Die als Terminated Tilted Folded Dipole bekannte Antenne (abgewinkelter, abgeschlossener Faltdipol), ist eine vielseitige Kurzwellenantenne mit einigen interessanten Eigenschaften. Hier ist ein detaillierter Überblick:
- Geschichte und Entwicklung:
Die T2FD-Antenne wurde in den 1940er Jahren von der US Navy entwickelt. Der Marineoffizier G.L. Countryman wird oft als Erfinder genannt. Das Ziel war es, eine breitbandige Antenne für militärische Kommunikation zu schaffen. - Grundprinzip:
Die T2FD ist im Wesentlichen ein modifizierter Faltdipol. Sie besteht aus zwei parallelen Leitern, die an den Enden verbunden sind. Ein entscheidender Unterschied zum klassischen Faltdipol ist, dass die T2FD in einem Winkel zur Horizontalen aufgehängt und an einem Ende mit einem Widerstand abgeschlossen wird. - Aufbau:
- Zwei parallele Leiter, typischerweise aus Draht oder Rohr
- Länge: Üblicherweise 1/3 der Wellenlänge der niedrigsten Betriebsfrequenz
- Abstand zwischen den Leitern: Etwa 1-2% der Gesamtlänge
- Neigungswinkel: Typischerweise 20-40 Grad zur Horizontalen
- Abschlusswiderstand: Meist 300-800 Ohm, nicht-induktiv
Inhaltsverzeichnis
Ein Beitrag zur TF2FD von Walter DL3LH
Nach bestandener Prüfung kommt unweigerlich die Frage nach der Antenne. Bis man alle super Empfehlungen der Ömer probiert hat ist es Zeit das Hobby aufzugeben.
Gehen wir von KW aus, denn ohne Antenne geht es nun mal nicht. Also braucht der Newcomer eine Anleitung:
1. Spanne einen Volldraht von 2,5 Quadrat Kupfer oder Alu mit der möglichen Länge, keine Litze, keine Lautsprecherleitung, kein Stahldraht usw. und verwende gute Isolatoren, denn an den Enden ist der Strom Null, dafür aber die HF- Spannung hoch.
2. Je nach baulichen Möglichkeiten verwende eine Zweidrahtleitung mit den bekannten Tomatenspreizern von 12 cm Abstand oder eine Eindraht Leitung aus Kupfer mit mindestens 1.5 Quadrat – keine Litze, keine Lautsprecherleitung, keine Wireman usw.
3. Speise den gespannten Draht mit der Doppelleitung entweder in der Mitte, als Dipol – wenn möglich – oder am Ende ein. Die Länge der Zuleitung bestimmt sich durch die vorhandene Geometrie. Nennen wir den unteren Punkt der Einspeisung E.
4.1. Bei Verwendung einer Hühnerleiter – symmetrisch – und eines asymmetrischen Anpassnetzwerks muss in E. ein Balun oder die Symmetrierung nach DL3LH mit dem Einfügen eines 8 nF spannungsfesten Kondensators in die Masseleitung, verwendet werden.
Alternativ dazu ein Variometer aus russischen Beständen vom Flohmarkt als weitere Möglichkeit die Antennenanlage zu optimieren.
Wird einem Balun der Vorzug gegeben, ist es notwendig, dass für jedes Band ein auf geringste Verluste berechneter eingefügt wird, was für den Profi eine leichte Übung ist, denn es gibt keinen Balun, der für alle Bänder geringe Verluste hat – egal, was die Ömer so erzählen. Dazu müssen allerdings die Impedanzen für alle Betriebsfrequenzen in E. bekannt sein, was ein preiswerter VNA möglich macht – siehe Bericht von HB9AWJ. Rezepte wie Primärinduktivität 4 mal Quelleimpedanz usw. sind völliger Quatsch.
Das einfache LsCp – APN besteht aus einer veränderlichen Längsinduktivität Ls mit einem veränderlichen Kondensator Cp gegen Masse, der wahlweise vor oder hinter die Induktivität schaltbar sein muss Es ist eindeutig in der Abstimmung und verlustarm.
An Stelle einer Rollspule kann auch hier ein Variometer verwendet werden; aus Sicht der Verluste die weitaus bessere Lösung.
4.2. Mit dem Stehwellenmessgerät zwischen Sender und APN kann jetzt die gesamte Antennenanlage auf die Betriebsfrequenz optimal abgestimmt werden, wenn hier VSWR = 1 durch Verändern von Ls und Cp und evtl. des Variometers in E. eingestellt wird. Werkelt im Sender ein automatischer Tuner, muss dieser vorher auf 50 Ohm abgestimmt und diese Einstellung arretiert werden und das für jede Betriebsfrequenz.
