In Ergänzung meines Beitrages vom 14. Juli 2024
Die T2FD gibt es in Kurz- und Langform. Die KF ist die platzsparende Version und für höhere Frequenzen geeignet, weil die Länge proportional zur Wellenlänge der tiefsten, genutzten Frequenz und deren Länge typischerweise 0,2 bis 0,3 der Wellenlänge der niedrigsten Betriebsfrequenz ist.
Sie eignet sich daher primär für mittlere bis hohe Frequenzen.
- 7 MHz und höher und kann in geringer Höhe über Grund mit einem Neigungswinkel von 20 – 40 Grad zur Horizontalen installiert werden, der Abstand der Drähte liegt zwischen 1 und 2 % der Gesamtlänge, mit einem Drahtdurchmesser von etwa 2 mm Volldraht Kupfer oder Alu – keine Litze.
Die Langform ist die leistungsstärkere Variante, die eine größere Bandbreite abdeckt und auch für tiefere Frequenzen nutzbar ist. Die Länge liegt bei 0,3 bis 0,5 der Wellenlänge der niedrigsten Betriebsfrequenz, etwa ab 3,5 MHz und erfordert eine größere Höhe über Grund für optimale Strahlungseigenschaften. Der Schluckwiderstand liegt bei 300 – 800 Ohm.
Die Langform ist ideal für NVIS Anwendungen und Nahbereichs Kommunikation auf niedrigen Frequenzen, hat die höhere Effizienz und ist die bessere Lösung bei der Langstrecken Kommunikation.
Die Strahlungsverhältnisse hängen in ihrer Funktion und Vielseitigkeit von der Bauweise, den Betriebsfrequenzen und der Installationshöhe ab. Die Strahlungscharakteristik wird durch ihre Neigung und Länge beeinflusst.
Im niedrigen Frequenzbereich – ab 3,5 MHz – neigt die Antenne zur Steilstrahlung, ideal für kurze Strecken über Reflexionen in der Ionosphäre. Im höheren Frequenzbereich zeigt die Antenne eine horizontale Strahlung, wodurch sie besser für DX-Verbindungen geeignet ist.
Die Strahlungseffizienz ist aufgrund des Schluckwiderstandes geringer als bei resonanten Antennen. Etwa die Hälfte der Energie wird in Wärme umgewandelt, wodurch die nutzbare abgestrahlte Leistung reduziert wird, dafür ist die Antenne breitbandig, zuverlässig und für NVIS Anwendungen hervorragend geeignet.
Trotz Effizienzverlust geeignet sie sich für DX-Kommunikation auf höheren Frequenzen. Die Installationshöhe 5 – 10 m über Grund verstärkt die NVIS-Strahlung und ist ideal für lokale und regionale Kommunikation. Eine Höhe über 10 m fördert die richtungsabhängige DX-Strahlung, besonders bei höheren Frequenzen.
Der Schluckwiderstand ist entscheidend für die Funktion und Effizienz der Antenne und dient dazu reflektierte Stehwellen auf der Antenne zu absorbieren und das Stehwellenverhältnis in Bezug auf die Speiseleitung über einen breiten Frequenzbereich gering zu halten. Eine direkte Berechnung erfolgt auf Grundlage der Impedanz Verhältnisse der gewünschten Frequenzbänder. Da die Impedanz der Antenne eine komplexe Funktion, die von Frequenz, Länge der Antenne, des Material, des Bodens und der Geometrie abhängt, liegt dieser etwa zwischen 300 und 800 Ohm. Ein optimaler Wert für viele Anwendungen berechnet mein eigenes Antennenprogramm zu 390 Ohm.
Der Widerstand kann mit jedem guten Antennen Berechnungs- Programm auf den verwendeten Frequenzbereich optimiert werden. Eine Näherung basiert auf der effektiven Impedanz der Antenne
R = (Zmax + Zmin) / 2, wobei höchster und niedrigster Impedanzwert der Antenne im verwendeten Frequenzbereich berücksichtigt wird. Diese Näherung stellt sicher, dass der Schluckwiderstand einen Mittelwert darstellt, der über die gesamte Bandbreite akzeptable Werte liefert.
Kürzere Antennen erfordern einen Widerstand im Bereich von 400 – 600 Ohm, ideal für längere Antennen ist ein Widerstand von 300 – 450 Ohm. Der Widerstand sollte induktionsarm sein, um nicht die Impedanz-Verhältnisse zu verfälschen. Häufig verwendete Materialien sind Kohleschicht- und Metallfilm-Widerstände. Bei größeren Leistungen können mehrere Widerstände parallel oder in Reihe geschaltet werden, um den gewünschten Widerstandswert und die nötige Belastbarkeit zu erreichen.
Die Effektivität der T2FD-Antenne ist bescheiden gering und liegt insbesondere am Abschlusswiderstand, der etwa die Hälfte der HF- Energie in Wärme wandelt. Bei niederen Frequenzen – 3,5 MHz – ist der Gewinn bei – 3 bis – 6 dB im Vergleich zu einem resonanten Dipol. Bei mittlerer Frequenz – 7 MHz – ist der Gewinn etwas höher und liegt typischerweise bei – 2 bis – 4 dB. Bei hohen Frequenzen – 14 MHz und höher – nähert sich der Gewinn dem eines Dipols an, liegt aber immer noch darunter, etwa bei – 1 bis – 3 dB.
Einfluss auf den Gewinn haben die Installationshöhe, der Neigungswinkel und der Schluckwiderstand. Eine größere Höhe über Grund verbessert die Effizienz und den Gewinn, insbesondere bei höheren Frequenzen. Der Winkel der Antenne gegen die Horizontale beeinflusst das Strahlungsdiagramm und damit auch den Gewinn in bestimmten Richtungen.
Die Speisung erfolgt sinnvoller Weise mit einer verlustarmen 500 bis 600 Ohm Zweidrahtleitung. Zur Symmetrierung kann die Methode nach dl3lh oder ein PUT aus verzwirbelten Kupferlackdrähten Anwendung finden – siehe Beitrag von HB9AWJ.
Die T2FD-Antenne ist keine Hochgewinn-Antenne, sondern eine breitbandige und vielseitige Lösung, die für Anwendungen wie Notfunk, MIMO, Amateurfunk, militärische Kommunikation und moderne Digitaltechnik geeignet ist. Der Vorteil liegt in der Breitbandigkeit, der einfachen Anpassung und nicht im maximalen Gewinn.
Dr. Walter Schau, DL3LH
