Rundstrahlantennen

Wenn man einen Teil eines Dipols senkrecht nach oben und den anderen parallel zum Erdboden ausrichtet, erhält man eine „Up- and Outer“-Antenne (Abbildung NE-19.4.1). Den senkrechten Teil dieser Antenne bezeichnet man als Strahler, den waagerechten Teil als Radial oder Gegengewicht.

1) Kurzbeschreibung: Schematische Darstellung eines Koaxialkabels, dessen Außenleiter mit einem horizontalen Radial und dessen Innenleiter mit einem vertikalen Strahler verbunden ist.

2) Ausführliche Beschreibung: Im linken Teil der Darstellung befindet sich ein horizontales Koaxialkabel, dessen Außenleiter mit einem horizontalen Radial verbunden ist, das sich bis an den rechten Bildrand erstreckt. Der Innenleiter des Koaxialkabels führt zunächst aus dem Kabel nach rechts heraus und ist mit dem Fußpunkt eines vertikalen Strahlers verbunden. Koaxialkabel, Radial und Strahler sind entsprechend beschriftet.
Abbildung NE-19.4.1: Up- and Outer-Antenne

Auch wenn der senkrechte Teil von Vertikalantennen wie der Up- and Outer-Antenne als Strahler bezeichnet wird, bedeutet das nicht, dass er das einzige Teil der Antenne ist, das die Funkwelle abstrahlt. Vielmehr wird die Funkwelle von Gesamtgebilde bestehend aus Strahler und Gegengewicht abgegeben. Nur bei bestimmten Bauformen wird abgestrahlte Welle fast ausschließlich vom Strahler bestimmt, beispielsweise bei einer Groundplane mit horizontal und exakt symmetrisch angeordneten Gegengewichten. Doch auch bei diesen Antennen bildet sich an den Gegengewichten unter Umständen ein sogenanntes „Nahfeld“ aus, welches hohe Feldstärken aufweisen kann. Aus diesem Grunde sind Radials bei der Betrachtung des Sicherheitsabstands stets mit zu berücksichtigen.

Die Up- and Outer-Antenne gehört zu den sogenannten Vertikalantennen, da der Strahler senkrecht (vertikal) angeordnet ist. Wie beim Dipol beträgt die Länge beider Teile der Up- and Outer-Antenne zusammen $\lambda{} / 2$, also eine halbe Wellenlänge. Der Strahler und das Gegengewicht sind demzufolge also jeweils $\lambda{} / 4$ lang.

Wird das parallel zum Erdboden geführte Radial nun vervielfacht, dann entsteht eine Groundplane-Antenne, die im Amateurfunk häufig verwendet wird.

NG105: Wie wird die dargestellte Antenne bezeichnet?
1) Kurzbeschreibung: Schematische Zeichnung mit einem langen vertikalen Stab, vier gleichmäßig verteilten horizontalen Stäben von einem kleinen runden Anschlussstück aus und einem darunter liegenden, vertikalen Zylinder mit gestrichelter Mittellinie.

2) Ausführliche Beschreibung: Die gezeigte Antenne besteht aus einem geraden vertikalen Stab. Von seinem kleinen runden Anschlussstück gehen vier gleich lange gerade Stäbe horizontal in Abständen von 90° ab. Direkt unter dem Fußpunkt befindet sich ein vertikal stehender Zylinder. In der Mitte des Zylinders verläuft eine durchgehende gestrichelte vertikale Linie, die unterhalb des Zylinders als durchgehende Linie fortgesetzt wird. Es gibt keine Text- oder Maßbeschriftungen.
NG106: Die elektrischen Gegengewichte einer Groundplane-Antenne bezeichnet man auch als ...

Man kann das Radial einer Up- and Outer-Antenne auch durch den Erdboden ersetzen. Dann erhält man die in Abbildung NE-19.4.2 gezeigte Marconi-Antenne. Das Gegengewicht, also der zweite Teil der Antenne, wird jetzt durch die Erde gebildet, die im Idealfall sehr gut leitet. Für die Darstellung der Erde wird in Schaltbildern das in Abbildung NE-19.4.3 gezeigte Symbol verwendet.

1) Kurzbeschreibung: Schematische Darstellung eines Koaxialkabels, dessen Außenleiter mit Masse und dessen Innenleiter mit einem vertikalen Strahler verbunden ist.

