FD4 - Windom - Langdraht - Amateurfunk by DL2FBO

Geschichte

Diese Antenne wurde von dem amerikanischen Funkamateur Loren G. Windom – W8GZ in der Septemberausgabe 1929 der QST vorgestellt.

Er war auf der Suche nach einer Möglichkeit, eine einzige Antenne für alle Bereiche zu schaffen,
Windom führte einige Experimente durch und entdeckte, dass wenn der Speisepunkt
des Dipols verschoben wird, die Amplitude der Ströme für die verschiedenen Bänder so war,
dass die Möglichkeit einer Resonanz auf den geraden Oberwellen bestand; es gibt nämlich einen Punkt auf dem Leiter, an dem die Ströme, entsprechend den geraden HF-Oberschwingungen harmonischen oder ähnliche Werte haben.

Windom legte den Speisepunkt auf 36 % der Länge fest, um die für die damaligen Sender erforderliche Impedanz zu finden.

Die Firma Fritzel hat diese Antenne weiter entwickelt und vertreibt diese unter dem Namen FD-4.

FD = Fritzel Dipol

FD-4 gehört zu den bekanntesten „Langdrahtantennen“ für die Kurzwelle.

Sie ist für die folgenden Amateurfunkbänder geeignet (RX und TX) :

Ohne optionalen Antennentuner ermöglicht die Windom bei optimaler Montage etwa 4,7 MHz für RX/TX und mit Antennentuner rund 15 MHz, wobei auch Frequenzen außerhalb der Amateurfunkfrequenzbereiche erfasst werden. Für reine Empfangszwecke sind rund 100 kHz bis 30 MHz möglich.

Wie bei Windom Antennen üblich, sind die beiden Drähte unterschiedlich lang. Bei der Windom sind das:

1x 13,8 Meter und 1x 27,7 Meter

Als Balun kommt ein AMA 1:6 zum Einsatz. Je nach Montage / Aufbau empfiehlt sich ein optionaler Antennentuner.

Die Antenne kann fertig erworben werden oder selbst gebaut werden.

Die FD4-Antenne, auch bekannt als Windom-Antenne, ist eine beliebte Multibanddrahtantenne. Sie zeichnet sich durch ihre breitbandige Funktionalität und einfache Installation aus. In diesem Bericht werden wir die technischen Merkmale, den Aufbau, die Installation, die Leistung und die Anwendungsbereiche der Windom-Antenne behandeln.

Technische Merkmale:

Die Windom-Antenne ist eine asymmetrische Multibanddrahtantenne, die für den Einsatz auf verschiedenen Amateurfunkbändern ausgelegt ist. Die Antenne besteht aus einem zentralen Speisepunkt und zwei abgestimmten Drähten, die in gegenüberliegende Richtungen abzweigen. Die Längenverhältnisse der Drähte sind speziell abgestimmt, um auf mehreren Bändern effizient zu arbeiten.

Aufbau und Konstruktion:

Die Windom-Antenne besteht aus einem symmetrischen Antennenelement und einem Koaxialkabel, das mit dem zentralen Speisepunkt verbunden ist. Das Antennenelement ist in der Regel als offener Dipol ausgeführt, bei dem zwei Drähte eine bestimmte Länge haben und von einem zentralen Punkt ausgehen. Diese Drähte sind abgestimmt, um Resonanz auf den gewünschten Bändern zu erzielen.

Das Koaxialkabel, das mit dem Speisepunkt verbunden ist, führt zu einem Unun-Übergang (1:4 oder 1:6 Balun), der das asymmetrische Signal aus dem Koaxialkabel in ein symmetrisches Signal für die Antenne umwandelt.

Installation:

Die Installation der Windom-Antenne ist vergleichsweise einfach. Die Drähte werden in einer horizontalen oder leicht geneigten Position angebracht, idealerweise in einem möglichst großen Bereich, um die Leistung zu optimieren. Eine geeignete Montagehöhe über dem Boden ist wichtig, um eine gute Strahlungscharakteristik zu gewährleisten.

Leistung und Funktionalität:

Die Windom-Antenne bietet breitbandige Leistung auf mehreren Amateurfunkbändern. Durch die geschickte Längenabstimmung der Drähte sind hohe Effizienz und geringe SWR (Stehwellenverhältnis) möglich. Die Antenne ermöglicht den Betrieb auf Frequenzen von 80 Metern bis zu 10 Metern und deckt somit einen großen Frequenzbereich ab. Die Abstrahlcharakteristik ist typischerweise mehrfach gerichtet, was bedeutet, dass sie auf verschiedenen Frequenzen unterschiedliche Strahlungsmuster hat.

Anwendungsbereiche:

Die Windom-Antenne ist bei Funkamateure, insbesondere für diejenigen, die an mehreren Frequenzen aktiv sein möchten, aber begrenzten Platz für Antennen haben. Sie eignet sich gut für den Einsatz in Situationen, in denen Platzmangel oder Einschränkungen hinsichtlich der Antennenhöhe bestehen. Die breitbandige Abstimmung macht sie besonders flexibel für den Betrieb auf verschiedenen Kurzwellenbändern.

Fazit:

Die Windom-Antenne ist eine vielseitige Multibanddrahtantenne, die in der Amateurfunkgemeinschaft für ihre breitbandige Leistung und einfache Installation geschätzt wird. Sie ermöglicht den Funkbetrieb auf mehreren Frequenzbändern und ist eine gute Wahl für Funkamateure mit begrenztem Platz oder spezifischen Anforderungen an breitbandige Kommunikation.

