelei an der Primärseite schließen Sie die Sekundärseite des Transformators an den Antennenanschluss an. Verwenden Sie die mitgelieferten gezackten Federscheiben oberhalb und unterhalb des M5-Kabelschuhs (diese befinden sich beide im Inneren des Gehäuses und nicht auf der Außenseite), dann kann sich der Bolzen beim Anschluss eines Antennendrahtes nicht drehen.

Der endgespeiste Antennenanpassungstransformator kann getestet werden, indem ein Widerstand von ca. 2500 Ohm (z.B. 2k7) über die Masse des Koax-Steckers und der Antennenbuchse gelegt wird. Dann sollte das SWR-Meter ein Stehwellenverhältnis von etwa 1 zu 1 anzeigen. Es ist wichtig, dass Sie einen induktionsfreien Widerstand und möglichst kurze Leitungen verwenden. Normalerweise zeigt das SWR-Meter bei diesem Test etwas an. Auch die Prüfung mit einem Halbwellenleiter ist möglich!

Anwendungen

Es sind sehr viele Antennenvarianten denkbar, die mit dem Anpassungsübertrager 1:49 gekoppelt werden können. Im Prinzip ist es möglich, eine beliebige Halbwellenlänge oder ein Vielfaches davon an den Transformator anzuschließen, um eine resonante Antenne zu erhalten. Einige Beispiele: 5-Meter-Draht ist eine Halbwelle für das 10-Meter-Band. 10-Meter-Draht ist eine Halbwelle für das 20-Meter-Band und eine Vollwelle für das 10-Meter-Band. 20-Meter-Draht ist eine halbe Welle für 40 Meter, eine ganze Welle für 20 Meter, zwei ganze Wellen für das 10-Meter-Band und 3 halbe Wellenlängen für 15 Meter. Der Vorteil dieser Amateurbänder ist, dass sich die Frequenz immer wieder verdoppelt. 3,5 MHz, 7 MHz, 14 MHz, 21 MHz etc etc…. Dies macht es einfach, eine Multiband-Antenne für diese Bänder zu bauen.

Durch das Anbringen einer Spule in der endgespeisten Antenne passiert etwas Besonderes. Da die Spule eine hohe Impedanz für die höheren Frequenzen bildet, nimmt das letzte Stück Draht (nach der Spule) nicht teil. Die Gesamtantenne inklusive Spule funktioniert nur für die unteren Frequenzen. Bei der 10-, 20- und 40-Meter-Variante funktioniert das erste Stück 10,1 mtr Draht für das 10- und 20-Meter-Band. Die komplette Antenne ist mechanisch 12 m lang, bildet aber für das 40-Meter-Band mit Hilfe der Spule eine elektrische Länge von 20 m. Damit ist dies eine Halbwellenlänge für das 40-Meter-Band. Nachteil der Arbeit mit verkürzten Antennen ist die eingeschränkte Bandbreite.

10- und 20-Meter-Band

Gesamtlänge +/- 10 Meter.

10, 20 und 40 Meter Band, mit Spule

Gesamtlänge +/- 12 Meter

10, (15), 20 und 40 Meter Band

Gesamtlänge +/- 20 Meter

10, (15), 20, 40 und 80 Meter Band, mit Spule

Gesamtlänge +/- 23 Meter

Die Spule

Es gibt natürlich viele Möglichkeiten, die Spule in den Antennendraht einzubauen. Ein bewährter Weg ist unten dargestellt. Um eine 35 uH-Spule um ein 19 mm PVC-Rohr zu erhalten, kann man 80 Wicklungen aus 0,75 mm Wickeldraht verwenden. Für die 110 uH-Spule kann man 170 Windungen mit 0,5 mm Wickeldraht herstellen. Für andere Spulen oder andere Wickeldrahtdurchmesser empfehle ich das folgende Werkzeug zu verwenden: Download-Link zum Mini Ringcore Rechner: Klick hier!!! .

Wickeln Sie die Spule so eng wie möglich, achten Sie darauf, dass kein Zwischenraum zwischen den Wicklungen vorhanden ist. Fixieren Sie das Ganze mit etwas Klebeband. Bohren Sie zwei kleine Löcher neben der Spule, um die Enden nach innen zu bringen.

Bohren Sie zwei weitere Löcher, wie in der Abbildung oben gezeigt, um die Litze durchzustecken. Dies wird die Zugentlastung sein. Machen Sie einen Knoten in die Litze und ziehen Sie daran.

Schneiden Sie nun den überschüssigen Draht und Litzendraht ab, so dass gerade noch genug Länge zum Löten bleibt. Stellen Sie sicher, dass der Wickeldraht ordnungsgemäß von seiner Lackschicht befreit ist. Dies kann mit einem scharfen Messer oder Schleifpapier erfolgen. Löten Sie den Litzendraht an die Spule und stecken Sie ihn in das Rohr.

Bringen Sie nun den Schrumpfschlauch an und erwärmen Sie ihn gleichmäßig, bis er gut sitzt.

Einstellen

Hängen Sie die komplette End Fed-Antenne mit etwas zusätzlicher Drahtlänge an den gewünschten Ort. Beginnen Sie immer mit der Dimensionierung des Drahtstücks für die höheren Frequenzen. Dies ist also das Stück Draht, das direkt mit dem Impedanz-Transformator verbunden ist. Denken Sie immer daran: Sie können es abschneiden, aber Sie können es nicht hinzufügen;) Schneiden Sie also nicht zu enthusiastisch. Wenn die höheren Bänder im Durchschnitt ein akzeptables SWR aufweisen, können Sie mit der Dimensionierung des Drahtstücks nach der Spule beginnen.

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Sie benötigen Gegenkapazität?

Im Internet und in der Literatur wird viel über den Einsatz von Gegenkapazitäten bei endgespeisten Antennen diskutiert. Der folgende Artikel behandelt dies im Detail:

Endgespeiste Antennen, ein kritischer Blick