4.3. Ob der PUT direkt hinter dem Sender oder direkt hinter dem APN die bessere Lösung ist, kann durch Versuch und Irrtum bestimmt werden. Um das herauszufinden, gilt es den HF-Strom in der Zuleitung zur Antenne mittels HF-Strommesser zu beobachten – ein kleiner Ringkern mit einigen Windungen auf der Sekundärseite, eine Diode, ein niederohmiger Widerstand und ein mA Meter. Die Anordnung mit dem höheren HF- Strom ist die richtige.
4.4. Wird die symmetrische Variante eines LsCp Netzwerkes verwendet, kann die Variante Doppelleitung direkt parallel angeschlossen werden und der Balun entfällt vollständig, während die Eindraht Variante am Koppler Ausgang eine gute Erde erfordert, die auch für den Blitzschutz notwendig ist.
Automatische APN`s – meist asymmetrisch mit Koaxspeisung – können die Abstimmerei vereinfachen, gehören aber immer ins Shack und niemals oben an die Antenne.
Andere, hin gefummelte Anpasnetzwerke mit vielen Induktivitäten und starrer Kopplung sollte nicht nur der Newcomer aus dem Gedächtnis streichen, ebenso „voll symmetrische“ Fehlversuche mit Balun auf der 50 Ohm Seite.
Nicht zu vergessen, der Blitzschutz. Trennen der Antennenanlage von der Station in E. und verbinden der Antennenseite mit mindestens 16 Quadrat Stahl auf einen von der Installations-Erde getrennten Erder. Über den Unsinn mit den Zündkerzen freut sich nur der Händler. Die Erderei kann auch mit einem starken Schütz auf Knopfdruck realisiert werden.
Das ist aber nur die halbe Miete, denn jetzt erfordert die Selbsterklärung unsere volle Aufmerksamkeit, denn die muss vor Inbetriebnahme der Station erstellt und bei der BNetzAgentur eingereicht worden sein.
Hier ist ein erfahrener OM mit mathematischen Kenntnissen oder der Profi, der PEP oder EIRP berechnen kann, gefragt.
Ist alles erledigt, kann gefunkt werden, ob mit A, E oder N.
In Ergänzung meines Beitrages ist mir noch eingefallen:
Bei beengten Platzverhältnissen lohnt es sich mal mit der T2FD zu befassen.
Die Gesamtlänge der Antenne ist nur 14.3 m und kann für alle Bänder verwendet werden.
Die Ausführung ist ähnlich dem eines Faltdipols – siehe mein Beitrag dazu – mit einem Schluckwiderstand, der allerdings HF in Wärme wandelt.
Die T2FD-Antenne wird von den vielen Könnern verachtet, dabei ist sie eine vielseitige Kurzwellenantenne, die Ende der 1940 er Jahre von der United States Navy verwendet wurde.
Trotz des schlechten Rufes hat sie einige Vorteile:
1. Die T2FD ist breitbandig und eignet sich für frequenzagile Systeme wie
Frequenz Hopping, Automatic Link Establishment und Winlink Gateways, die mehrere Bänder scannen.
2. Mit einer einer Doppelleitung von etwa 500 Ohm beliebiger Länge und einem symmetrischen Antennentuner entfällt die ständige Nachstimmerei.
Ohne Tuner ist ein auf die Mittenfrequenz optimierter 1 : 1 Balun oder ein PUT am unteren Ende der Hühnerleiter erforderlich, den Rest macht der Automatik Tuner.
3. Die T2FD kann horizontal oder als Invertiertet Vee aufgespannt werden.
4. Der Schluckwiderstand von 400 Ohm mit möglichst geringer Induktivität liegt in der Mitte der Schleife gegenüber der mittigen Einspeisung und verschluckt etwa die Hälfte der HF Leistung. Dafür kann man aber ungezwungen am Amateurfunk teilnehmen.
5. Die T2FD-Antenne ist breitbandig, für alle Bänder nutzbar, ist einfach zu konstruieren und trotz der Ablehnung für bestimmte Anwendungen super geeignet.
Im Vergleich mit einer Antenne, die mit einem 1 : 64 Blöd Balun betrieben wird, der auch etwa 6 bis 10 dB Verlust hat, schmalbandig ist und einen Tuner erfordert, ist die T2FD bestimmt die bessere Wahl.
Das Problem ist einen Schluckwiderstand von 400 Ohm passender Leistung zu besorgen, wenn mit Kotz Leistung gesendet wird. Nur für die neue Klasse N und die digitalen Betriebsarten FT4, 8 bestimmt eine Überlegung wert.
Dr. Walter Schau, DL3LH
Funktionsweise:
Der Abschlusswiderstand sorgt dafür, dass die Antenne über einen breiten Frequenzbereich eine relativ konstante Impedanz aufweist. Dies ermöglicht den Breitbandbetrieb ohne Anpassnetzwerk. Die Neigung reduziert den Einfluss des Bodens und verbessert die Abstrahlung in verschiedenen Winkeln.
