27
Juni
2022
W3EDP-Antennenmodifikationen
17:00

W3EDP-Antennenmodifikationen

27 Juni 2022 17:00

Gestern traf ich bei einem Spaziergang in der Gegend der Woronja- und Orechowaja-Berge einen mir bekannten Funkamateur, der dort mit seiner Familie ein Sommerhaus mietete. Ich habe versprochen, ihm von der W3EDP-HF-Antenne zu erzählen.

Einführung

Ein Funkamateur aus dem Dorf Dudergof (in der Nähe von Orekhovaya Gora) zeigte die Kurzwellenausrüstung, die er im Kofferraum eines Autos transportiert:

  • Chinesischer Transceiver mit eingebautem Antennentuner (im Koffer aus dem Baumarkt),
  • jambischer Telegraphenschlüssel,
  • Basis in Form einer Halterung für die Dachreling (Reling sind äußere Teile der Karosserie in Form von zwei Lamellen an den Seiten entlang des Daches, die für den Einbau eines Kofferraums bestimmt sind),
  • ein 2 Meter hoher Stift mit offener Verlängerungsspule, der im Kofferraum transportiert und an der Halterung an der Dachreling verschraubt werden kann.
    Ein solches Kit, so der Funkamateur, „ist mit einem Tuner für alle HF-Bänder ausgestattet, was es einfach macht, vom Auto aus auf Sendung zu gehen.“ Es bleibt nur noch, die Autobahn weiter oben auf dem Berg zu nehmen (in diesem Ort ist es das Dorf Kavelakhta), wo näher am Gipfel des Berges eine funktionierende Kirche an der Stelle der zerstörten Kirche der Prinzessin Olga steht (Adresse: Krasnoe Selo, Gebiet Dudergof, Avenue des 25. Oktober, 97).

Außerdem richtet ein Funkamateur im Gartengrundstück die Inverted-V-Antenne auf, offenbar für den Betrieb auf 80 und 40 Metern.
Die Ausstattung scheint mir recht optimal zu sein – das Einzige, was mich verwirrt, ist der Pin mit der Verlängerungsspule, der nicht überall erhältlich und schwer nachzubilden ist.

Daher habe ich mich zuvor für W3EDP entschieden – eine Drahtantenne, die sich einfacher selbst herstellen und neben einem Auto oder auf dem Land installieren lässt. So ist beispielsweise kein Anschluss des Kabelgeflechts an die Fahrzeugmasse erforderlich, was nur durch eine teilweise Demontage der Befestigung der Dachreling an der Karosserie möglich ist.

Design der klassischen W3EDP-Antenne

АнтDer enna W3EDP ist eine Variante des End Fed für Kurzwelle, jedoch mit einer Eingangsimpedanz von 200 Ohm. Es wird ein 4:1-Transformator verwendet. Die Antenne wurde erstmals 1936 von H. J. Siegel vorgeschlagen.

Die W3EDP-Antenne besteht aus:

  • Emitter 83 Fuß lang (25.6 meter)
  • Gegengewicht 17 Fuß lang (5.2 messgerät), das die Funktion des „Bodens“ übernimmt und nicht an der Strahlung beteiligt ist.
    Der Emitter besteht aus einem L-förmigen Blech auf einem 5 Meter hohen Mast, sodass der horizontale Teil fast eine Wellenlänge des 14-MHz-Bereichs beträgt - 20,6 Meter, und die Gesamtlänge des Blechs 1,5 Wellenlängen beträgt.
    w3edp_14mhz

Die Verwendung eines Wellensenders führt dazu, dass ein horizontaler Leiter nicht in die „Wolken“ strahlt, sondern in Winkeln in der Nähe des Horizonts, selbst in den am niedrigsten gelegenen Leiter. Der vertikale Teil ist für die kreisförmige Vertikalstrahlung wie GP verantwortlich. Die Gesamtstrahlung der vertikalen und horizontalen Teile der Antenne ist für kurze und mittlere Distanzen geeignet – nicht für DX. Allerdings ist eine kleine Energiemenge von QRP-Sendern im Radius des ersten Funkwellensprungs konzentriert.

