Groundplane-Antenne  -  Ground Plane Antenne

                          Gewinn 2,16dBi

4 Radials    Winkel 45°   ergibt ca. 44 Ohm

Flansch-Koaxialbuchse SO-239  (ODER besser N-Buchse)

Strahler Dm 2,5mm  (~5mm2)   Verkürzungsfaktor Vk=0,97
Strahler Dm 3,5mm  (~10mm2) Verkürzungsfaktor Vk=0,95

lambda/4 ist die kürzeste Länge bei der sich eine Resonanz einstellt,  d.h. die Impedanz ist rein reell und der Imaginärteil ist 0.
Das stimmt aber nur für vertikale Antennen, die bezogen auf die Wellenlänge "bodennah" sind.
Hier dient die Erde als Gegengewicht (Marconi-Antenne).
Verliert die Antenne an Bodennähe (relativ zur Wellenlänge), was bei VHF und aufwärts meist der Fall ist, so benötigt man ein künstliches Gegengewicht (Radiale) um die Resonanzbedingung zu erfüllen.
Ein lambda/4-Strahler mit horizontalen Radials hat eine Impedanz von 36,6 Ohm.

Erst die abwärtsgerichtete Biegung (knapp 45°) der 3 Radiale transformiert die 36,6 Ohm auf die 50 Ohm Kabelimpedanz.
Bei 4 Radials auf nur 44 Ohm.
Die Radiale ließen sich auch durch einen Lambda/4-Sperrtopf ersetzen.

Wer es genauer wissen will, siehe "Rothammels Antennenbuch".
x300_d_fritz-x_ROTHAMMELs Antennen Buch +++ Alois Krischke - 12. Auflage (995 Seiten)_1a.pdf

Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Groundplane-Antenne





Triple-Leg-Antenne_v2.00.exe



Quelle:
http://pisica.de/software/amateurfunk.php


lambda= (299.792 / 145MHz) x 0,96 / 4 = 496,2mm  (Strahler Dm=2,4mm)

lambda= (299.792 / 145MHz) x 0,95 / 4 = 491,0mm  (Strahler Dm=3,5mm)

19.4.3.3 Triple-Leg-Antenne

Bei der Triple-Leg-Antenne werden 3 Radials um je 120° voneinander versetzt und mit einem Winkel von 43°..45° nach unten geneigt verwendet.

Diese Antenne strahlt

Quelle:
Rothammels Antennenbuch, 12. Auflage, Seite 447, www.darc-verlag.de
x300_d_fritz-x_ROTHAMMELs Antennen Buch +++ Alois Krischke - 12. Auflage (995 Seiten)_1a.pdf

                        Karl Rothammel                     Erwin Kleitsch
Frequenz  Strahler         Dm    Radial           Strahler      Radial      Verkürzungsfaktor   Schlankheitsgrad       lambda

146MHz     490,54mm   3,5     474,66mm    489,3mm   463,6mm   0,9532 = 4,68%           586                       2,050m

255MHz     320,68mm   2,5     304,80mm *)  278,9mm   264,2mm  0,9490 = 5,10%          470                        1,170m

445MHz     161,93mm    2,0    146,05mm     158,6mm   150,2mm  0,9420 = 5,80%          336                        0,674m

*) Rothammel total falsch keiner bemerkt dies seit über 20 Jahren

L = (300.000 / 146) * 0,955  / 4 = 490,54mm
L = (300.000 / 255) * 0,950  / 4 = 279,41mm *) das ist OK
L = (300.000 / 445) * 0,942  / 4 = 158,76mm 

Groundplane für 145 MHz (2m-Band)

Eine der einfachsten Möglichkeiten eine Antenne selbst zu bauen, dürfte die sogenannten "Arme Leute"-Groundplane-Antenne sein.
Diese Antenne besteht im wesentlichen aus einer Koaxialbuchse (z.B. SO-239 oder besser N-Buchse) und fünf 1/4 Lambda langen Drähten.
Ich möchte hier den Bau einer solchen Antenne vorstellen, die mir als 2m-Portabelantenne dient.
Ich habe für diese Antenne  3,5mm Kupferdraht  (10mm2)  verwendet.
Dieser ist entsprechend stabil und verbiegt sich nicht so schnell.
2,3mm Kupferdraht  (4mm2) ist aber auch ausreichend.

