J-Antenne für den CB-Funk

Bei der J-Antenne handelt es sich um einen endgespeisten Halbwellendipol mit einem Stub aus Koaxialkabel zur Anpassung der Impedanz.

Eine wirklich gute und anschauliche Erklärung über die Hintergründe findet man z.B. auf http://mosers-on-tour.net/hb9lcd/antennen/halbwellen-antenne/

Dort sind auch schon die Berechnungen für das 10 m, 20 m, 40 m und 80 m Band aufgeführt, jedoch nicht für das im CB-Funk verwendete 11 m Band. Die Erklärungen sind aber mehr als ausreichend um die Berechnungen selbst durchführen zu können.

Als kleine Besonderheit möchte, ich die Möglichkeit vorsehen die Antenne Abstimmen zu können ohne sie dafür immer wieder komplett ab und wieder aufbauen zu müssen. Die Abstimmung über das obere Ende des Strahlers kommt daher nicht infrage. Stattdessen möchte ich am unteren Ende des Strahlers eine Möglichkeit zum Abstimmen verschieben des Verhältnisses zwischen Strahler zu Impedanzanpassungsstrecke durch Verschieben der Abschirmung schaffen.
Ich setze dazu das Geflecht des Koaxialkabels ein, alternativ kann aber auch der Strahler mit starrem Kabel umwickelt werden und die dann entstandene Spirale gedehnt oder gestaucht werden.
Diese Konstruktion hat den Vorteil das sie Wasserdicht gebaut werden kann.

Berechnung und Material

Zur Berechnung habe ich eine Tabelle erstellt mit deren Hilfe man auch leicht die Längen für andere Frequenzberiche berechnen kann.

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1PR8hbmRVXcWiWO10jyWZM6scitlt9LQ-9xGMh0T07co/edit#gid=0

Daraus ergeben sich für das in Deutschland erlaubte CB-Funk-Band mit 80 Kanälen und einem Frequenzbereich von 26,565 MHz bis 27,405 MHz folgende Längen:

Transformationsleitung1,467 m
Anpasstrecke0,233 m
Summe1,700 m
Stub0,249 m
Strahler5,087 m
Notwendige Kabelabschnitte
A – Anschlussleitung
B – Stub
C – Transformationsleitung mit Anpassstrecke
D – Strahler

Für Transformationsleitung und Anpassstrecke so wie für den Stub wird 50 Ohm RG 58 Kabel verwendet welches mit einem Verkürzungsfaktor von 0,66 berücksichtigt wurde.
Für den Strahler kommt eine PVC ummantelte Steuerlitze „H05V-K“ mit 1 mm² zum Einsatz (Verkürzungsfaktor 0,93)
Die Anschlussleitung ist ebenfalls 50 Ohm RG 58 Kabel. Die Genaue länge dieses Kabelstücks ist nicht wichtig. Bei mir ist es ca. 2 m Lang und mit einer BNC-Kupplung versehen da sie primär für mein Handfunkgerät gedacht ist welches über einen BNC-Antennenanschluss verfügt. Es kann aber auch der übliche PL-Anschluss verwendet werden.
Generell empfehle ich den Stub zunächst min. 1,5 cm, die Transformationsleitung ca. 1 cm und den Strahler 5 cm länger abzumessen um genügend Reserven während des Lötens zu haben.

Fertigung:

Stub:
Als Erstes habe ich den das Ende des Stubs kurzgeschlossen, indem ich Innenleiter und Mantelgeflecht miteinander verlötet habe und es anschließend mit Schrumpfschlauch isoliert habe.
Als Schrumpfschlauch empfehle ich generell Schrumpfschlauch mit Innenkleber da dieser eine wirklich wasserdichte Isolierung ermöglicht.

Lötverbindung – Stub, Transformationsleitung und Anschlusskabel:
Nun habe ich die Innenleiter des Stubs, der Transformationsleitung und der Anschlussleitung verlötet.

Anschließend wurde die Lötstelle mit Schrumpfschlauch (über die Transformationsleitung schieben) isoliert und die Mantelgeflechte miteinander verlötet. Hierbei ist es Hilfreich den darunterliegenden Schrumpfschlauch nochmals mit Kapton-Klebeband vor der Hitze zu schützen.
Abschließend habe ich zunächst nur die Lötstelle und danach nochmal den ganzen Stub zusammen mit der Anschlussleitung verschrumpft.

Anpasstrecke:
Die Anpassstrecke befindet sich am oberen Ende der Transformationsleitung. Um sie Herzustellen habe ich zunächst von der eben hergestellten Lötverbindung die berechnete Länge (hier 1,467 m) abgemessen und dort die äußere Isolierung des Kabels an 2 stellen mit Ca. 1 cm Abstand angeschnitten.

Vorsicht! – Nicht das Mantelgewebe beschädigen!

Jetzt muss das erste, längere Stück der Isolierung komplett entfernt und das zweite, kurze Stück bis ca. 1 cm vor das Ende des Mantelgewebes geschoben werden.
Als Nächstes wird das verbleibende, offene Ende des Mantelgewebes außen über das Stück Isolierung gelegt und mit Schrumpfschlauch gesichert.
Damit kann das Ende des freiliegenden Mantelgewebes relativ bequem auf der Isolierung des Innenleiters gestaucht und gestraft werden und damit die Antenne angepasst werden.

Strahler:
Um den Strahler zu befestigen wird das Mantelgewebe ca. auf die Hälfte gestaucht, die Isolierung des Innenleiters und des Strahlers auf ca. 1 cm entfernt.
Die feinen Drähte von Strahler und Innenleiter werden nun „ineinander“ gesteckt, miteinander verlötet und mit Schrumpfschlauch isoliert.
Was noch bleibt ist das Abmessen des Strahlers von der Lötstelle bis zum angestrebten Maß von 5,087 m. Diese Stelle wird mit Klebeband, Lackstift oder einem kleinen Kabelbinder markiert. Das verbleibende Stück des Strahlers steht für die Befestigungsschlaufe zur Verfügung.

Durch Vergrößern oder verkleinern der Schlaufe kann die Antenne grob angepasst werden. Die Feinanpassung erfolgt dann über die Einstellstrecke und das Verschieben des Gewebes.
Ich empfehle de Schlaufe erstmal provisorisch, z.B. mittels Kabelbinder zu fixieren und erst nach erfolgter Grobanpassung permanent mit Schrumpfschlauch zu Fixieren.

Reflexionsmessung:

Leider hatte ich noch keine Gelegenheit die Antenne im Betrieb zu testen, stattdessen habe ich eine Reflexionsmessung durchgeführt um zu überprüfen, ob ich die gewünschte Frequenz getroffen habe …

Mit folgenden Formeln wird die Rückflussdämpfung „ar“ zum Vergleich in das erzielte Stehwellenverhältnis „SWR“ umgerechnet.


Dies ergibt ein SWR von Ca. 1,4 was für die Messbedingungen (Kellerraum aus Stahlbeton, Antenne horizontal aufgespannt, …) nicht schlecht ist !

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.