Optimierung eines Dipols

Viele Funkamateure bauen sich, vor allem für Portabelzwecke, einen einfachen Monoband-Kurzwellendipol. Dabei stellt man sich oft die Frage, wie lang jeder Schenkel eigentlich sein soll, damit man auf der Wunschfrequenz das beste SWR hat.

Der Verlauf des SWR ist bildlich dargestellt eine Parabel mit einem Punkt, an dem das SWR in einem bestimmten Frequenzbereich am besten ist. Diesen Punkt möchte man möglichst in der Mitte eines Amateurfunkbandes haben, damit man nicht zusätzlich einen Antennentuner verwenden muss. Vor allem bei den „breiten“ Bändern 80, 20 und 15 Meter möchte man möglichst über die ganze Bandbreite hinweg ohne Anpassungsmaßnahmen arbeiten können. Um hier das Optimum rauszuholen, möchte man das beste SWR in der Mitte des Bandes haben. Nun geht’s aber erstmal tiefer in die Theorie.

Die Schenkellänge hängt in erster Linie von der erwünschten Resonanzfrequenz ab. Die Faustregel, die man für den ersten Schritt befolgen sollte, ist: 300 / Resonanzfrequenz in MHz = Wellenlänge.

Beispiel am 40m Band: 300 / 7,05 MHz = 42,55 Meter Wellenlänge

Die Länge eines jeden Schenkels beträgt Lambda/4 der Wellenlänge.

Beispiel: 42,55 Meter / 4 = 10,64 Meter Schenkellänge

Nach dieser Formel erhält man aber in Normalfall eine Resonanzfrequenz, die erheblich unter der gewünschten Frequenz liegt. Dies liegt am so genannten „Verkürzungsfaktor“.

Der Verkürzungsfaktor ist vereinfacht gesagt ein Prozentsatz, den man von der errechneten Länge des Schenkels abziehen muss, weil der Dipol zahlreichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist und auch auf unterschiedlichste Weise aufgebaut sein kann. Der Verkürzungsfaktor ist vor allem abhängig vom:
– Durchmesser der Strahler (Schenkel)
– Aufbauhöhe über Grund
– Umgebungseinflüsse (Bäume, Häuser, Wände etc.)

Laut einer Faustformel kann man beruhigt erstmal etwa 5% Verkürzungsfaktor ansetzen. In unserem Beispiel sieht das dann so aus:

10,64 Meter * 0,95 = 10,11 Meter Schenkellänge

Wobei 0.95 sinngemäß 100% abzüglich 5% in Multiplikatorform entspricht.

Meist passen die 5% Verkürzungsfaktor aber nicht und die Resonanzfrequenz ist immer noch zu tief.

Mit etwas Rechnerei kann man nun aber den realen Verkürzungsfaktor bestimmen. Mit dem realen Faktor können wir dann die exakte Schenkellänge für unsere Wunschfrequenz ausrechnen.

Wir nehmen Folgendes an:
– Unsere Schenkellänge beträgt 10,11 Meter
– Die Resonanzfrequenz liegt bei 6,55 MHz

Nun setzen wir diese Werte in die folgende Formel ein (Diese Formel ist die Summe aller bisherigen Formeln):

((300 / Frequenz ) / 4 ) * Verkürzungsfaktor = Länge eines Dipolschenkels

((300 / 6.55) / 4 ) * X = 10,11 Meter Schenkellänge

Wir setzen einfach alle Ist-Daten in die Formel ein. Übrig bleibt nur die Variable X, der Verkürzungsfaktor. Mit den Schulmathematischen Kenntnissen löst man die Gleichung nach X auf und erhält somit den tatsächlichen Verkürzungsfaktor. X = 0,88

Nehmen wir Folgendes an:
– Unsere Soll-Frequenz soll 7,05 MHz sein (Mitte 40m-Band)

Mit dem bekannten tatsächlichen Verkürzungsfaktor können wir nun anhand der allgemeinen Formel die optimale Länge unseres Dipolschenkels berechnen:

((300 / 7,05) / 4 * 0,88 = 9,36 Meter Schenkellänge

Nun kürzen wir die Schenkel auf die errechnete Länge. Wenn kein Fehler vorliegt, sollte das beste SWR nun bei der Wunschfrequenz (unser Beispiel 7,05 MHz) liegen.

Wichtig ist, dass man bei den ersten Messungen den Dipol an seinem Bestimmungsort (provisorisch) aufhängt. Wenn man ihn nur mal einfach im Garten aufhängt, nützt dies alles nichts, weil dann wieder die Faktoren, die den Verkürzungsfaktor bestimmen, nicht identisch sind mit denen am zukünftigen Aufbauort. Das Resultat ist ein falscher Verkürzungsfaktor und daraus resultierend eine falsche Schenkellänge.

Wem die Rechnerei nicht liegt, dem kann auch geholfen werden. Ich habe in JavaScript ein kleines Formular geschrieben, in dem man nur seine drei gemessenen Daten (Ist-Länge, Ist-Resonanzfrequenz, Soll-Resonanzfrequenz) eingeben muss. Das Formular berechnet automatisch den Verkürzungsfaktor und die optimale Schenkellänge.

Link zum Formular (öffnet sich in einem neuen Fenster)

Diese Rechnung lässt sich sinngemäß auch für die Längenkorrektur des Strahlers von echten Fullsize Groundplane Antennen für Kurzwelle verwenden, z. B. für 160, 80 und 40m.

TIPP: Drahtenden müssen nicht abgeschnitten werden. Wenn man die nicht benötigte Länge einfach zurückfaltet und eng an den Strahler anliegen lässt, hat dies den gleichen Effekt, aber mit dem Vorteil, das spätere Verlängerungen noch problemlos möglich sind.

73 de DL1NUX