Berechnet wird die Drahtlänge gemäß folgender Formel:
Länge [mm] = ((Lichtgeschwindigkeit [km/h] / Frequenz [MHz]) * Verkürzungsfaktor) / 4

Mit eingesetzten Werten:
lambda/4
Vk=0,95
L = (300000 / 145) * 0,95  / 4 = 491,38mm

Es ergibt sich also eine Drahtlänge von 491,3 mm.
5 Drahtstücke werden abisoliert, gestreckt und auf diese Länge grob zurecht geschnitten (Abschneiden kann man später immer noch).
Damit die Antenne für den Transport zerlegbar ist habe ich alle Radiale und den Strahler mit 4mm-Steckern ("Bananen-Stecker") ausgerüstet.
An der N-Buchse werden für die Radiale 4mm-Einbaubuchsen angelötet, für den Strahler habe ich eine 4mm-Kabelbuchse verwendet.

Zum Anlöten der Buchsen braucht man einen entsprechend starken Lötkolben.

ACHTUNG:
Die Buchse darf nicht zu heiß werden, da sonst das Isolationsmaterial zum Innenkontakt hin schmilzt.
Genau das habe ich leider erfahren müssen und deshalb die Buchse von oben her mit Heißkleber wieder fixiert.
Damit die Antenne später irgendwo befestigt werden kann, muss an der Buchse eine entsprechende Halterung angebracht werden.
Diese habe ich aus einem Stück einer Kupfer-Stromschiene gefertigt, wie sie im Schaltschrankbau Verwendung findet.
Diese wird an der SO-239 Buchse angelötet und mit einer Montage Bohrung (in meinem Fall 6mm) versehen.
Montiert wird die Antenne später am Mast mit Hilfe eines oder mehrerer 6mm-Gewindestäbe, Blechwinkel und Kunststoffschellen.

Groundplan Stecker

An der N-Buchse wurden 4mm-Buchsen für die Radiale angelötet, der Strahler selbst wird in eine 4mm-Kabelbuchse gesteckt.

Die einzelnen Radiale und der Strahler werden aus 3,5mm  Kupferdraht  (10mm²)  gefertigt.
Der Strahler ist mit mit dem Griffstück eines Stecker gekennzeichnet

Quelle:
http://www.dh1tz.de/eigenbau/gp2m/gp2m.htm

Groundplane-Antenne

Groundplane-Antenne selber bauen

Schottische Lambda 1/4 2-Meter-Band-Groundplane mit Modifikation nach DBX133

Bauteile pro Antenne

1 PL Einbaubuchse mit Vierlochmontage (SO239)
5 Messing- oder Kupferröhrchen bzw. -draht 60 cm Länge, 3mm Innendurchmesser (muss über den Lötnippel der PL-Einbaubuchse passen)
4 Kabelschuhe mit Schraub-Öse (Kabelschuh muss über Außendurchmesser der Röhrchen passen)
4 Maschinenschrauben M 2,5 x 15
4 Unterlegscheiben M 2,5
4 Federringe M 2,5
4 Muttern M 2,5
1 Rolle selbst vulkanisierendes Isolierband
1 Koaxial-Speiseleitung
2 UHF PL-Stecker passend zur Speiseleitung
1 HF-Stecker ggf. Adapter auf Funkgeräte-Antennenanschluss)

Für die Strahler können wahlweise Röhrchen oder Vollstäbe verwendet werden.
Bei einem Röhrchen ergibt sich eine stabilere mechanische Verbindung zwischen Lötnippel und Strahler.

Aufbau

An 4 der Röhrchen die Kabelschuhe anlöten.
Sie bilden später die Radials. Ein Röhrchen auf den Lötnippel der PL-Einbaubuchse auflöten.
Die vier Radials mit den Kabelschuhen mittels Schrauben, Unterlegscheiben, Federscheiben und Muttern an die Einbaubuchse anschrauben.
Die Radials genau auf 45 Grad nach unten biegen.
Den gesamten Korpus (also die Einbaubuchse und die Elemente) nun abdichten durch verkleben mit selbst vulkanisierendem Isolierband.

Die Antenne selbst ist bereits fertig.