Berechnung der Antenne

Die Berechnung einer Windom-Antenne beinhaltet die Ermittlung der Drahtlängen für die verschiedenen Bänder, auf denen Sie die Antenne betreiben möchten. Es gibt keine festen Längen, da sie von den gewünschten Frequenzen abhängen und von den spezifischen Resonanzpunkten auf diesen Frequenzen.

Hier sind die allgemeinen Schritte, um die Drahtlängen für die Windom-Antenne zu berechnen:

Bestimmen Sie die Frequenzen: Entscheiden Sie, auf welchen Amateurfunkbändern (z. B. 80m, 40m, 20m, 10m) Sie die Antenne nutzen möchten.
Berechnen Sie die Drahtlängen für die Halbwellenresonanz auf jeder Frequenz: Die Länge eines halben Wellendrahts für eine bestimmte Frequenz (in Metern) beträgt etwa 142,5 / Frequenz (in Megahertz). Das ergibt die halbe Wellenlänge (Länge für eine Viertelwelle, wenn Sie beide Seiten des Dipols zählen). Multiplizieren Sie dies mit 0,95, um die Länge des Drahts für einen Dipol zu erhalten.
Berücksichtigen Sie den Aufbau der Windom-Antenne: Die Windom-Antenne ist asymmetrisch, weshalb Sie die Drahtlängen entsprechend anpassen müssen. Die Längen der zwei Zweige der Antenne sollten unterschiedlich sein, um Mehrbandbetrieb zu ermöglichen. Normalerweise sind die Drahtlängen im Verhältnis 2:1.
Korrektur der Drahtlängen für Mehrbandbetrieb: Die Längen der beiden abgehenden Drähte können basierend auf dem gewünschten Mehrbandbetrieb angepasst werden. Diese Anpassungen sind oft durch Erfahrung und Testen optimiert.
Berechnen Sie die Längen für den Speisepunkt und den Übergang zum Koaxialkabel: Der Speisepunkt und der Übergang zum Koaxialkabel können mit einem Balun (1:4 oder 1:6) versehen sein. Die genauen Längen hängen von der verwendeten Balun-Art ab.
Praktisches Testen und Abstimmen: Nach dem Bau der Antenne ist es wichtig, sie praktisch zu testen und ggf. die Drahtlängen anzupassen, um eine optimale Leistung auf den gewünschten Frequenzen zu erzielen.

Es ist ratsam, die Berechnungen mit einer Antennensimulationssoftware zu überprüfen, da diese Ihnen eine genauere Vorstellung von den Drahtlängen und der erwarteten Leistung auf verschiedenen Frequenzen geben kann.

Quelle: https://officinahf.jimdofree.com/antenne-hf-mf/hf-windom-dipolo-asimmetr/

Selber bauen

Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Bauanleitung für den Aufbau einer Windom-Antenne:

Materialien und Werkzeuge:

Kupferdraht (isolierter oder nicht isolierter Draht je nach Präferenz)
Isolatoren für Drahtaufhängung
Koaxialkabel
Unun-Balun (1:4 oder 1:6)
Mast oder Unterstützung für die Drahtaufhängung
Antennenanalysator oder SWR-Messgerät
Werkzeuge (Schneider, Lötstation, Schraubendreher, Isolierband)

Schritt-für-Schritt-Anleitung:

Bestimmen Sie die Frequenzen und Drahtlängen:

Entscheiden Sie, auf welchen Amateurfunkbändern Sie die Antenne nutzen möchten.
Berechnen Sie die Drahtlängen für die Halbwellenresonanz auf diesen Frequenzen (wie im vorherigen Abschnitt beschrieben).

Schneiden Sie den Draht:

Schneiden Sie den Draht in die berechneten Längen für jeden Zweig der Windom-Antenne.

Vorbereitung der Drahtenden:

Entfernen Sie bei bedarfige Isolierung von den Drahtenden.
Befestigen Sie Isolatoren an den Drahtenden, um sie aufzuhängen.

Montieren Sie den Dipol:

Bringen Sie den Draht an einem geeigneten Mast oder einer Aufhängung an. Ziehen Sie ihn in einem Winkel von etwa 45 Grad in zwei Richtungen weg.

Bereiten Sie den Speisepunkt vor:

Bestimmen Sie den zentralen Punkt, an dem die beiden Zweige des Dipoles verbunden werden.
Verbinden Sie das Koaxialkabel mit diesem Punkt.

Befestigen des Baluns (Unun):

Installieren Sie den Unun-Balun an einem geeigneten Punkt, der sich vor dem Übergang zum Koaxialkabel befindet.

Verbinden Sie das Koaxialkabel:

Verbinden Sie das Koaxialkabel mit dem Unun-Balun.
Stellen Sie sicher, dass die Verbindungen fest und isoliert sind.

Montage und Ausrichtung:

Hängen Sie die Antenne mit Hilfe der Isolatoren auf.
Achten Sie darauf, dass die Drahtlängen und Ausrichtungen korrekt sind.

Test und Abstimmung:

Verbinden Sie das Koaxialkabel mit Ihrem Funkgerät.
Nutzen Sie einen Antennenanalysator oder ein SWR-Messgerät, um die Abstimmung auf den gewünschten Frequenzen zu überprüfen.
Passen Sie bei Bedarf die Drahtlängen an und wiederholen Sie den Test, um eine optimale Leistung sicherzustellen.