Die Reusenantenne im Amateurfunk

1. Einleitung

Über die Brauchbarkeit dieser Antennenform im Amateurfunk liegen noch keine fundierten Angaben vor. Mit diesem Satz endet die Beschreibung der Doppelkegel-Breitbandantenne im Rothammel-Antennenbuch auf Seite 371. Im Bereich der Amateurfunkliteratur sucht man vergebens nach weiterer Information über diese Antenne, von der es zahlreiche Varianten gibt, welche insbesondere bei kommerziellen Funkdiensten mit großem Umfang der Arbeitsfrequenzen verwendet wird. Nicht zuletzt auch durch die relativ geringe Bauhöhe hat die vertikale Version im Seefunk Eingang gefunden.

Die Unbekanntheit im Amateurfunk ist eigentlich unverständlich, denn gerade durch jetzt 9 Kurzwellenbänder von 1,8 bis 30 MHz dürfte der Wunsch nach einer Antenne für alle Bänder weiter gestiegen sein.

Die etwas auffällige voluminöse Reusenkonstruktion und die Vorstellung, daß ein angepaßtes, extrem breitbandiges System ohne ausgeprägte Eigenresonanz als Strahler nicht so recht etwas taugt, hat die Verbreitung im Amateurfunk wohl verhindert.

Hier eine Beschreibung am Vorbild einer kommerziell gefertigten Reusenantenne, welche mit der Clubstation DFOMF im OV I06 an Bord des Museumfeuerschiffes Amrumbank betrieben wird (vgl. cq-DL 4/86, S. 252).

Abb 2
Abb. 2: Mechanischer Aufbau einer Reuse.

Abb 1
Abb. 1: Reusenantenne auf dem Besanmast der „Amrumbank“.

2. Elektrische Daten

Auszugsweise aus den technischen Datenblättern, soweit für den Amateurfunk von Interesse:

  • Polarisation: vertikal
  • Horizontaldiagramm: kreisförmig
  • Statische Kapazität der Reuse (ohne Oberstab): 178 pF
  • Frequenzbereich: 0,2 – 25 MHz
  • Wirkungsgrad: 60 % bei 4,8 MHz
  • Eigenresonanz der Reuse: 6 MHz

Auf Kurzwelle hat die Antenne in den einzelnen Kurzwellenbändern einen relativ konstanten Fußpunktwiderstand (siehe Abb. 3). Bei Frequenzwechsel innerhalb eines Bandes ist keine Nachstimmung erforderlich. Die Antenne kann auch ohne den oberen Antennenstab betrieben werden. Grenz- und Kurzwellenabstrahlung werden hierdurch kaum beeinträchtigt.

3. Der mechanische Aufbau

Der mechanische Aufbau ist aus Abb. 2 ersichtlich. Die Reuse besteht aus insgesamt 6 Drähten von je 8,5 Metern Länge. Die überschüssige Länge wird zu einer kleinen Schleife aufgewickelt. Die Drähte sind gleichmäßig über den Vollkreis verteilt am oberen und unteren Haltering zugentlastet angeschlossen. Folglich sind alle 6 Drähte unten und oben parallelgeschaltet.

Die Dachkapazität CD besteht aus Messingstäben und trägt den oberen Ring, sie kann im Nachbau aber auch durch eine Fortführung der Reusendrähte gebildet werden. Am obersten Ende laufen alle 6 Stäbe bzw. Drähte der Dachkapazität auf einen Anschlußpunkt zusammen.

Getragen wird die ganze Reusenkonstruktion durch eine Fiberglasrute. Im Nachbau kann der Oberstab ganz weggelassen werden, so daß man mit einem Trägermast von 8 m Länge auskommt (durchgehender Fiber glasmast, evtl. auch ein Holzmast, jedoch kein Metallrohr).

Nach Beschaffung eines geeigneten Trägermastes liegt die einzige Schwierigkeit in der Befestigung der beiden Halteringe am Trägerrohr. Statt der Ringe ist auch eine Speichenkonstruktion in Form eines Sechsecks für die Reusenabspannung denkbar. An dieser Stelle ist der einfallsreiche Konstrukteur gefragt, ansonsten dürfte ein Nachbau problemlos sein.

Die Einspeisung am Fußpunkt kann an beliebiger Stelle des unteren Halterings erfolgen.

Ein brauchbares Erdungsnetz ist schon erforderlich, da es sich hier um eine Breitband-antenne handelt, braucht dieses natürlich nicht abgestimmt zu sein.

4. Die direkte Einspeisung

Im kommerziellen Anwendungsfall erfolgt die Einspeisung meistens über eine kurze Eindrahtleitung direktzum Anpaßnetzwerk im Sender. Für den Amateurfunk kommt nur die Speisung über Koaxialkabel in Frage. Bei DFOMF befinden sich ca. 40 m Koaxkabel zwischen Station und Reuse. Mit der direkten Einspeisung (Seele auf Reuse – Mantel auf Masse) stellt sich ein SWR-Verlauf nach Abb. 4 ein.

Abb 4
Abb. 4: SWR-Kurve der Reusenantenne bet DFOMF.

Das SWR-Diagramm sieht etwas ungewohnt aus. Innerhalb eines Bandes waren kaum unterschiedliche Werte meßbar, so daß die Darstellung einfach linear erfolgt. Die angedeuteten Verbindungslinien dazwischen – sollen den Überblick über den Gesamtverlauf er SWR-Kurve ermöglichen. Die SWR-Werte decken sich weitgehend mit den aus Abb. 3 entnehmbaren Impedanzwerten.