Beim ursprünglichen W3EDP erfolgt die Anpassung des 200-Ohm- an das 50-Ohm-Koaxialkabel mithilfe einer induktiv gekoppelten Schaltung, wie bei einer Fuchs-Antenne. Unter modernen Bedingungen ist es jedoch rentabler, einen manuellen Tuner oder UnUn zu verwenden, da am Körper des T-Tuners oder am „kalten“ Ende des UnUn keine Spannung im 14-MHz-Bereich anliegt, da daran ein resonantes 1/4-Wellen-Gegengewicht von 5,2 Metern Länge angeschlossen ist. Um eine hohe Eingangsimpedanz an eine niedrige anzupassen, können Sie anstelle eines T-Tuners UnUn 4:1 oder BalUn 4:1 verwenden, vorausgesetzt, die Länge des Antennenblatts ist auf ein minimales SWR zugeschnitten.

Sie können die Antenne auch im 7-MHz-Bereich verwenden, allerdings muss das Gegengewicht auf 10,5 Meter verlängert werden. Anstatt das Gegengewicht zu verlängern, wechselt die klassische W3EDP-Antenne auf eine andere Gegengewichtslänge.
Die Eingangsimpedanz einer solchen Antenne mit einer Blattlänge von 0,6 Wellenlängen wird, wie Sie sich vorstellen können, ebenfalls hoch sein – etwa 100–150 Ohm, mit einer reaktiven Komponente.
w3edp_7mhz

Im 3,5-MHz-Bereich liegt meiner Erfahrung nach bei der dauerhaften Installation dieser Antenne in einem Sommerhaus bei Verwendung eines kurzen Gegengewichts während der Übertragung eine HF-Spannung am Gehäuse des Radiosenders, am Mikrofon und am Gehäuse an und die Telegrafentaste brennt durch. Daher ist es im 80-Meter-Bereich besser, zusätzlich ein 1/4-Wellen-Gegengewicht mit einer Länge von 20 Metern zu verwenden. Der Widerstand einer solchen Antenne im 80-Meter-Bereich ist gering und beträgt etwa 60 Ohm. Alle lokalen Sender reagieren beim ersten Mal auf CQ, bei 100 W – Bewertung 5,8–5,9, aber entfernte Sender oder sogar aus dem benachbarten Weißrussland werden sich über ein schwaches Signal beschweren (da die Installationshöhe der Antenne für den 80-Meter-Bereich eindeutig nicht ausreicht).

Unterschiede zwischen W3EDP und der 14-MHz-Groundplane-Antenne
1) Möglichkeit zum Empfangen und Senden in anderen Bändern: 3,5 und 7 MHz. Wenn der verkürzte GP langweilig oder unwirksam ist.
2) Richtwirkung im 14-MHz-Bereich – in eine Richtung, gegen das Antennengewebe. Während GP 360° omnidirektional ist.
3) Eingangsimpedanz 200 Ohm gegenüber 36-50 Ohm. Der Strahlungswiderstand ist viel höher (75 Ohm gegenüber 10-30 Ohm), da der Strahlungsschwerpunkt höher über dem Boden liegt. Eine Antenne mit hoher Eingangsimpedanz stellt keine hohen Anforderungen an die Anzahl der Gegengewichte und es treten weniger Verluste im Boden- und Nahbereich auf. Mit einem Gegengewicht beträgt der Gewinn W3EDP etwa 1-2 dB (GP hat einen Gewinn von 0 dB mit einer großen Anzahl von Gegengewichten).
4) Aufgrund seiner großen Länge kann der W3EDP als Empfänger in den Mittelwellenbändern für das MW-DX-Hobby verwendet werden.
5) Der Strahlungswinkel in der vertikalen Ebene des GP ist flacher, was bedeutet, dass der GP besser für DX-Funkkommunikation über große Entfernungen geeignet ist. W3EDP eignet sich besser für QSOs über kurze und mittlere Distanzen.

