Mehrband-Doppler-Peiler
Will man einen Amateur-Doppler-Peiler sowohl auf dem 2-m-Band als auch auf dem 70-cm-Band betreiben, dann benötigt man dazu idealerweise zwei komplett getrennte Antennenfelder (inklusive 2 x Antennenumschalter mit 2 x Koax-Kabel und 2 x Antennensteuerkabel). Der Vorteil von getrennten Antennenfeldern ist, daß sie fürs jeweilige Band optimiert werden können. Das heißt, alle Antennenstäbe sind auf beste HF-Empfindlichkeit getrimmt (Länge: λ/4 bzw. λ/2) und der Antennenkreisdurchmesser ist „bestmöglich groß“, was den Doppler-Hub bzw. die Resistenz gegenüber Mehrwelleneinfall/Reflexionen deutlich erhöht.
Zum Bandwechsel muß man allerdings das Antennensteuerkabel und das Koax-Kabel umschalten/umstecken sowie die Frequenz am Empfänger ändern.
Damit die einfallenden Funkwellen möglichst verzerrungsfrei an den jeweiligen Antennen ankommen, macht es Sinn, die beiden Dipol-Antennenfelder eines stationären Mehrband-Doppler-Peilers nicht auf gleicher Höhe zu platzieren, sondern übereinander aufzubauen:
Beispiel aus der Praxis
Peiler auf der Hornisgrinde mit 2 Antennensystemen übereinander: Ein Antennenfeld mit Dipolen für die niedrigen Bänder (20 MHz bis 200 MHz) und eines in einem Radom für die höheren Bänder (200 MHz bis 1,3 GHz):
Hornisgrinde (Bild: © DL5IAF)
Abstand der beiden Antennenträger
Wie man im Zoom-Bild gut erkennen kann: Die Abmessungen der Dipole für das untere Antennenfeld sind für die höchste Frequenz (200 MHz) ausgelegt. Der Abstand der beiden Antennensysteme beträgt ca. zwei Dipol-Längen.
Kompromiss
Man kann auch nur ein Antennenfeld für beide Bänder nutzen:
Bedingung
Wegen Doppeldeutigkeiten ab a > λ/2 muß der Antennenkreisdurchmesser D für das Band mit der höchsten Frequenz ausgelegt werden: hier das 70-cm-Band (siehe Hornisgrinde.)
Bei den Antennenstäben hat man die Wahl: Entweder optimiert man diese fürs 70-cm-Band oder fürs 2-m-Band (mit HF-Empfindlichkeitsverlusten fürs jeweils andere Band).
Um die unvermeidliche Verkopplung der Antennen untereinander zu vermindern und den Peiler für einen großen Frequenzbereich anzupassen, verwenden kommerzielle Anbieter bei hohen Frequenzen u. a. stark verkürzte Dipole mit einer Dachkapazität (Scheibe an der Antennenspitze). Die Empfindlichkeitsverluste der nicht-resonanten Antennen werden mit angepaßten Vorverstärkern ausgeglichen, welche auch die Antennen untereinander entkoppeln.
Es gilt:
Wählt man fürs 70-cm-Band einen „großen“ Antennenabstand von a70cm = λ/3 (siehe Tabelle), dann entspricht dies fürs 2-m-Band einem Abstand von a2m = λ/(3x3) = λ/9! Die Antennen sind für den Betrieb auf dem 2-m-Band also weitaus dichter nebeneinander, als es z. B. mit a2m = λ/4 nötig wäre. Erweitert man den Abstand auf a70cm = λ/2,5, dann ergibt sich a2m = λ/7,5.
Wie auch immer, irgendeinen Kompromiss muß man eingehen...
Vorteile
- Schneller Bandwechsel: kein Umschalten der Kabel nötig!
- Antennenfeld bestmöglich optimierbar fürs 70-cm-Band!