Abb 3
Abb. 3: Impedanzkurve vermessen im Freigelände

Eine Fehlanpassung in dieser Größenordnung kann ohne praktische Nachteile auch am senderseitigen Ende der Speiseleitung mit einer gängigen Matchbox (z. B. AT130 o.ä.) kompensiert werden.

5. Die Anpassung am Fußpunkt

Ein einfaches fernbedientes Netzwerk aus Rollspule und Drehkondensator reicht zur Anpassung mit einem SWR= 1 auf allen Bändern aus; die Rollspule in Reihe zum Strahler, der Kondensator auf der Koaxkabelseite nach Masse geschaltet. Ohne Fernanzeige der Einstellwerte für L und C hat sich diese Anordnung in der Bedienung nicht bewährt. Man tappt mit der Einstellung regelrecht im dunkeln, wenn die Anpassung nur unter Beobachtung des SWR-Verlaufs gesucht werden muß. Die fernabgestimmte TCS 80 von DJ2UT scheint hier besonders geeignet zu sein.

Einfacher und bedienungsfreundlicher ist die ferngesteuerte Umschaltung fest auf Bandmitte abgestimmter Anpaßglieder, zumal die Antenne selbst schon breitbandig genug ist. Zum Bandwechsel lediglich umschalten zu müssen, ist besonders beim Betrieb einer Clubstation vorteilhaft.

Perfekt wäre die Umschaltung von Transformationsgliedern nach Seefried (siehe Rothammel S. 120 Kap. 6.7.2), wobei auf beiden Seiten exakte Anpassung gegeben ist. Hierzu sind allerdings pro Band jeweils mehrere Relaiskontakte erforderlich.

Für 80 und 40 m läßt sich die Reusenanpassung auch durch die gleichen Maßnahmen wie bei der verkürzten bzw. verlängerten Groundplane realisieren, also Serienzuschaltung von Verlängerungsspule bzw. Verkürzungskondensator.

Wenn L und C an einem Ende zusammengelegt werden, kommt man mit einem Relaiskontakt pro Band aus. 12-V-Kfz-Relais mit einem Schließerkontakt können verwendet werden. Unter Last, also während des Sen-dens, sollte natürlich nicht umgeschaltetwerden. Mit dieser Methode können weitere Verkürzungskondensatoren für 20 und 15 m geschaltet werden. Ein derartiges relaisgeschaltetes Anpaßnetzwerk ist seit kurzem bei DFOMF in Betrieb. Auf 80 m ist die Anpassung etwas kritisch (1,4 am Bandanfang, dann nach oben hin ansteigend), auf 40, 20 und 15 m ist eine breitbandige Anpassung mit einem SWR nahezu gleich 1 über die ganzen Bandbereiche möglich. Auch eine unten betriebene Matchbox mit einmalig ermittelten, festen Einstellwerten, welche dann nur noch umgeschaltet wird, ist denkbar.

Soweit einige Anregungen zur Entwicklung von geeigneten Anpaßschaltungen. Obwohl die Anpassung am Antennenfußpunkt grundsätzlich der richtige Weg ist, soll nicht verschwiegen werden, daß sie in diesem Fall keine merkbare Verbesserung gegenüber der direkten Einspeisung bringt.

Abb 5
Abb. 5: Relaisgesteuerte Anpaßeinheit über L, C und direkt. SWR: 80m 2, 40-10m < 1,5.

Abb 6
Abb. 6: Steuergerät und Anpaßtabelle.

6. Betriebsergebnisse

Seit August 1984 ist DFOMF mit dieser Reusenantenne und einem FT102 hauptsächlich auf 80, 40 und 20 m QRV.

Bisher wurden über 3000 QSOs im DL-, Europa- sowie DX-Verkehr gefahren. Die Rapporte waren immer ausgezeichnet, was allerdings wohl auch an den für Amateurverhältnisse überdurchschnittlichen Erdungsverhältnissen an Bord eines Schiffes liegt. Die Antenne wurde mit Anpassung und auch mit direkter Einspeisung betrieben, wobei sich kein Unterschied in den Resultaten feststellen ließ.

7. Schlußbetrachtung

Das unabgestimmte, aber gute Erdungsnetz stellt bei dieser Antennenform das Kriterium dar.

Abmessungen und Formgebung der Reuse sind dagegen ziemlich unkritisch, bedingt durch das kleine LC-Verhältnis des Strahlers.

Für den Amateurfunkbetrieb in den unteren Amateurfunkbändern bis ca. 14 MHz ist die Reusenantenne durchaus empfehlenswert, sofern der Strahler frei über einer guten HF-Erde aufgebaut werden kann.

Zwar läßt sich eine Reusenantenne bis hinauf zum 10-m-Band anpassen, aber wegen der bei höheren Frequenzen eintretenden Aufspaltung des Vertikaldiagramms, verbunden mit einer zunehmend starken Steilstrahlung, bringt sie keine Vorteile mehr. Auf den oberen Bändern sollte daher wegen des für den DX-Verkehr benötigten flachen Abstrahlwinkels eine andere Antenne zum Einsatz kommen.

Wer bereits einmal eine Reusenantenne für Amateurzwecke aufgebaut hat oder die hier beschriebene Antenne nachbaut, wird um einen Bericht mit Angabe von SWR-Verlauf und Erdungsmaßnahmen gebeten.

Angesichts der geringen Abmessungen im Verhältnis zur Wellenlänge der Betriebsfrequenz hat die Reusenantenne einen hohen Wirkungsgrad.

DF2BC, Alfred Klüß.