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Die QFH-Antenne

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Von Wolfgang DK6WX

Siehe auch : Der Empfang von Radiosonden -

Wochen, nein Monate habe ich mit Antennen für den Sondenempfang rumgemurkst. Vom simplen Dipol über Groundplane, Turnstile, Lindenblad, Moxon ... alles Frust. Entweder zeigten sich ekelhafte Einbrüche im Diagramm, oder die Durchgänge mit höheren Elevationen liessen Unmut aufkommen. Dann kam mir die Erleuchtung : DIE QFH-ANTENNE !

Nein, QFH heisst nicht (Q)uirl (F)ür (H)ochfrequenz auch wenn sie so aussieht. Zur Einstimmung ist es sinnvoll, sich mal die Seite von John, ON6JC anzusehen. Wenn man die Seite abspeichert, hat man auch das Java-Applet für spätere Berechnungen mitgesichert. Besonders den guten Zeichnungen habe ich nichts entgegenzusetzen. http://www.jcoppens.com/index.php

Aber: wer kann sich schon wirklich etwas unter "kompensierte Vertikaltrennung" oder ähnlichem vorstellen ?!
Hier kommt das ganze also als Kochrezept für 403 MHz. (Berechnung: 403 Mhz, Windungszahl 0.5, Biegedurchmesser 1.1mm, Leiterdurchmesser 2.2mm, D/H-Verhältnis 0.44 )
Die Mittelabstützungen entfallen wegen ausreichender Eigenstabilität.

ANLEITUNG BITTE ZUERST DREIMAL DURCHLESEN, DANN ERST LÖTEISEN ANWERFEN !

Man nehme:

ca. 2m Installationsdraht 4 quadrat
ca. 50cm PVC-Wasserleitungsrohr 32mm Aussendurchmesser
ca. 150mm Messingrohr 3x0.5 mm (Modellbau)
1 Stückchen FR4-Platinenrest einseitig (kein Pertinax benutzen !)
1 Bohrer 2.3mm
2 Möbelgleiter 26mm, rund (Baumarkt)

Vorbereitung:

Schritt 1

ca. 15-20mm (unkritisch) vom Kopfende des PVC-Rohres eine Grundlinie anbringen. Das wird die Ausgangsbasis für weitere Messungen. Jetzt irgendwo auf der Basislinie einen Nullpunkt anzeichnen. Die
Horizontalelemente der Antenne sind jeweils 90° versetzt. Also 90°- Markierungen anbringen. Macht nicht lange mit Zirkel, Lineal oder Geodreieck rum, es geht einfacher : (Bild 2)
Von einem Blatt Schreibpapier einen ca 5cm breiten Streifen abtrennen.
Eine Schmalseite an den markierten Nullpunkt anlegen und ENG und GERADE 1mal um das Rohr wickeln. Den Rohrumfang mit einem Bleistiftstrich auf dem Papier markieren. Papier abnehmen, Anfangskante SAUBER auf die Markierung auflegen, einmal scharf knicken (somit haben wir die Mitte).

Anfangs- und Endmarkierung am Mittelknick ausrichten und nochmal falzen. Simsalabim, schon haben wir eine ausreichend genaue Viertelung des Rohrumfangs. Die drei Knicke nochmal mit Bleistift anzeichen, Papierkante wieder am Nullpunkt ausrichten und die Markierungen aufs Rohr übertragen. Jetzt am besten schon die Markierungen mit (a)ussen und (i)nnenschleife anbringen um späterem Grübeln und Kopfkratzen vorzubeugen. (Bild 3).
ca 2.5mm oberhalb der Grundlinie in der Mitte zwischen a und i eine weitere Markierung für die spätere (K)abeldurchführung anzeichnen.

Bild 2		Bild 3

Schritt 2

Ausgehend von der Basislinie zwei weitere Markierungen setzen:

H1 (Aussenschleife) 245.2mm
H2 (Innenschleife) 233 mm

Den Papierstreifen wieder eng anwickeln und die Höhen auf dem gesamten Rohr-umfang mit Bleistift GENAU anzeichnen (Bild 4) (Bleistiftdicke berücksichtigen ! ) 1/4-Markierungen auf dem Papier bleiben unberücksicht.

Als nächstes mit Hilfe eines sauber aufgelegten U-Profils (Baumarkt) die Markierungen (a) und (i) von der Grundlinie auf die entprechenden Höhenlinien Übertragen ( 2xi auf die H2-Linie, 2xa auf die H1-Linie ) (Bild 5) Kein Lineal benutzen, das verrutscht sowieso. Auch hier wieder sicherheitshalber a und i sofort dranschreiben.