2) Ausführliche Beschreibung: Im linken Teil der Darstellung befindet sich ein horizontales Koaxialkabel, dessen Außenleiter mit Masse verbunden ist. Der Innenleiter des Koaxialkabels führt zunächst aus dem Kabel nach rechts heraus und ist mit dem Fußpunkt eines vertikalen Strahlers verbunden. Koaxialkabel und Strahler sind entsprechend beschriftet.
Abbildung NE-19.4.2: Marconi-Antenne

1) Kurzbeschreibung: Lange vertikale Linie mit drei horizontalen parallelen, sich nach unten verjüngenden Linien am unteren Ende.

2) Ausführliche Beschreibung: Das Schaltzeichen besteht aus einer durchgehenden vertikalen Linie. Am unteren Ende sind drei horizontale, parallele Linien zu sehen, deren Länge im Verhältnis zueinander nach unten hin jeweils abnimmt. Es gibt keine Achsen, Maßstäbe, Text- oder Zahlenbeschriftungen und keine weiteren Bauteilsymbole.
Abbildung NE-19.4.3: Schaltzeichen für Erde

In der Praxis ist es manchmal gar nicht so einfach, eine gute Verbindung zwischen Antennenkabel und der Erde herzustellen. Im einfachsten Fall verwendet man einen Erdnagel: Ein Metallstab wird in den Erdboden gesteckt und anstelle des Radials mit dem Antennenkabel verbunden. Etwas aufwändiger – aber oft auch wirkungsvoller – ist es beispielsweise, viele Drähte im Erdboden zu vergraben und diese wie Radials einer Groundplane rund um die Antennen anzuordnen. So kann eine gute Verbindung zur Erde hergestellt werden, die auch für Hochfrequenz geeignet ist.

Wie bei der Up- and Outer-Antenne ist der vertikale Strahler der Marconi-Antenne $\lambda{} / 4$ lang. Da anstelle eines Gegengewichts die Erde verwendet wird, kann man die Marconi-Antenne auch als eine „gegen Erde erregte $\lambda{} / 4$-Vertikalantenne“ beschreiben.

NG104: Eine Marconi-Antenne ist ...
NG102: Was wird durch dieses Schaltzeichen symbolisiert?
1) Kurzbeschreibung: Lange vertikale Linie mit drei horizontalen parallelen, sich nach unten verjüngenden Linien am unteren Ende.

2) Ausführliche Beschreibung: Das Schaltzeichen besteht aus einer durchgehenden vertikalen Linie. Am unteren Ende sind drei horizontale, parallele Linien zu sehen, deren Länge im Verhältnis zueinander nach unten hin jeweils abnimmt. Es gibt keine Achsen, Maßstäbe, Text- oder Zahlenbeschriftungen und keine weiteren Bauteilsymbole.

Sowohl die Groundplane- als auch die Marconi-Antenne strahlen gleichmäßig in alle Himmelsrichtungen. Deshalb nennt man diese beiden Antennen auch „Rundstrahler“. Im Gegensatz zu Richtantennen eignen sich Rundstrahler, um Funkamateure oder Relaisfunkstellen in unterschiedlichen Richtungen im Umkreis zu erreichen. Eine Richtantenne müsste immer wieder neu ausgerichtet werden.

Damit ein Rundstrahler gut funktionert, sollte er möglichst hoch und rundherum frei positioniert werden. Die optimale Position ist daher auf einem hohem Mast, der umgebende Gebäude und Bäume überragt, oder dem Hausdach.

NG110: Welche Antenne ist für eine 2 m-QSO-Runde mit im Umkreis verteilten Funkamateuren am besten geeignet?
NG111: Welche Antennenkonfiguration ist zu wählen, wenn möglichst viele umliegende Relaisstationen im 2 m- oder im 70 cm-Band erreicht werden sollen?

Die in der falschen Antwort erwähnten Magnetfußantennen werden übrigens gerne für mobilen Funkbetrieb auf einem Autodach betrieben. Das Autodach bildet dann – ähnlich der Erde bei der Marconi-Antenne – das Gegengewicht. Auf den Funkbetrieb aus Kraftfahrzeugen werden wir im Kapitel Einbau Kfz noch näher eingehen.


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