Ground-Plane-Antennen brauchen eine gute Masse!
Zur Information
Die folgenden Zeichnungen sind in Draufsicht erstellt. Die senkrechten Antennenstäbe erscheinen somit als gelbe Punkte. Alle anderen Farben repräsentieren Massepotential.
Masse
Die Masse einer rotationssymmetrischen Marconi-/Ground-Plane-Antenne kann z. B. aus einem runden Blech (Durchmesser: λ/2) oder aus 4 Radialen (Länge: je λ/4) bestehen.
Für einen Doppler-Peiler mit 4 Einzelantennen ergeben sich folgenden Möglichkeiten der praktischen Umsetzung:
Hier wurde das Prinzip mit den Einzelantennen richtig erkannt und, wie oft bei Amerikanern üblich, „quick & dirty“ mit 4 Saugfüßen auf dem Autodach in die Praxis umgesetzt:
Fügt man die 4 Einzelantennen zu einem Doppler-Peiler-Antennenfeld zusammen, dann ergibt sich folgendes Bild:
Abmessungen
Durchmesser kleines Blech
Durchmesser große Scheibe
3 Varianten sind mechanisch interessant
a) Große Scheibe oder großes Quadrat aus Blech
b) Quadratisches Blech mit 8 Radialen
c) Profilträger mit 8 Radialen
Für Peilfahrten mit dem Auto nutze ich die Version b)
Zeichnung a)
Ein großes Blech deckt massetechnisch alle 4 Antennen gut ab, hat aber (ohne „Entlastungslöcher“) eine ziemliche Windlast. Außerdem ist es vergleichsweise schwer und beim Aufbau aufs Auto (oder bei der Lagerung in der Garage) sperrig!
Zeichnung b)
Jede der 4 Einzelantennen hat für sich betrachtet weitestgehend Rundstrahlcharakteristik. Bei dieser Masseverteilung sind die Peilergebnisse für einen mobilen Doppler-Peiler absolut zufriedenstellend.
Zeichnung c)
Ein zusammengeschraubter Profilträger ist der Version b) ebenbürtig und zudem leichter, nur, wohin mit dem Antennenumschalter?
Zeichnungen d) bis g)
Auf keinen Fall sollte man (aus Kosten-, Aufwands- oder Platzgründen) eine zu kleine Scheibe [Zeichnung d)] verwenden. Gleiches gilt für ein quadratisches Blech [Zeichnung e)] bzw. einen Profilträger [Zeichnungen f) und g)] ohne Radiale!
Diese Versionen findet man leider sehr oft im Internet 😨
Für den „Kreuzträger“ g) steht nur ein Radial pro Antenne zur Verfügung: der Träger selbst! Bei der Version f) sind es immerhin zwei!
Zeichnung e)
Für die Version mit einem Blech ohne Radiale ergibt sich für die 4 Einzelantennen eine sehr ungünstige Masseverteilung! Von Rundstrahlcharakteristik kann bei diesen „Kuchenstückchen“ keine Rede sein, was sich sehr deutlich in den Meßergebnissen niederschlägt.
Die 4 Ground-Plane-Antennen ohne Radiale „holen“ sich ihr „Gegengewicht“ von den Koax-Kabeln oder vom Antennenträger, was hochfrequenztechnisch absolut suboptimal ist! Für ein (Hochfrequenz-Phasen-)Meßgerät, das seine Genauigkeit aus der Position der Antennen (inklusive der Symmetrie bzw. der „Position“ der Masse-Fläche [Koax-Kabel]) bezieht, ist das eine absolute Katastrophe!
Fazit
Das Antennenfeld ist der Sensor eines Doppler-Peilers und somit das wichtigste Element im System! Keine noch so gute Software kann „Schrottwerte“ von einer schlechten Antenne wieder „geradebiegen“. Die HF-gerechte Planung und Ausführung der Antennen ist für den Peilerfolg essentiell!
Für mehr Antennen als 4 Antennen klicke man hier...
Für ein Blechantennenfeld kann man sich beispielsweise im HORNBACH-Baumarkt „Riffelbleche“ aus Aluminium nach Maß abkanten lassen.
4 Saugfüße unterm Blech sorgen für eine stabile Ausrichtung der Antennen.
Ein Spanngurt durch die Fensterscheiben sichert alles zusätzlich ab.
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Profilrahmen nach Variante c)
Thomas hat Aluminium-Vierkantrohre mit Eckwinkel und Lochplatten zu einem stabilen Rahmen verschraubt. Die Radiale bestehen aus Aluminium-Rundstangen, auf die ein Außengewinde geschnitten wurde. Je 2 Löcher für die Radiale durch die Vierkantrohre bohren (1 x mit dem Außendurchmesser, 1 x mit dem Gewindedurchmesser), fertig ist der Profilrahmen.
Die Aufnehmer für die Antennenstäbe kann man mittels 3D-Drucker oder auf einer Drehbank fertigen.
Der Antennenschalter oder der komplette SSSD-Peiler findet in einem vor Spritzwasser und Regen geschützten Kunststoffkoffer in der Mitte des Rahmens Platz.
