Hybridquad – Einfache und wirkungsvolle Selbstbauantenne

Die Antenne ist der besste Verstärker

quadsWer schon einmal Reichweitenversuche mit häuslichen Funkanwendungen, wie z.B. schnurlosen Telefonen gemacht hat, weiß wie gering die Reichweite dieser Geräte im Vergleich zum Hobbyfunk ist. Dies ist beabsichtigt und liegt neben der geringen Sendeleistung dieser Funkanwendungen auch an den oft minderwertigen Antennen.

Während sich an der Sendeleistung nur selten etwas ändern läßt, ist die Konstruktion einer besseren Antenne für diese recht kurzen Wellen sehr einfach. Eine sehr einfach Antenne mit dennoch guter Richtwirkung ist die Hybridquad. Das Bild rechts zeigt drei Ausführungen für 2.4 GHz (Video, WLAN, Bluetooth), 900 MHz (CT, CT+, GSM) und 1.8 GHz (DECT, GSM) von links nach rechts. Die Abmessungen sind wie bei jeder Antenne von der verwendeten Wellenlänge abhängig.

Prinzipiell funktioniert dieser Antennentyp natürlich für jede Frequenz. Bei längeren Wellen als 70cm werden die Antennen jedoch unhandlich groß, so daß man hier zu anderen Antennenformen greifen würde.

Selbstgebaut

Die Hybridquad zeichnet sich durch eine hervorragende Richtwirkung und sehr einfachen Aufbau aus. Zudem ist der Materialaufwand sehr gering und die Abmessungen sind relativ unkritisch. Gerade für Antennenbaueinsteiger ist diese Antenne also optimal.

Was braucht man zum Bau einer solchen Antenne?

  • Kupferdraht, 3-5 mm Durchmesser
  • etwas RG-58 Antennenkabel
  • eine Aluplatte oder einseitig kupferbeschichtetes Platinenmaterial
  • Abstandshalter aus Plastik
  • Bohrmaschine, starker Lötkolben, Heißkleber, Lineal

Zunächst einmal biegt man den Kupferdraht in die Form einer Acht. Dazu biegt man den Draht jeweils im gleichen Abstand hquadbau1(Maße werden später genannt) in der folgenden Weise: rechts, rechts, rechts, links, rechts, rechts, rechts. Der Winkel sollte dabei immer genau 90 Grad betragen. Ein rechtwinkliger Holzklotz in den richtigen Maßen kann beim Biegen hilfreich sein. Hat man alles richtig gemacht, sollten sich Anfang und Ende des Kupferdrahtes berühren. Hier kann man den Draht dann abschneiden und den Anfang mit dem Ende verlöten.

Nun kann man bereits das Koaxkabel mit der Antennenschleife verlöten. Dazu isoliert man Seele und Masse des Kabels ca. 1 cm ab und verlötet sie wie rechts gezeigt mit der Antenne. Eine Seite des Koaxkabels kommt dabei an die Stelle an der Anfang und Ende des Kupferdrahtes verlötet wurden. Die andere Seite wird an der Biegung direkt gegenüber angelötet. Die beiden Anschlüsse dürfen sich in der Mitte natprlich nicht berühren, was man am bessten durch vorsichtiges aufbiegen der Schleife um wenige Millimeter erreicht. Da die Antenne symmetrisch ist, spielt es keine Rolle wie rum das Kabel angelötet wird. Wer mag, kann das Kabel auch noch wie im Bild gezeigt mit einer Plastikkonstruktion sichern.

hqloetNun bohrt man ein Loch in die Alu- oder Epoxidplatte (notfalls tut es auch mit Alufolie überzogene Pappe) und führt das Kabel hindurch. Hat die Schleife genau den richtigen Abstand zur Reflektorfläche, so fixiert man das Kabel in dem gebohrten Loch mit Heisskleber. Damit die Antennenschleife nicht schräg vor dem Reflektor steht, fixiert man sie mit den Abstandhaltern und etwas Heisskleber. Plant man den Betrieb im Freien, sollte man abschließend Klarlack (Plastik 70, notfalls auch Haarspray) auf die Konstruktion auftragen.

Schließlich kürzt man das Antennenkabel entsprechend und schließt es an den 50 Ohm Senderausgang an. Gerade bei diesen hohen Frequenzen sollte das Kabel so kurz wie möglich sein. Man sollte die Antenne direkt an das Gerät montieren und nicht mehr als 30 cm Kabel verwenden.

Abmessungen

Eigentlich gibt es nur zwei Abmessungen, die bei dieser Antenne beachtet werden müßen: Die Kantenlänge der Quadrate und der Abstand des Schleife zum Reflektor.

Die Kantenlänge ergibt sich einem Viertel der Wellenlänge mal Verkürzungsfaktor. Der Abstand zum Reflektor sollte nur knapp mehr als die Hälfte der Kantenlänge betragen. Wenige Millimeter sind nicht kritisch, da die Antenne sehr breitbandig ist. Folgende Tabelle gibt gute Anhaltspunkte:

 

Frequenz
Kantenlänge
Reflektorabstand
440 MHz
16 cm
8 cm
900 MHz
8 cm
4 cm
1300 MHz
6 cm
3 cm
1800 MHz
4 cm
2 cm
2400 MHz
3 cm
1.5 cm

 

Wie wird die Antenne ausgerichtet? Welche weiteren Verbesserungen gibt es?

 

Polarisation und Richtwirkung

Wichtig für gute Signalqualität ist, daß beide Antennen aufeinander ausgerichtet sind und in der gleichen Polarisationsebene arbeiten. Während man bei langen Strahlern und Yagi-Antennen die Polarisation bereits an der Ausrichtung der Metallstäbe erkennen kann, muß man es sich bei der Hybridquad merken:

Ist die Antennenschleife eine “liegende Acht”, so arbeitet die Antenne vertikal. Ist es eine “stehende Acht”, so arbeitet sie horizontal.

Die Ausrichtung der Antennen aufeinander ist sehr einfach. Natürlich strahlen die Antennen weg vom Reflektor in Richtung der Antennenschleife. Bei vertikal polarisierter Antenne (also “liegender Acht”) ergibt sich ungefähr folgendes Strahlungsdiagramm:

 

hquadstrahl

Dieses Diagramm zeigt, daß die Antenne horizontal stärker bündelt als vertikal. Wer also nur eine Station erreichen und andere nicht stören will, wird die Antenne vorwiegend vertikal (als “liegende Acht”) betreiben. Wer mehrere Stationen erreichen möchte, die nicht alle in der selben Richtung liegen, wir die Antenne eher horizontal (als “stehende Acht”) betreiben. Die Antennen aller teilnehmenden Funkstationen müßen natürlich die gleiche Polarisation verwenden, da es sonst zu starken Verlusten kommt.

Wer eine stärkere Richtwirkung braucht, kann diese Antennenform selbstverständlich auch “stocken”. Damit steigt allerdings der Arbeits- und Materialaufwand erheblich, so daß Anfänger am bessten mit der einfachen Hybridquadantenne beraten sind.

Weiterführende Links:

 

 

 

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