Am vorgesehenen Standort kann man die GP-Antenne nun mittels diverses Methoden befestigen,
z.B. mit Kabelbindern und Panzerband, Schellen etc.

Nach dem Anschließen der Speiseleitung kann die Antenne durch gleichmäßiges Kürzen von Strahler UND Radials auf niedrigstes SWR abgestimmt werden (ca. 50 cm Strahlerlänge).

Berechnung der Strahlerlänge  aber Vk fehlt

300.000/MHz = Länge in mm / 4 = Strahlerlänge in mm

Bsp.: 149,05MHz bei 1/4 Lambda
300.000 / 149,05 = 2012 / 4 = 503,2mm Länge für Radiale und Strahler (50,25 cm)
Bsp.: 149,050 MHz bei 1/2 Lambda
300.000/149,0500 = 2010 / 2 = 1005mm Länge für Radiale und Strahler (100,5 cm)

Bsp.: 446,04375 MHz bei 1/4 Lambda
300.000 / 446,04375 = 672 / 4 = 168,1mm Länge für Radiale und Strahler (16,75 cm)
Bsp.: 446,04375 MHz bei 1/2 Lambda
300.000/446,04375 = 670 / 2 = 335,0mm Länge für Radiale und Strahler (33,50 cm)

Zulässigkeit einer GP-Antenne an Freenet und PMR Geräten

Grundsätzlich ist die Bindung an "fest in das Gerät integrierte Antennen" seit Jahren aufgehoben.
Dennoch ist die Verwendung externer Antennen nicht unproblematisch, vor allem für den unbedarften Anwender.
Die Problematik besteht darin, dass die Antennenabstrahlleistung die in der Allgemeinzuteilung festgeschriebene zulässige Leistung nicht überschreiten darf.
Ein abgesetzter Drahtstrahler mit Magnetfuß ohne Gewinn darf also als problemlos betrachtet werden.
Jedoch kann auch die Verwendung einer Groundplane-Antenne durchaus zulässig sein, wie das folgende Rechenbeispiel aufzeigt,
denn der zulässige EIRP-Wert wird nicht überschritten (bei 1/4 Lambda Groundplane +2,15dBi):

Ausgangsleistung P = 0.5 W
Dämpfung D = 17.8 dB/100m
Kabellänge 1) l = 6 m
zusätzliche Steckerdämpfung dz = 0.4
Stehwellenverhältnis SWV =1.5
Antennengewinn g = 2.15 dBi

gemessene reflektierte Leistung Prf = 0.02 W
berechnete Gesamtdämpfung d = 1.46 dB
Leistung am Antennenfußpunkt Pant = 0,35 W
reale reflektierte Leistung Pref = 0.02 W
an die Antenne abgegebene Leistung Pab = 0.32 W
Stehwellenverhältnis an der Antenne SWVant = 1.62
Antennengewinnfaktor G = 1.17
ideale äquivalente Strahlungsleistung Pi = 0.5 W (EIRP)
reale äquivalente Strahlungsleistung 2) Pr = 0.5 W (EIRP)

1) Beispielrechnung mit Dämpfung von RG58CU bei 144 MHz
2) Diereale äquivalente Strahlungsleistung ist die um den reflektierten Anteil verringerteideale äquivalente Strahlungsleistung

Das Rechenbeispiel zeigt, dass bei den restlichen feststehenden Faktoren die Einhaltung der zulässigen äquivalente Strahlungsleistung (EIRP)
im Wesentlichen über Wahl von Art und Länge der Speiseleitung und dem daraus resultierenden Dämpfungsverlust reguliert wird.
Ein hoher Dämpfungsverlust ist andererseits nie erwünscht, da er auch die Empfangsleistung vermindert.
Setzt man also höherwertiges Kabel mit geringerer Dämpfung ein, muss die Ausgangsleistung des Sender reduziert werden.
Setzt man in der oben beschrieben Konstellation
z.B. Aircell 7 Kabel mit Dämpfung von 7,9 dB/100m ein, steigt der EIRP-Wert auf 0.590 W - bei einer berechneten Gesamtdämpfung d = 0.87 statt zuvor 1.46 dB.

