Anpassung von Yagi und HB9CV - Gamma Match oder....

[Funkey]

Ich plane gerade den Bau einer HB9CV für CB und den eines 5-Elemente-Yagi (ein Yagi für Freenet und eines für PMR). Da es um die grundsätzlichen Fragen der Anpassung geht und daher für CB-Funk von gleichem Interesse ist (und dieses CB-Forum hier besser frequentiert ist), stelle ich die Frage hier:
Durch Webrecherche erfuhr ich, dass weder eine HB9CV noch ein Yagi mit der nötigen Impedanz von 50 Ohm daher kommen, sondern mit 30 bis 36 Ohm.
Hier https://www.qsl.net/kd2bd/impedance_matching.html wurde diskutiert, dass man die 50-Ohm-Anpassung beim Yagi entweder dadurch erhält, dass man die Strahlerlänge erhöhen kann, sodass die Antenneresonanzfrequenz absinkt und zugleich eine Parallelkapazität zum Strahler einfügen kann, wodurch sich eine Anpassung auf annähernd 50 Ohm ergibt. Bei Verkürzung der Strahlerlänge wird eine Induktivität zur Kompensation benötigt. Aber die Antenne bleibt eben nicht wirklich auf der Soll-Resonanzfrequenz, sodass der Wirkungsgrad sich verschlechtert. – Zusätzlich zu der Kompensation muss auch noch ein BALUN verwirklicht werden, um Mantelwellen auf der Speiseleitung zu vermeiden.

Alternativ las ich, dass man mit einem Gamma Match die nötige Impedanztransformation auf 50 Ohm erreichen kann. Aber der Gamma Match erhöht den induktiven Anteil, der dann durch einen Kondensator kompensiert werden sollte. Außerdem hat der Gamma Match gegenüber der oben beschriebenen Kompensation den Vorteil, dass die Resonanzfrequenz der Antenne im Optimum bleibt. Zusätzlich wirkt der Gamma Match aber zugleich noch als BALUN, sodass ein separater BALUN entfällt. Der Gamma Match ist aber anscheinend nicht so leicht zu berechnen, denn während ich für die Berechnung der YAGI (und auch einer HB9CV) beste Online-Rechner fand: https://www.changpuak.ch/electronics/ya ... ntenna.php sah ich keine Berechnung für einen Gamma Match.

Bei der HB9CV erfolgt die Einspeisung meist über einen Gamma Match welcher über einen einige zehn Picofarad großen Kondensator mit der Speiseleitung verbunden ist. Der Gamma Match wird also anscheinend auch hier durch den Kondensator kompensiert. Hier fand ich u.a. folgenden Beitrag: https://www.qsl.net/dk7zb/Download/hb9cv.pdf

Zur Berechnung eines Gamma Match fand ich dann endlich dies hier: https://dw1zws.com/building-the-gamma-m ... ents-yagi/ und diesen Beitrag: https://dw1zws.com/building-the-gamma-m ... ents-yagi/ und hier für 5-Elemente-Yagi: https://dw1zws.com/building-the-gamma-m ... -yagi-uhf/
Interessant ist auch dieser Beitrag: https://dk7zb.darc.de/5-el-2m/5+6-Ele/5+6-El-2m.htm in dem es aber auch um die Anpassung von gestockten Yagis geht.


Frage in die Runde:
Welche Anpassung verwendet ihr, um eine HB9CV oder ein YAGI an eine 50 Ohm-Leitung anzuschließen, ohne dass die Antenne dazu verstimmt werden muss, wie oben beschrieben?
Falls Ihr einen Gamma Match verwendet, wie habt ihr den berechnet?
Welche andere, einfache Methode gibt es, eine Anpassung zu erreichen?

[lonee]

Die HB9CV ist gewissermaßen eine Art "Sonderfall", weil hier beide Elemente erregt werden.
Insofern kommt da nur die Phasenleitung und zur Kompensation der Kondensator zum Einsatz.
Den Kondensator kannst Du aber beruhigt aus einem Stück Koaxkabel machen, denn die kleinen C´s fliegen Dir bei ein bisschen Leistung gleich um die Ohren.
Bei der Yagi kommt es ganz darauf an, wie Du Dein Erregerelement aufbaust.
Beim Gammamatch brauchst du nur den gestreckten Strahler mit Masseverbindung zum Boom in der Mitte des Erregers.
und dann so umsetzen: http://dx-antennas.com/Gamma_match.htm

Bei einem Quadelement als Erreger (Sogenannte Quagi) klemmst Du eine 75 Ohm Lambda 1/4 x VK Transformationsleitung zwischen Speisekabel und Erreger. (So bekommt der TRX immer ein passendes SWR "zu sehen")
Solltest Du das Quadelement aus Alurohr machen, geht hier auch ein Gamamatch.
Bei einem Faltdipol macht man die Transformation mittels einer Lambda halbe Umwegleitung, um auf 50 Ohm zu kommen.
Der Faltdipol macht die Antenne auch etwas breitbandiger.
Oder man macht es nach F9FT, mit Lambda 1/4 Sperrtopf über dem Speisekabel und gestrecktem Dipol.

Wenn Du innerhalb der Stadt, mit vielen Störsignalen Betrieb machst, schaut Dir mal die Konstruktionen unter dem Stichwort "lfa yagi" an.
Diese sind etwas unempfindlicher gegenüber Störungen. Was die Leistungsfähigkeit dieser Antennen betrifft, kann ich allerdings nichts beitragen. Habe noch keine ausprobiert.