- Nur ein Antennenausleger für 2 Systeme, deshalb weniger Materialaufwand
- Nur ein Antennenumschalter (inklusive Verkabelung) nötig
- Kleinere Abmessungen, somit weniger Windlast
Nachteile
- Weniger HF-Empfindlichkeit bei nicht-resonanten Antennenstäben!
- 3-fach weniger Doppler-Hub bzw. Resistenz gegenüber Mehrwelleneinfall/Reflexionen auf dem 2-m-Band wegen kleinerem Antennenkreisdurchmesser.
Fazit
Einen fürs 70-cm-Band optimierten Amateur-Doppler-Peiler kann man auch auf dem 2-m-Band betreiben. Umgekehrt kann man aber einen fürs 2-m-Band optimierten Peiler (wegen der Bedingung Antennenabstand a < λ/2) NICHT auf dem 70-cm-Band betreiben.
Mehrband-Mobilpeiler
Es gibt mehrere Möglichkeiten ein mobiles Antennenfeld fürs 2-m-Band und fürs 70-cm-Band aufzubauen:
Version 1
4-fach-Peiler mit zwei getrennten Antennenschaltern fürs 2-m-Band / 70-cm-Band
Vorteile
• Nur EINE 4-fach-Peilerelektronik nötig.
• Für das jeweilige Band optimierte Antennenfelder.
Nachteile
• 2 separate Antennenschalter nötig.
• Beim Bandwechsel sind die 2 Steuerkabel zu den Antennenschaltern sowie die 2 Koax-Kabel zum Empfänger umzustecken.
• Geringere Genauigkeit als mit 8 Antennen.
Es wäre auszuprobieren, ob es aus Genauigkeitsgründen nötig ist, die jeweils nicht benutzten Antennenstäbe abzuschrauben.
Version 2
8-fach-Peilerelektronik mit umschaltbarem Antennenschalter (4-fach fürs 2-m-Band oder 8-fach fürs 70-cm-Band)
Vorteile
• Verhältnismäßig sehr großer Antennenkreisdurchmesser fürs 70-cm-Band.
• Beim Bandwechsel ist kein Umstecken der Kabel nötig.
Nachteile
• Leicht reduzierter Antennenkreisdurchmesser fürs 2-m-Band gegenüber der Version 1.
• Umschaltbarer Peiler bzw. umschaltbarer Antennenschalter nötig.
Die vier 2-m-Antennenstäbe können bei bevorzugtem Betrieb im 70-cm-Band gegen kürzere ausgetauscht werden. Vermutlich müssen sie nicht ausgetauscht werden, was man durch eine Messung klären kann – also einfach ausprobieren. Wenn man sie austauscht, dann würde dies der Version 3 entsprechen.
Der 4-fach-Peiler (Version 1 mit D = 73 cm) hat im 2-m-Band nur einen ca. 20 % größeren Durchmesser als der 8-fach-Kombi-Peiler (Version 2 mit D = 60 cm), siehe Abmessungen.
Bei sehr schwachen Signalen im 70-cm-Band können die vier 2-m-Antennen u. U. nicht die nötige HF-Energie aufnehmen, um übers Grundrauschen zu kommen. Ergo, es fehlen 4 „Stützstellen“ (4 Antennen), womit die Antennenabstände zu groß werden und die Peilanzeige ungültig wird.
Die Schaltungsidee für einen umschaltbaren 4-fach-/8-fach-Peiler findet man hier.
Version 3
8-fach-Peiler mit einem Antennenschalter fürs 2-m-Band / 70-cm-Band
Vorteile
• Verhältnismäßig sehr großer Antennenkreisdurchmesser fürs 70-cm-Band und hohe HF-Empfindlichkeit durch angepaßte Antennenstablängen.
• Beim Bandwechsel ist kein Umstecken der Kabel nötig; kein Austausch der Antennenstäbe.
• Doppelt so viele Antennen wie bei einem 4-fach-Peiler verbessern die Genauigkeit.
Nachteile
• Reduzierte HF-Empfindlichkeit auf dem 2-m-Band.