Wozu also das ganze?
Der beste Empfangsverstärker ist und bleibt das Antennensystem - und dessen Standort.
Sendet man innerhalb eines Kraftfahrzeuges, wird die fast gesamte Sendeleistung innerhalb eines Faradayschen Käfigs verbraten und umgekehrt Signale von außen ausgesperrt.
HF-Signale können nur durch die Glasflächen passieren wenn diese nicht metallisch bedampft sind. Isolierglascheiben in Wohnungen.
Ein abgesetzter Antennenstrahler an der Außenseite des Fahrzeuges stellt also aktiven Gesundheitsschutz dar
und stellt die zulässigen Verhältnisse eines Betriebs außerhalb des Faradayschen Käfigs wieder her
 (übrigens auch für das mit erheblich mehr Leistung sendende Handy, auch wenn das aus der Mode gekommen ist...).

Im Gebäude werden die HF-Signale ebenfalls stark gedämpft.
Je nach Gebäudeart entsteht ebenfalls wieder ein Faradayscher Käfig.
So ist auch hier das Absetzen der Antenne außerhalb des Gebäudes wieder sinnvoll um die zulässigen Verhältnisse äquivalent der Nutzung im Außenbereich wiederherzustellen.

Quelle:

https://sites.google.com/site/13ct1371/funk/schottische-groundplane-antenne-selber-bauen

Nachdem die 2 m GP (siehe CQDL 4/2005) auf meinem Balkon so gute Ergebnisse liefert, kommt jetzt die 70 cm GP zum Einsatz.

Sie ist noch einfacher nachzubauen und sehr preisgünstig.

lambda/4 = 300000 / 145MHz * 0,97 / 4 = 501,72mm  (    2m)

lambda/4 = 300000 / 435MHz * 0,97 / 4 = 167,24mm  (70cm)

Merksatz: Der Winkel für die Radials von 45 Grad entscheidet über die Güte der Antenne!

Material:

• 1 N-Buchse
• 4 Messingschrauben M3 x 10
• 4 Messingscheiben für M3
• 4 Messingmuttern M3
• 4 Kabelschuhe 3 oder 4 mm Loch
• 1 Strahler aus Messingrohr 2 x 0,3 mm  "168 mm Länge"
• 3 Radials aus Messingrohr 2 x 0,3 mm "162 mm Länge"
• 1 Verbindungsmuffe für 22 mm E-Installationsrohr
• 1 Reststück 22 mm E-Installationsrohr

Der Strahler wird mit dem Buchsenanschluss verlötet.
Die Radials werden in den Kabelschuh gesteckt (bis zum Winkelbeginn), dann die M 3 Schrauben durch das Kabelschuhloch stecken und gemeinsam mit dem Kabelschuh verlöten.

Im Bild sieht man links die Radials mit angebogener Öse und rechts die mit angelötetem Kabelschuh.

Ab 45° Winkelbeginn immer 162 mm !
Das Installationsrohr wird dort ausgeschnitten wo die Schrauben aus der N - Buchse herausstehen.
Zur Arretierung der Antenne im Rohr wird über den N-Stecker ein Gummi- oder Plastikring geschoben.
Ein Abgleich der Antenne ist überflüssig.
Die Stehwelle liegt bei Einhaltung des 45 Grad Winkels fast bei  "1". Bitte unbedingt Stecker und Buchsen mit Teflonisolator verwenden.
Sie sind zwar etwas teurer, aber der Wellenwiderstand von 50 Ohm wird besser eingehalten (besonders bei PL- Steckern).
Als Verletzungsschutz über die Radial-und Strahlerenden ein Stück Schrumpfschlauch ziehen.

Quelle:
http://www.darc.de/distrikte/q/11/projekte/70cm-gp





Die Triple-Leg.Antenne

Untersuchungen von HB 90 P ergaben, daß sich mit der Groundplane bestimmte Richtwirkungen in der Horizontalebene erzinlen lassen, wenn die Zahl der Radials auf 3 vermindert wird.
Bei der Triple-Leg-Antenne werden 3 Radials um je 120 grad voneinander versetzt und mit einem Winkel von 45 grad nach unten geneigt verwendet
Diese Antenne strahlt horizontal bevorzugt in die Richtungen der Winkelhalbierenden der Radials mit einem vertikalen Maximum bei 6 –7 grad .
Der Strahler hat ein annähernd kleeblattförmiges Horizontaldiagramm.
Der sehr günstige Erhebungswinkel von 7 grad ist nur dann zu erreichen, wenn sich der Antenneneingang in optimaler Höhe über dem Erdboden befindet.
Diese günstigste Aufbauhöhe wurde von HB 90 P mit 4..6m ermittelt, wobei die am Aufbauort vorhandenen Bodenverhältmsse eine Rolle spielen.
Diese Höhenangabe sollte deshalb nur als Richtwert betrachtet werden.