Unterschiede zwischen W3EDP und End Fed-Antenne
1) Die Länge der Leinwand ist länger – statt 20 Meter (für UnUn 64:1) beträgt die Länge der Leinwand hier 25,6 Meter (für UnUn 4:1), davon gehen 5 Meter nach oben.
2) Spezifische Direktionalität im 14-MHz-Bereich. EndFed verfügt über eine symmetrische, bidirektionale Richtcharakteristik.
3) Eingangsimpedanz 200 Ohm gegenüber 1500-3000 Ohm.
4) Aufgrund des Fehlens einer strikten Verbindung zur Halbwellenresonanz funktioniert die Antenne mit den oben genannten Abmessungen nicht nur bei den geraden Harmonischen 2 und 4 (wobei SWR = 1...2), sondern auch bei den ungeraden Harmonischen 3 und 5.
dn-ef
dn-w3edp

Unterschiede zwischen W3EDP- und InvV-Antenne
1) Das Essen wird nicht in der Mitte, sondern vom Rand her zugeführt, wie beim End Fed.
2) Im 14-MHz-Bereich werden keine Anforderungen an die Einbauhöhe gestellt.
3) W3EDP – Multiband-HF-Antenne, vorbehaltlich der Umschaltung von Gegengewichten.
4) Einstellbar mit einem Stimmgerät im Bereich von 160-10 Metern. Die W3EDP-Antenne ist praktisch, wenn Sie einen manuellen oder automatischen Tuner haben.

W3EDP-Antennenmodifikationen

1) Anstelle eines auf dem Boden liegenden Gegengewichts können Sie eine vertikale zweiadrige 450-Ohm-Leitung verwenden – dann fungiert die Viertelwellenleitung als Widerstandstransformator von hoher Eingangsimpedanz zu niedriger. Die resultierende Antenne wird als Zeppelin bezeichnet. Dieser Antennentyp wurde im Zeitalter der Luftfahrt verwendet (eine Zweidrahtleitung und ihre Fortsetzung – der Antennendraht wurde vom Luftschiff abgewickelt).
w3wdp_as_cepp

Weitere Details:
https://qrznow.com/w3edp-antenna/

2) Die Neigung des Emitters zum Boden führt zu einer Änderung des Strahlungsmusters. Bei kleinen Winkeln ergibt sich ein Gewinn in Neigungsrichtung.
w3edp-normal
w3edp-gegenüber

3) Wenn Sie nur im Bereich von 40 Metern arbeiten möchten, wirkt sich die Erhöhung der Bahnlänge von 25,6 Metern auf 30 Meter positiv auf die Antennenparameter aus: Es gibt keine Reaktanz und die Eingangsimpedanz von 112 Ohm kann mit einem 1/4-Wellenlängenkabel von 75 Ohm (teilweise zu einer Abschaltdrossel gewickelt) angepasst werden. Die Bandbreite beträgt 7,06...7,3 MHz = 240 kHz.
30m_lang

4) W3EDP verdoppelt – 61 Meter lang, Gegengewicht 40 Meter. Eingangsimpedanz 50 Ohm, Verstärkung -0,3 dB.
Für den Betrieb nur im Bereich von 160 Metern.

Klassische W3EDP-Antenne im Multiband-Modus

Die W3EDP-Antenne arbeitet wie der Zeppelin mit Oberschwingungen. Aber anders als beim Zeppelin müssen Sie die Gegengewichte wechseln – jeder Bereich hat seine eigene Länge.

Bei Verwendung eines 4:1: Transformators

w3edp1
*mit Gegengewicht 5,2 Meter im Bereich von 20 m (14,1 MHz), Stromversorgung an der unteren Ecke der Antenne, Eingangsimpedanz 200 Ohm.
SWR (14 MHz) = 1,5, die Bandbreite für den SWR<2-Pegel beträgt 13,5...14,4 MHz.

*mit Gegengewicht 10,5m auf 40m Reichweite (7,1 MHz), mit der gleichen Konfiguration:
SWR (7,1 MHz) = 3, Band 7,4...8 MHz.

*mit Gegengewicht 7,5m im Bereich von 15m (21 MHz), mit der gleichen Konfiguration:
SWR(21MHz)=2, Band 21...21,3 MHz.

*mit Gegengewicht 2,4m in 10m Reichweite (28 MHz), mit der gleichen Konfiguration:
SWR (28,2 MHz) = 5.

Wenn der Einspeisepunkt nach oben auf eine Höhe von 1,5 Metern verschoben wird, verschlechtert sich das SWR auf 4, was mit der Strahlung des Gegengewichts zusammenhängt (es empfiehlt sich, es horizontal entlang der Erdoberfläche zu platzieren).

