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1 Bavarian Contest Club Vortrag zur 4. Kurzwellen-Fachtagung des DARC Distrikts Oberbayern Peter Pfann, DL2NBU Die Zweidraht-Beverage-Antenne - Aufbau und Betriebserfahrungen -

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1 Bavarian Contest Club

Vortrag zur 4. Kurzwellen-Fachtagung des DARCDistrikts Oberbayern

Peter Pfann, DL2NBU

Die Zweidraht-Beverage-Antenne- Aufbau und Betriebserfahrungen -

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1. Einleitung2. Die Funktionsweise der Beverage-Antenne3. Von der Eindraht- zur Zweidraht-Beverage4. Aufbau

• Antenne• Übertrager• Praxisbeispiel• Praxistips

5. Betriebserfahrungen und Ausblick

Die Zweidraht-Beverage-Antenne- Aufbau und Betriebserfahrungen -

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Die Funktionsweise der Beverage-Antenne

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Elevationsdiagramm für verschiedene Erdbodenleitfähigkeiten:

Länge: 180 mHöhe: 2 mRterm: 450 Ω

Die Funktionsweise der Beverage-Antenne

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Die Funktionsweise der Beverage-Antenne

Elevationsdiagramm für verschiedene Abschlusswiderstände:

Länge: 180 mHöhe: 2 mRterm: 0 Ω bis 10000 Ω

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1. Einleitung2. Die Funktionsweise der Beverage-Antenne3. Von der Eindraht- zur Zweidraht-Beverage4. Aufbau

• Antenne• Übertrager• Praxisbeispiel• Praxistips

5. Betriebserfahrungen und Ausblick

Die Zweidraht-Beverage-Antenne- Aufbau und Betriebserfahrungen -

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Von der Eindraht zur Zweidraht-Beverage

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Von der Eindraht zur Zweidraht-Beverage

Draufsicht

Draufsicht

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Wellenwiderstand der Zweidraht-Beverage-Antenne:

Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung:

• h Höhe der Drähte über Grund• S Abstand der Drähte zueinander• d Durchmesser der Drähte

Von der Eindraht zur Zweidraht-Beverage

+⋅Ω= 2

10Bev )Sh2(1

dh4log69Z

⋅Ω=dS2log276Z 10TL

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1. Einleitung2. Die Funktionsweise der Beverage-Antenne3. Von der Eindraht- zur Zweidraht-Beverage4. Aufbau

• Antenne• Übertrager• Praxisbeispiel• Praxistips

5. Betriebserfahrungen und Ausblick

Die Zweidraht-Beverage-Antenne- Aufbau und Betriebserfahrungen -

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Aufbau der Beverage -Antenne

• Länge der Antenne

• Höhe über Grund

• Drahtabstand

• Drahtquerschnitt

• Erdung

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Aufbau der Beverage -Antenne: Länge

Azimuthdiagramm für verschiedene Längen:

Länge: 80m bis 500mHöhe: 2 mRterm: 450 Ω

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Elevationsdiagramm für verschiedene Längen:

Länge: 80m bis 500mHöhe: 2 mRterm: 450 Ω

Aufbau der Beverage -Antenne: Länge

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Aufbau der Beverage -Antenne: Länge

Länge: 180mHöhe: 2 mRterm: 450 Ω

Elevationsdiagramm für Frequenzen (160/80/40m):

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Aufbau der Beverage -Antenne: Höhe

Länge: 180 mHöhe: 0,5 m bis 3 mRterm: 450 Ω

Elevationsdiagramm für verschiedene Aufbauhöhen:

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Aufbau der Beverage -Antenne:

• Drahtabstand: 5 - 60 cm

• Drahtquerschnitt: 1,5 bis 2,5 mm2

• Erdungdurch Kreuzerder oder kurze (!) Radialsin Richtung der Antenne

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Aufbau der Beverage -Antenne