Die Anzahl der Radials beeinflußt beim angegebenen Neigungswinkel von 45 grad den Eingangswiderstand des Strahlers.
Dieser wurde bei der Triple-Leg-Antenne mit 50- 53 Ohm gemessen; somit läßt sich dieser Strahler über handelsübliches Koaxialkabel direkt speisen.
Bei der Anordnung von 4 gleichmäßig verteilten Radials würde der Eingangswiderstand auf etwa 44 Ohm absinken.

Die Triple-Leg von HB 90 P hat sich an verschiedenen Standorten gut bewährt.

            

 Die einfache Groundplane

Die GP ist eine sehr einfache Antenne, die für den UKW Bereich (FreeNet z.B.) sehr einfach aus stabilen Draht und einer PL Buchse aufgebaut werden kann.

Für den CB-Bereich ist handwerkliches Geschick gefragt.
! Diese Antenne würde ich für CB Funk nur portabel einsetzen, fürs Hausdach würde ich eine fertige Antenne kaufen.
Das erspart einen dann viel Ärger!
Wenn man aber so wie ich öfters mit dem Fahrrad auf Berge fährt und dann funken will, kann diese Antenne gute Dienste leisten.

Die Antenne besteht aus einem Strahler und Radiale die in ca. 45Grad abgewinkelt werden.
Der Strahler und die Radiale müssen Lamda/4 * V sein. Was bedeutet dies nun?
Lamda = die Wellenlänge , hiervon nun ein viertel, na ja da sind wir dann bei der berühmten DV lang im CB Band als Beispiel, das ganze dann mal V.
Dabei ist V der Verkürzungsfaktor. Das begegnet einen im Antennenbau immer wieder einmal. Hiermit ist ein Korrekturfaktor gemeint der unterschiedlich dicke Materialien betrifft.

Und jetzt gleich mal die Rechnung für eine Antenne .

Wellenlänge (in mm) = 300.000 / Frequenz (in MHz)
Strahlerlänge= Wellenlänge/4 * Vk
Radiale = Strahlerlänge

Vk = der Verkürzungsfaktor er unterscheidet sich je nach Durchmesser des verwendeten Drahtes oder Rohres hier eine kleine Tabelle zur Orientierung :
Durchmesser Vk-Faktor (Multiplikator)
Strahler-Dm   Vk
 1.. 6mm      0,96
 7..15mm      0,95
16..22mm      0,94
23..30mm      0,93
31..40mm      0,92

Quelle:
http://www.heinz-kratz.de/kwant4.htm







DieseAntenne Lambda/4 ist sehr einfach zu bauen, auch bekannt alsTriple Leg Groundplane.



Siebesteht eigentlich nur aus Elektrodraht 1,5 mm², den esbeimElektriker oder bei Elektronikversandhäusern gibt.
Die Teile 1, 2 und 3 sind die Radiale, sie sind je 2,6 m lang.
DieEnden werden miteinander verbunden (Lüsterklemme oder löten) und amGeflecht vom Koaxkabel angeschlossen.
Schaut man aus derVogelperspektive auf die Antenne, gehen die Radiale sternförmigauseinander, der Winkel zwischen zwei Radialen beträgt 120°.
Teil 4 ist der Strahler, er ist 2,77 m lang.
Das untere Ende wird anden Innendraht vom Koaxialkabel angeschlossen.
Der Winkel zwischenStrahler und Radialen beträgt ebenfalls 120° oder anders gesagt, dieRadiale sind gegenüber der waagerechten Ebene um 30° geneigt.
Hat mandie Antenne aufgebaut und das Antennenkabel mit Stecker angeschlossen,sollte man den Aufbau mit einem Ohmmeter prüfen.
Hält man dieMeßstrippen an den Stecker, also Innenleiter und Außenleiter, muß derWiderstand unendlich sein.
Dann hält man eine Meßspitze an denInnenleiter und die andere an den Strahler der Antenne.
Jetzt muß dasInstrument nahezu 0 Ohm anzeigen.
Ebenso muß es annähernd 0 Ohmanzeigen, wenn man zwischen Außenteil Stecker und den Radialen mißt.