Im 3,6-MHz-Bereich funktioniert das klassische W3EDP mit einem 4:1-Transformator nicht, da Sie einen 1:1-Transformator verwenden müssen (die Eingangsimpedanz der Antenne liegt nahe bei 50 Ohm).

Vergleich von W3EDP mit LW-Antenne („Langdraht“) beim Betrieb im Multiband-Modus

Zum Vergleich gebe ich eine in NEC-2 für MMANA berechnete Version der Long Wire (LW)-Antenne an, die für den Betrieb in mehreren Bändern ausgelegt ist.

Transformator 9:1
Horizontale Leinwand 34 Meter.
Gegengewicht 5,2 Meter.
Installationshöhe 1,5 Meter. Führen Sie bis zur oberen Ecke vor (wo der horizontale Stoff „zu einer Schnur“ gespannt werden soll).

Antenne LW 34+5,2m:

Frequenz, MHz SWR (450 Ohm)
3,5 2,0
7.1 2,5
10.1 6
14.1 4
18,1 2
21,1 3
24,9 9
28,1 4
28,5 3,7
29,0 5

Wenn der horizontale Teil – der Emitter – auf 35 Meter verlängert und das Gegengewicht auf 4,2 Meter verkürzt wird, verbessert sich das SWR im 7-MHz-Bereich, ansonsten unverändert:

Antenne LW 35+4,2m:

Frequenz, MHz SWR (450 Ohm)
3,5 5
7.1 1,5
10.1 6
14.1 3
18,1 1,5
21,1 3,5
24,9 4
28,1 15
28,5 11
29,0 5
30,0 6

Wie Sie sehen, arbeitet die „Langdraht“-Antenne bei einer Eingangsimpedanz von 450 Ohm (9:1-Transformator).mehr anzahl der Bereiche, aber W3EDP (Transformationsverhältnis 4:1) hat eine bessere Anpassung in einem Bereich, sofern die Gegengewichte vertauscht werden.

SWR W3EDP 200 Ohm LW 450 Ohm
7 MHz 3 2
14 MHz 1.5 3
21 MHz 2 3

Außerdem berührt das W3EDP mit 1/4-Wellen-Gegengewicht das Funkgerät während der Übertragung nicht „heiß“, da die Spannung vom Körper genommen wird. Zur Vermeidung von Stromschleifen ist eine Erdung durch die Funkstation nicht erforderlich (Sternerdung ist erforderlich). In der Nähe des Stromanschlusses, also dort, wo sich das passende Gerät (UnUn oder Tuner) befindet und das Gegengewicht angeschlossen ist, kann ein Blitzschutz in Form eines in den Boden getriebenen Stifts realisiert werden (Funkerdung ist mit elektrischer Erdung verbunden).

Vergleich von W3EDP mit EndFed-Antenne (mit 64:1-Impedanztransformator)

Die EndFed-Antenne verfügt über ein kurzes Gegengewicht (häufig wird Kabelgeflecht verwendet) – 2 Meter lang und eine Leinwand von 19,7 bis 20 Metern Länge. Die Eingangsimpedanz von EndFed ist hoch und beträgt 2-2,5 kOhm, weshalb ein 64:1-Impedanztransformator verwendet wird.
Mit einem 20 Meter langen Kabel arbeitet EndFed ohne Umschalten im 7- und 14-MHz-Band. Während die W3EDP-Antenne wechselnde Gegengewichte erfordert: 5,2 oder 10,5 Meter.

SWR W3EDP 200 Ohm EndFed 2000 Ohm
7 MHz 3 <2
14 MHz 1.5 <1,5
21 MHz 2 2,5

Fazit: W3EDP ist EndFed hinsichtlich der Qualität der Anpassung an das Kabel nahezu ebenbürtig. In diesem Fall können Sie anstelle des seltenen UnUn 64:1 entweder die beliebte BalUn-Spannung 4:1 oder ein manuelles oder automatisches Anpassungsgerät (Tuner) verwenden, da 200 Ohm ein bequemerer Widerstand für die Anpassung ist. als 2000 Ohm.


Links:
W3EDPAntenne - AE5VV
W3EDPpresentation.pdf-Präsentation


Datum der letzten Änderung: 21.07.2025 – Phraseologische Fehler wurden korrigiert.



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