• Leicht reduzierter Antennenkreisdurchmesser fürs 2-m-Band gegenüber der Version 1.
• Eine 8-fach-Peilerelektronik bedeutet mehr Aufwand, als eine für nur 4 Antennen.
Version 4
8-fach-Peiler mit einem Antennenschalter fürs 2-m-Band / 70-cm-Band
Vorteile
• Hohe HF-Empfindlichkeit auf dem 2-m-Band durch angepaßte Antennenstablängen.
• Beim Bandwechsel ist kein Umstecken der Kabel nötig; kein Austausch der Antennenstäbe.
• Doppelt so viele Antennen wie bei einem 4-fach-Peiler verbessern die Genauigkeit.
Nachteile
• Reduzierte HF-Empfindlichkeit auf dem 70-cm-Band.
• Leicht reduzierter Antennenkreisdurchmesser fürs 2-m-Band gegenüber der Version 1.
• Eine 8-fach-Peilerelektronik bedeutet mehr Aufwand, als eine für nur 4 Antennen.
Version 5
4-fach-Peiler mit einem Antennenschalter fürs 2-m-Band / 70-cm-Band (siehe Dualband-Array von PA8W)
Vorteile
• Hohe Empfindlichkeit auf dem 2-m-Band durch angepaßte Antennenstablängen.
• Beim Bandwechsel ist kein Umstecken der Kabel nötig; kein Austausch der Antennenstäbe.
Nachteile
• Reduzierte HF-Empfindlichkeit auf dem 70-cm-Band.
• 3-fach reduzierter Antennenkreisdurchmesser fürs 2-m-Band gegenüber der Version 1, dadurch
- 3-fach reduzierte Genauigkeit fürs 2-m-Band sowie
- 3-fach reduzierter Doppler-Hub fürs 2-m-Band.
Die 2-m-Antennenstäbe können bei bevorzugtem Betrieb im 70-cm-Band gegen kürzere ausgetauscht werden, womit sich die HF-Empfindlichkeitslage „umkehrt“. Der Peiler kann mit diesen Antennenabständen nach wie vor auch im 2-m-Band betrieben werden.
Abmessungen
70-cm-Band: a = λ/4 = 17,2 cm (optimaler Abstand für 4 Antennen)
2-m-Band: a = λ/4 = 51,7 cm (optimaler Abstand für 4 Antennen)
70-cm-Band: D = 24 cm
2-m-Band: D = 73 cm
Antennenabstände für Version 2 bis 4:
2-m-Band: a = λ/9 = 23 cm (etwas weniger als die Hälfte von λ/4)
Antennenkreisdurchmesser für Version 2 bis 4:
70-cm-Band: D = 60 cm
2-m-Band: D = 60 cm
Antennenabstände für Version 5:
70-cm-Band: a = λ/4 = 17,2 cm (optimaler Abstand für 4 Antennen)
2-m-Band: a = λ/12 = 17,2 cm
Antennenkreisdurchmesser (Diagonale) für Version 5:
70-cm-Band: D = 24 cm
2-m-Band: D = 24 cm
Fazit
Das 70-cm-Band bestimmt den maximalen Antennenabstand und somit den Antennenkreisdurchmesser eines Kombi-Peilers. Die Frequenzbänder 70 cm und 2 m liegen um den Faktor 3 auseinander. Deswegen hat ein 2-m-Peiler bei gleichem Antennenkreisdurchmesser einen 3-fach geringeren Doppler-Hub sowie eine 3-fach geringere Genauigkeit.
Das ist Physik und einfach nicht zu „überlisten“!
Selbst die kommerziellen Hersteller können die Physik nicht verbiegen. Außer man erhöht massiv die Anzahl der Antennen und vergrößert so den Antennenkreisdurchmesser. Dies erhöht die Anzahl der „Stützpunkte“ und verbessert so die Genauigkeit bzw. die Unempfindlichkeit gegenüber Reflexionen.
Egal was man wählt: Sobald man NICHT umstecken muß, ist es immer ein Kompromiss.