Das SWR istim ganzen CB-Bereich kleiner 1,5 und im Resonanzpunkt bei27 MHz annähernd 1,1.



DieAntenne strahlt recht flach ab, der Erhebungswinkel liegt bei 17°.
Wichtig ist dabei die Aufbauhöhe.
Der Speisepunkt, also da, wo dasAntennenkabel angeschlossen wird, sollte in 3m bis 6m Höhe liegen.
DieAntenne geht aber auch gut in anderen Aufbauhöhen.

Tips zumpraktischen Aufbau
Zum Befestigen des Strahlers ist eine alte Angelrute oder einBambusstab (Gärtnerei oder Baumarkt) recht gut geeignet.
Baut man dieAntenne frei im Garten auf, kann man die Radiale mit Paketkordel oderMaurerschnur abspannen.
Um die Antenne auf die richtige Höhe zubekommen, kann man eine Dachlatte nehmen.
Hat man einen hohen Baum zurVerfügung, hängt man einfach die Antenne auf, aber nicht zu nahe amStamm.
Will man die Antenne auf dem Dachboden aufbauen, geht das auch ganzgut.
Das obere Strahlerende wird z.B. mit einer Schraube oben am Balkenfestgemacht.
Die Radiale spannt man einfach mit Schnur ab. Das gehtaber nur, wenn sich in Antennennähe nicht zu viel Metall befindet wieElektroleitungen oder Wasserrohre.
Sollte der Dachboden mit Metallfolie(Glaswolle mit Alufolie auf der Rückseite) isoliert sein, ist er alsAufbauort ungeeignet.
Baut man die Antenne wie beschrieben auf, stimmt nicht immer das SWRsofort.
Die Umgebung hat Einfluß auf die Antenne. Normalerweise muß mandann den Strahler etwas kürzen, meist so 5 bis 15 cm.
Der Strahler istzu lang, wenn das SWR bei den unteren Frequenzen besser wird.
Wird dasSWR mit steigender Frequenz besser, ist der Strahler zu kurz, zu vielabgeschnitten.
Die vorgestellte Antenne habe ich mit etwas kürzeren Elementen imAmateurfunkband 10 m ausprobiert, recht gute Resultate sowohl im Freienals auch auf dem Dachboden.
Wer sie für 10 m nutzen möchte, sollte dieRadiale 2,5 m lang machen und den Strahler 2,6 m, dann ist die Resonanzum 28,5 MHz.


Quelle:
http://www.dl2jas.com/antennen/cb4/cb4.html

Antennen Bauanleitungen für den Funkamateur

Grundlagen-Rund um die Antenne

Teil 1 - allgemeine Hinweise - Materialkunde - Blitzschutz - Sicherheit - Masten

Teil 2 - Speisekabel - SWR

Teil 3 - Antennenkoppler - SWR-Meter - Instrumente - Baluns

Teil 4 - Antennen-Theorie - Antennen-Simulation

Teil 5 - Dipole - Windom-Antennen - Trap-Antennen - Langdraht-Antennen

Teil 6 - Ganzwellen-Dipol - L-Antennen - Sloper - Schleifenantennen - Vertikal-Antennen

Teil 7 - spannungsgespeiste resonante Ant. - verkürzte Ant. - Sonderformen verkürzter Antennen

300_d_antenne-x_Grundlagen-Rund um die Antenne TL1 -                         _1a.pdf
bis
300_d_antenne-x_Grundlagen-Rund um die Antenne TL7 -                         _1a.pdf

Antennen Bauanleitung für den Fünkamateur
Linksammlung
http://www.darc.de/uploads/media/Antennen_01.pdf

DIN A4  ausdrucken
Impressum: Fritz Prenninger, Haidestr. 11A, A-4600 Wels, Ober-Österreich, mailto:[email protected]
ENDE