Verschaltung der Übertrager:

• T1 transformiert vom Koaxkabel-Wellenwiderstand auf den Beverage-Wellenwiderstand• T2 transformiert vom Koaxkabel-Wellenwiderstand auf den Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung• T3 transformiert vom Beverage-Wellenwiderstand auf den Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung

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Aufbau der Beverage -Antenne: Übertrager

Anforderungen an die Übertrager:

• Breitbandigkeit (bei Mehrbandbetrieb)

• gute Gleichtaktunterdrückung (zur Erzielung eines guten Vor-/Rück-Verhältnisses)

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Optimale Kerngeometrie (für hohe Breitbandigkeit):

Wichtig:• großes h/D - Verhältnis• Kernmaterial Ferrit (µi = 2000 bis 5000, z.B Amidon 73, 77)

Aufbau der Beverage -Antenne: Übertrager

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Aufbau der Beverage -Antenne: Übertrager

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Berechnung der Windungszahlen:

Aufbau der Beverage -Antenne: Übertrager

Koax

Bev

a

b

ZZ

nn =T1:

Koax

TL

a

b

ZZ

nn =T2:

Bev

TL

a

b

ZZ

nn =T3:

na: Windungszahl der Wicklung a

nb: Windungszahl der Wicklung b

ZBev: Wellenwiderstand der Beverage-Antenne

ZTL: Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung

ZKoax: Wellenwiderstand des Koaxkabels

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Testen der Übertrager:

Aufbau der Beverage -Antenne: Übertrager

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Aufbau der Beverage -Antenne: Praxisbeispiel

Aufgebautes Beverage-System:

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Aufbau der Beverage -Antenne: Praxisbeispiel

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Aufbau der Beverage -Antenne: Praxisbeispiel

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Aufbau der Beverage -Antenne: Praxisbeispiel

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Aufbau der Beverage -Antenne: Praxisbeispiel

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Aufbau der Beverage -Antenne: Praxistips

• Abstand der Stützpfähle ca. 20 bis 30 m • Setzen der Stützpfähle mit einem Erdbohrer• Material der Stützpfähle: Holz oder Metall mit Isolatoren• Abschrägen der Enden:

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Aufbau der Beverage -Antenne: Praxistips

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Tips zur Simulation mit EZNEC:• Verwendung Ground Type “Real/High Accuracy” (NEC-2 Algorithmus)• keine Verbindungsstellen der Antenne zu Ground, stattdessen: Bereitstellen einer “künstlichen” Erde in Form zweier gleichlanger (!) Radials in Bodennähe (h=10 cm)• kritische Betrachtung der Segmentlänge: Segmentanzahl solange erhöhen, bis sich Richtdiagramm und Einspeisewiderstand nicht mehr ändern. Bei den hier durchgeführten Antennensimulationen wurde eine Segmentlänge von ca. λ/40 verwendet

Aufbau der Beverage -Antenne: Praxistips

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1. Einleitung2. Die Funktionsweise der Beverage-Antenne3. Von der Eindraht- zur Zweidraht-Beverage4. Aufbau

• Antenne• Übertrager• Praxisbeispiel• Praxistips

5. Betriebserfahrungen und Ausblick

Die Zweidraht-Beverage-Antenne- Aufbau und Betriebserfahrungen -

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Betriebserfahrungen

• Abschrägen der Antennenenden und Verkleinerung des Drahtabstandes verbesserte das V/R-Verhältnis von 10 dB auf ca. 20 dB• Antenne ist “zu gut”, es werden viel mehr Stationen gehört als erreicht werden können

-> Sendeantenne muss jetzt verbessert werden

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Ausblick

Verbesserungsmöglichkeiten:

Erweiterung auf simultanen Mehrbandbetrieb (160/80/40m):Jedes Band kann jede Antennenrichtung unabhängig vonder von den anderen Bändern ausgewählten Richtungauswählen.