Alle markierten Punkte ankörnen und mit 2.3mm möglichst senkrecht bohren. Bohrungen auf Höhe H1 und H2 leicht ansenken, dann klebt sichs später leichter. Kabeldurchführung entsprechend Kabeldurchmesser aufweiten (RG58: 5.5mm)
Danach 1x aufatmen.

Bild 4		Bild 5

Schritt 3

Aus dem Platinenmaterial eine Scheibe entsprechend dem Rohrinnendurchmesser anfertigen. Zur späteren Montageerleichterung in der Mitte eine 2.5mm Bohrung setzen. Kupferbelag mittig trennen (es darf eschnitzt werden... ) (Bild 6)
Vom Messingrohr 8 Stücke von ca 15mm Länge abtrennen. Das werden die Ecken zwischen Horizontal- und Vertikalteil.
1.5mm vom Ende leichten Körnerschlag setzen und mit 1.5 mm vorbohren, mit 2.3mm zentrisch nachbohren.
Rohrstücke längs mit 2.3mm aufbohren. (Bild 7)

Bild 6		Bild 7

Schritt 4

Den 4-quadrat Draht komplett abisolieren. Ein Ende einspannen (Schraubstock, Türklinke, Helfer...) anderes Ende mit Gripzange fassen, oder um kräftigen Schraubendreher wickeln und KRÄFFFFTIG recken, damit die Sache möglichst gerade wird. Türklinke dabei nicht abreissen.

Vom gereckten Draht folgende Längen abtrennen:
2x 296mm (Aussenschleife)
2x 281.2 mm (Innenschleife)
1x 105.6 mm (Horizontalteil H1 unten)
1x 100 mm (Horizontalteil H2 unten)
4x ca 70mm (Horizontalteile oben) zunächst unkritisch, da Übermass

Beim Ablängen beachten: viele Zangen quetschen mehr, als sie schneiden, Draht ggf auf Mass nacharbeiten.
Die Enden von Aussenschleife und Innenschleife abrunden damit sie später bündig in die MS-Röhrchen passen. (Bild 7)

Jetzt gehts ans Biegen der Helixe (Helices) (Bild 8)
Auf einem Stück 110mm PVC-Abflussrohr Markierungen 0, H1 und H2 anzeichnen.
Die beiden jeweils zusammengehörigen Drahtstücke gemeinsam entsprechend den Endmarkierungen halb um das Rohr biegen. Das muss nur ungefähr stimmen, später wird sowieso noch leicht nachgearbeitet.

Bild 8 (sehen Bild 7)

Zusammenbau

Das vorbereitete Platinenstück von unten ins Tragrohr einsetzen (Holzstab, passendes Plastikrohr, o.ä. )
Die 4 oberen Horizontalteile einschieben, Platine ausrichten (Bild 9, 10)
Drahtstücke mit Platine verlöten. Nicht lange "rumbraten" sonst schmilzt der Kunststoff ;-)
Für diese Art der Montage bleibt die 2.5mm Bohrung frei (ich machs anders, aber etwas komplizierter, sorry)
Feinarbeit: Die festgelöteten Drähte auf Mass bringen.

Überstand = Gesamtlänge/2 - Rohrdurchmesser/2 ergibt bei 32mm Rohrdurchmesser (nochmal nachmessen,sonst umrechnen)

(a)ussendrähte: 36.8mm
(i)nnendrähte : 34mm

jeweils ab Aussenkante Rohr.
Wichtig sind die Gesamtlänge und die Symmetrie, also lieber 3x messen
Drähte untereinander und senkrecht zum Rohr rechtwinklig ausrichten.

Untere Horizontaldrähte einzeln durchschieben (längerer Draht bei H1).
überstehende Längen genau symmetrisch zum Rohr ausrichten (3x messen).
Auf jeder Seite mit einem Tropfen Sekundenkleber gegen Verrutschen sichern (Achtung, das ist endgültig)
Warten, bis der Kleber bombenfest ist, dann ggf. rechtwinklig zum Rohr ausrichten. Beim "drüberpeilen" sollten die unteren und oberen Drähte zusätzlich genau in einer Ebene stehen. Auch hier ggf. leicht nachbiegen.

