13cm Antennenkoppler

z.B. für einen 3-fach Helix Feed für QO-100

wer eine gut ausgestattete Werkstatt hat kann die Spenglerarbeiten zum Bau eines Antennenkopplers selbst ausführen. In diesem Frequenzbereich verschmelzen Elektronik und Mechanik.

Ich habe einen Koppler für drei 13cm Antennen gebaut, hier der Bericht dazu, welcher für jeden anderen Koppler sinngemäß ebenfalls gilt:

Impedanz:

ein Lamda/4 Koppler muss die Eingangsimpedanz von 50 Ohm auf die Ausgangsimpedanz der Antennen transformieren. Dazu muss er eine eigene ganz bestimmte Impedanz haben. Diese berechnet man nach der Formel:

Z0 = √(Zin * Zout)

Zin ... Impedanz der Speiseleitung (50 Ohm)
Zout ... Impedanz der parallelschaltung aller angeschlossenen Antennen
Z0 ... gesuchte Impedanz des Kopplers

Ich möchte 3 Antennen zusammenschalten, daher lautet die Rechnung: Z0 = √(50 * (50/3)) = 28,9 Ohm

Man könnte so einen Koppler sogar aus Koaxkabel herstellen, da zwei parallele 50 Ohm Kabel auf 25 Ohm kommen, was schon sehr nahe dem benötigten Wert von 28,9 Ohm ist.

Abmessungen:

die Abmessungen des Kopplers berechnet man am besten mit einem Programm. Ideal dafür ist das Freeware Programm appCAD.

           

Grundeinstellungen:

    "Air", weil im Koppler üblicherweise Luft ist.
    "Frequenz" ... hier die gewünschte Frequenz eingeben.
    "Length Units" auf mm stellen.

D1 ... Innendurchmesser des Koppler-Rohres (alternativ bietet appCAD auch die Berechnung für quadratische Außengehäuse). Ich habe ein Rohr mit 20mm Innendurchmesser und 30mm Außendurchmesser verwendet, also ist D1 = 20mm.

L ... die Länge des Kopplers (des Innenteils) bestimmt die Frequenz. Man gibt eine Länge ein und klickt "Calculate Z0". Dann muss "Elect Length" genau 90 Grad sein. Man ändert L solange bis 90 Grad angezeigt werden, in einem Fall für 2,4 GHz sind das 31,2mm. Das ist die Länge des Innenrohrs. Das Außenrohr (Gehäuse) wird üblicherweise etwas länger sein.

D2 ... Außendurchmesser des Innenrohrs. Dieser bestimmt die Impedanz. Man ändert diesen Wert solange und klickt "Calculate Z0" bis das oben berechnete Z0 angezeigt wird.

Zu notieren sind die Werte D1, D2 und L. Damit kann der Koppler aufgebaut werden.

Abmessungen:

obige Berechnung erlaubt es die Abmessungen frei zu wählen. Die Rechnung stellt lediglich die Verhältnisse von Außenrohr zu Innenrohr dar.

Aber ganz so frei kann man doch nicht wählen wie ich mühsam lernen musste. Zunächst hatte ich die Abmessungen so gewählt, dass man N-Flanschstecker bequem anschrauben kann (Innenrohr: 25mm). Dazu wurde der Koppler relativ groß und hat überhaupt nicht funktioniert. DD1US und DH5RAE gaben mir den entscheidenden Hinweis, dass ein Koppler die Funktion verliert wenn die Abmessungen im Verhältnis zur Frequenz zu groß werden.

Daraufhin habe ich die N-Stecker Flansche abgesägt und damit viel Platz gespart. Das Innenrohr hat jetzt nur mehr 12,35mm und der Koppler funktioniert einwandfrei.

Aufbau:

in ein Messingrohr AD=30mm, ID=20mm wurden drei Bohrungen für runde N-Stecker gefräst.
die N-Stecker sind hier bereits eingepresst, daneben sieht man den Stecker für die Speisung und das Innenrohr, auf 31,2mm abgelängt.
das Innenrohr wurd auf den Stecker aufgelötet und in den Koppler geschoben und angeschraubt
die drei Antennenstecker sind mit kurzen Drähten mit dem Innenrohr verbunden