Vorteile:
- Breitbandigkeit: Kann typischerweise über einen Frequenzbereich von 2:1 bis 10:1 genutzt werden
- Gute Anpassung: SWR bleibt über den Nutzungsbereich relativ niedrig
- Omnidirektionales Abstrahlverhalten in der Horizontalebene
- Relativ unempfindlich gegenüber Umgebungseinflüssen
- Kompakte Bauweise im Vergleich zu anderen Breitbandantennen
Nachteile:
- Geringerer Wirkungsgrad als resonante Antennen, besonders bei den unteren Frequenzen
- Der Abschlusswiderstand wandelt einen Teil der Sendeleistung in Wärme um
- Komplexerer Aufbau als einfache Dipole
Anwendungsbereiche:
- Militärische Kommunikation
- Amateurfunk, besonders für Kurzwellenoperatoren, die viele Bänder nutzen möchten
- Empfangsantennen für Kurzwellen-Rundfunk
- Notfunk und portable Stationen
Varianten und Modifikationen:
Es gibt verschiedene Varianten der T2FD, die auf spezielle Anwendungen oder Frequenzbereiche optimiert sind. Einige Amateure experimentieren mit der Antennengeometrie, dem Abschlusswiderstand oder zusätzlichen Elementen, um die Leistung für bestimmte Zwecke zu verbessern.
Praktische Überlegungen:
- Die Antenne sollte möglichst hoch und frei aufgehängt werden
- Der Abschlusswiderstand muss die auftretende Leistung verkraften können
- Ein Balun am Speisepunkt kann hilfreich sein, um unsymmetrische Koaxialkabel anzuschließen
- Die Gesamtlänge und der Abstand der Leiter beeinflussen die Bandbreite und Impedanz
Leistung und Effizienz:
Die T2FD bietet einen Kompromiss zwischen Breitbandigkeit und Effizienz. Während sie nicht so effizient ist wie eine resonante Antenne auf ihrer spezifischen Frequenz, ermöglicht sie den Betrieb über einen weiten Frequenzbereich ohne Anpassnetzwerk. Dies macht sie besonders nützlich in Situationen, wo Flexibilität wichtiger ist als maximale Effizienz.
Dieser Bericht gibt einen umfassenden Überblick über die T2FD-Antenne. Wenn Sie weitere Details zu bestimmten Aspekten wünschen oder Fragen haben, lassen Sie es mich wissen. Ich kann gerne spezifische Punkte vertiefen oder zusätzliche Informationen bereitstellen.
Zusammenfassung / Infos
Das größte Problem für Funkamateure beim Eigenbau ist der Abschlusswiderstand. Der muss einerseits gute Hochfrequenzeigenschaften haben, andererseits muss er schon bei einem 100-W-Sender für mindestens 30 W Verlustleistung ausgelegt werden – handelsübliche Bauelemente erfüllen diese Forderungen nur selten.
- Üblich sind hier 390 Ω bei 50 W
- Gesamtlänge 1/3 oder 1/2 der längsten Wellenlänge
- Abstand der beiden Drähte 1/100 der Wellenlänge durch nicht leitende Spreizer
- zwei Abstandhalter an den äußeren Enden, die die Drahthälften auf Abstand halten und eine Befestigung mit je einem Seil zulassen
- eingespeist in der Mitte des unteren Drahts mit einer Impedanz von rund 300 Ω symmetrisch, meist durch einen Balun 6:1 mit einem üblichen 50 Ω Koaxialkabel.
- In dem oberen Draht befindet sich ein induktionsarmer Abschlusswiderstand, der ca. 1/3 der Sendeleistung sicher absorbieren können muss. Üblich sind hier 390 Ω bei 50 W. Für reine Empfangsantennen ist die Leistung irrelevant.
- Für eine gute Rundumstrahlung wird die T2FD in einem Winkel von 20° bis 40° schräg heruntergespannt.
Quelle: wikipedia.de
Als Schluckwiderstand könnte man folgende günstige Variante testen:
2 Stück parallel -Widerstand für Durchsteckmontage, 680 ohm, MPT Series, 100 W, ± 5%, TO-247, 700 V
(die Widerstände brauchen eine gute passive Kühlung – sollte diese nicht ausreichen sind die Widerstände nicht dafür geeignet)
https://de.farnell.com/cgs-te-connectivity/mpt100c680rj/dickschichtwiderstand-680r-100w/dp/3350992
Wer gute Erfahrung mit einer Sorte gemacht hat, darf mir das gerne mal mitteilen.
Antennenprojekt T2FD von DL6OAA
Umfassender Bericht von Gerald Schuler DL3KGS / DU1GS
Die Versionen mit 10 m. Länge und 25 m. Länge https://www.amateurfunkpraxis.de/t2fd.html