Bild 9		Bild 10

Nächster Schritt

Die (Halb)Schleife schliesst sich (Bild 7, 11)

Messingröhrchen auf jeweils einen Horizontaldraht oben und unten aufschieben.
Die vorgebogene Helixhälfte einsetzen (passt wahrscheinlich nicht). Etwas dehnen, oder stauchen, bis es "stramm" passt. Leicht soweit verdrehen bis in der Mitte maximaler Rohrabstand hergestellt ist. Mit dem Draht der Gegenseite genauso verfahren. Die Drähte müssen sich in Rohrmitte und in Schleifenmitte kreuzen. (Bild 11) jetzt nichts mehr verschieben !!!
Messingröhrchen mit heissem Eisen zunächst an EINEM Horizontalteil verlöten.
Dann erst Helix festlöten, so kann die erhitze Luft noch bis zum Schluss austreten.
Nochmal auf "passt" kontrollieren, dann oberes Gelenk gleichartig versorgen.

Das gleiche bei Gegenseite, das gleiche mit zweiter Helix.
Nochmals auf Symmetrie der Schnecken kontrollieren, ggf. leicht nachbiegen.
UFFF...

Bild 11

Der Traurige Rest

Koaxkabel vorbereiten und einführen (Bild 10)
Schirm mit einer Platinenhälfte verlöten, Innnenleiter mit gegenüberliegender.

Nicht braten !

Zwei Windungen Koax über gestrecktem Kabelbinder als Drossel eng ums Rohr wickeln. Kabelbinder schliessen. Das ist zwar leicht überdimensioniert, hat sich aber mehrfach bewährt. Rest des Kabels mittig zwischen zwei Querstreben am Rohr herunterführen und verzurren. (Bild 12)
Kabeleinführung am Rohr abdichten. Prima geeignet ist Teroson Dichtband (KFZ-Zubehör, Baumarkt). Das Zeugs bleibt jahrzehntelang dauerelastisch und UV-fest und lässt sich bei Reparaturen auch wieder abpopeln, falls nötig.
Platine mit Schutzlack einsprühen, dann glänzt sie auch nach zwei Jahren noch.

Oberen Rohrstopfen mit Messer leicht kürzen, damit er beim Einpressen nicht mit Koax kollidiert. Im unteren Stopfen Belüftungsbohrung nicht vergessen.
Sollte tunlichst nicht grösser als 1.5mm sein... Die Krabbeltiere finden jedes Loch und nisten sich ein. Meine "Luxusvarianten" haben eine 6mm Bohrung, auf die innen ein Stückchen Glasfaservlies eingeklebt ist. (jaja, durch Schaden wird man klug)
Stopfen leicht einfetten und einpressen

Abschliessend Drähte (und Einführungen) noch 2x mit PU-Lack wetterfest machen
Fertig ist die Laube.

Bild 12

Nachbemerkung

Die Anleitung liest sich schrecklicher, als der Bau in Wirklichkeit ist.
Bauzeit liegt unter 1 1/2 Std. (Das schlimmste war diese Dokumentation)

Ergebnisse : Sonden, die über dem Radiohorizont sind, werden sauber mitgeschrieben. z.B. Payerne, Orleans (1x) , einige über der Nordsee (alle 450km ++)
Überkopfdurchgänge...kein Problem mehr.

Nochwas

im Sinne des einfachen Nachbaus wurde bewusst auf die Beschreibung eines Netzwerkes zur Anpassung und andere Finessen verzichtet.
Rücklaufdämpfung liegt also bei ca 10dB ( stört aber nicht weiter ).
eigenen Erweiterungen sind keine Grenzen gesetzt.

...nur sone Idee... wer anderes Rohr benutzen will, z.B. 40er Abflussrohr (hässlich, unelegant)... vielleicht beachten, dass die Anschlussplatine nicht mehr als ca. 25mm Durchmesser hat. Lieber zur Zentrierung eine zweite, entsprechend Rohrinnenmass drunterpappen. Ich koennte mir vorstellen, dass das sonst unerwuenschte Ergebnisse zeitigt.
(nicht ausprobiert, nur als Überlegung)

falls jemand wegen langer Kabel, oder taubem Empfänger einen Vorverstärker einsetzen muss... es kann nicht oft genug gesagt werden... nur dicht bei der Antenne bringt das Teil was.

bei Unklarheiten sagen Sie es mir, bei Zufriedenheit sagen Sie's weiter !
In diesem Sinne, fröhliches Bauen !