[DH2PA]

Yagiantennen kann man nach verschiedenen Kriterien optimieren:

-Gewinn
-Strahlungsdiagramm (Nebenzipfel)
-Eingangswiderstand
-Empfindlichkeit gegen Metall oder andere Antennen in der Nähe
-Vor-/ Rückverhältnis
-Konstruktionsaufwand

Dummerweise hat die Optimierung eines dieser Kriterien meist die Verschlechterung eines anderen Kriteriums zur Folge. Ähnlich verhält es sich auch mit Verbrennungsmotoren, dort natürlich mit anderen Kriterien.

Eine Gewinnoptimierte Yagi kann keinen Eingangswiderstand von 50 Ohm haben, weshalb man die Anpassung in Kauf nimmt, weil der Gewinn auf der „will haben Liste“ ja ganz oben steht.

Die Gamma-Match funktioniert vom Prinzip her gut, passt dir aber auch jeden Mist an d.H. bei einem Fehler in der selbstgebauten Antenne fällt dir das bei der SWR Messung nicht zwingend auf, weil die Gamma-Match das wieder Anpasst, den verlorenen Wirkungsgrad aber nicht wieder herstellen kann. Hier ist die DK7ZB-Anpassung klar im Vorteil.

Patrick -DH2PA-

[Funkey]

Vielen herzlichen Dank für die hilfreichen Antworten hier. Ich war allerdings außer Haus und kann erst jetzt antworten:

Nachdem ich die Antworten hier gelesen habe und auch noch weiter im Web gesucht habe, glaube ich, dass die hier
https://dk7zb.darc.de/5-el-2m/5+6-Ele/5+6-El-2m.htm vorgeschlagenen Lösungen am tragfähigsten und effizientesten sind.

Die Gründe:

• Die Antennen sind aufgrund der Lage der Direktoren bereits auf 50 Ohm optimiert.

• Die gleichzeitige Optimierung auf 50 Ohm und maximalen Gewinn finde ich erfolgversprechend + sinnvoll.

• Die Antennen benötigen daher lediglich eine BALUN-Anpassung, die leicht durch eine Luftspule aus Koax-Leitung hergestellt werden kann.

• Der Tipp zur Messung der Spulen-Resonanz im o.g. Text ist sehr hilfreich: 50 Ohm an einem Spulenende und das andere an den NanoVNA. Endlich eine gute Kontrolle auch für meine T2LT-Antenne im CB-Band!

• Die Montage für Portabel-Betrieb mit "Kopp-Klemmschellen für Kabelrohr", aufgesteckt auf den Boom finde ich klasse!

Nun bleiben mir noch zwei Aufgaben:

• Wie berechne ich die in der o.g. für das 2m Amateurband konstruierten Antennen um auf Freenet 149 MHz und auf 446 PMR-Band? Oder wo finde ich die passenden Formeln, die bei der Berechnung die Optimierung nutzen, die der Autor dk7zb angewendet hat?

• Wie stelle ich den möglichst korrosionsfreien Kontakt zwischen Koax-Leitung und Aluminium-Dipol her?

Für die zweite Aufgabe habe ich mir gedacht: Die Antenne baue ich ohne Anschlussbuchse mit fest angebrachter Zuleitung auf, allerdings mit Lötstelle zur BALUN-Spule, damit ich die Zuleitung bei Beschädigung austauschen kann, ohne auch die Spule neu machen zu müssen. Zudem ergibt sich so die Möglichkeit, die vom Autor empfohlene Verbindung zwischen Schirm und Boom an dieser Stelle herzustellen.
Also haben wir insgesamt drei elektrische Verbindungen zu Aluminiumrohr vorzunehmen.
Edelstahlschrauben nützen nicht so viel, wie meist angenommen, da die elektrochemische Differenz ca. 1,1V beträgt. Aber wenn ich die Schraube unter Verwendung von Polfett einschraube, sodass das Fett Feuchtigkeit und Luftsauerstoff fern hält, müsste eigentlich Korrosion zumindest drastisch verlangsamt ablaufen. (Kupferleitpaste wäre eher kontraproduktiv, da das Spannungsgefälle da noch größer wäre. Unter die Edelstahlschraube würde ich zwei Zahnscheiben und dazwischen eine Lötöse legen.
Was haltet ihr von dieser Kontaktierung?

[Funkey]

Ach ja, ich wollte noch darauf hin weisen, dass gerade unter Antennenselbstbau-Amateuren der Gamma-Match beliebt ist. Er mag zwar bequem sein, aber gemäß den kompetent wirkenden Aussagen im Beitrag https://dk7zb.darc.de/5-el-2m/5+6-Ele/5+6-El-2m.htm lese ich, dass der GammaMatch

• zur Impedanzanpassung

• zum Abgleich des SWR

benutzt wird, aber auch

• die Resonanzfrequenz der Antenne verschiebt

• die Richtwirkung negativ beeinflusst

• und den Antennenwirkungsgrad / Strahlungswiderstand verschlechtert

und so letztlich die mühsam aufgebaute Antenne nicht das leisten wird, was sie könnte.

Deshalb und wegen der anderen Punkte favorisiere ich jetzt diese Dimensionierung.