Ein Experiment mit einer EH-Antenne für 27 MHz Paket Radio.
Die ersten Testresultate.
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PAKET RADIO TEST
 

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Eine EH-Antenne für 27 MHz Paket-Radio

 

Was ist nun eine EH-Antenne?
Die EH-Antenne basiert sich auf einer Entdeckung von J. H. Poynting um 1880. Poynting stellte fest, dass Strahlung kann erst erfolgen wenn ein elektrisches (E) Feld und ein magnetisches (H) Feld existiert. Die Felder müssen gleichzeitig und 90 Grad voneinander erscheinen.
Die EH-Antenne besteht aus zwei Elemente mit natürlicher Kapazität zwischen den Elementen. Wird eine Wechselspannung auf diese Antenne gespiesen entsteht ein E-Feld zwischen den Elementen. Strom wird durch den Kondensator fliessen. Durch diesen Strom entsteht ein H-Feld. Um Strahlung von dieser Antenne zu generieren, muss ein Netzwerk für die korrekte Phasenlage eingefügt werden. Die Antenne hat keinen Resonanz auf die gewählte Arbeitsfrequenz und wird somit praktisch oberwellenfrei. Als die Antenne sehr klein ist entsteht auch keine EMI-Probleme.

Nun fragt man sich, warum hat es so lange gedauert bis man auf die Idee kam EH-Antennen zu bauen? Wahrscheinlich weil die Herz'sche Antennen sich von Anfang an sich durchsetzten, und Poyntings Theorem wurde einfach schlicht vergessen.

Vorteile der EH-Antenne:

  • Sehr klein (etwa 2% der Wellenlänge)
  • Grosse VSWR-Bandbreite
  • Hohe Wirkungsgrad
  • Braucht keinen Groundplane
  • Keine kritische Bauteile
  • Preisgünstig
  • Sehr rauscharm und prktisch frei von EMI
  • Exzellente Empfängerantenne

Erste EH-Antenne
Die ersten Paket-Radioerfahrungen...
  Es war in November 2002. Das Wetter an jenem Novembertag war perfekt um im Shack zu bleiben und die erste EH-Antenne zu verbessern. Wind und Regen draussen. Der Balkon im ersten Stock war perfekt. Die obere Spule auf der Antenne wurde mit noch einer Windung vergrössert und wurde eingephast im Shack mit dem Sender über einem Stück Koaxialkabel angeschlossen. Eine Feinabstimmung der beiden Trimmerkondensatoren resultierte in noch bessere SWR-Werte, und nach dem anbringen der beiden PET-Flaschen zeigte sich der VSWR wie in der Tabelle unten:
 
KANAL110203040
SWR 1:1,91,821,651,501,47
TNC2 Ich fand ein TNC2 Paket Modem und schliess es an ein Zodiac M-244 und nimm es über den PC in Betrieb.
HEN210, auf Kanal 23 auf Homberg antwortete sofort. Die Antenne funktioniert. Die Distanz zum Homberg von Biberstein beträgt ungefähr 17 km.

Ein weiterer Versuch den HEM255 auf Rigi auf Kanal 22 zu verbinden ging auch problemlos. Rigi befindet sich etwa 50 km von Biberstein. Selbstvertändlich stehen diese Digipeater auf Bergen, aber ich habe keine Sichtverbindung mit Rigi von meinem QTH. Die Uebung sollte nur zeigen, dass die EH-Antenne funktionierte und dass sie tatsächlich mit ihren beiden 10 cm langen Kupferzylinder auf 27 MHz abstrahlte. Immerhin, die Senderleistung am Ende des Kabels beträgt nur wegen Kabelverluste noch etwa 2,2 Watt wo die EH-Antenne angeschlossen ist. Der nächste Schritt in der Entwicklung wird das Kabel gegen das dickere RG-213/U zu ersetzen.


Die ersten CB-Verbindungen...
Sonntag bis Dienstag, 10. bis 12. November 2002

Kaum zum glauben! Eine breitbandige CB-Antenne, nur 23 cm lang?

Meine PET-Antenne!

Im Garten

Sonntag Abend. Ich benutze immer noch den ersten Prototyp auf dem Balkon als für die ersten Paketradiotests. Das CB band war ruhig. Es regnete immer noch. Plötzlich empfang ich ein starkes Signal auf Kanal 27 und versuchte einen Break. Die Station war in Berikon, etwa 560 m.ü.M und ca. 23 km ost-süd-ost von Biberstein. Ein Hügel, etwa 540 Meter hoch lag zwischen unseren QTHs. Ich bekam einen guten Rapport und der einzige Kommentar war, dass mein Signal hatte einen schnellen QSB, was ich am Anfang nicht verstehen konnte. War es vielleicht weil es regnete? Oder waren es Reflexionen von Flugzeugen? Es sind immer etwa drei bis fünf Flugzeuge in der Luft über Biberstein zur fast jeder Stunde.

Ein zweiter Versuch am Montag Abend. Auch einen Abend ohne QRM auf dem Band. Diese Mal war das Wetter klar. Dieses Mal wurde ich von einer Station etwa 34 km entfernt geantwortet. Er befand sich auch östlich von Biberstein. Der Ort war Uitikon Waldegg, etwa 600 m.ü.M., verglichen mit meinen 420 Meter. Auf der Strecke liegen Hügel von etwa 520 m und 600 m respektive. Wir hatten eine einwandfreie Verbindung.

Dienstag 12. November: Ich setzte die EH-Antenne auf 3 meter Plicarohr im Garten statt auf dem Balkon. Die SWR-Werte änderten sich ein wenig gegenüber die auf dem Balkon gemessene. Könnte natürlich eine Folge von der neuen Verkabelung über den Rasen, im Grass. Nach wenig Nachstimmen waren die SWR-Werte wieder in Ordnung.
Hier gelangte ich zum Honegg auf Paket Radio. Die Entfernung ist knapp 50 km. Zuerst dachte ich Honegg wäre Kanton Bern und ich staunte über die Distanz, aber es zeigte sich, dass das QTH Kt. Luzern ist. Nun, immerhin nicht schlecht.
So, meine Nachricht an die Leute, die die EH-Antennen als "ein Aprilscherz und Kunstlast" abschreiben wollen wollen sich bitte folgendes vermerken:

  • Dass mein Koax ist an die Haupt-Kaltwasserleitung im Keller an Erde angeschlossen
  • Dass das Koaxkabel von dort UNTER dem Haus ins freie gezogen wurde
  • und dass das Kabel im nassen Rasen bis zum drei Meter hohen Plastik-Rohr-Mast liegt.

Andere Bemerkungen zu dieser Antenne ist, dass sie sehr ruhig ist. Die totale Abwesenheit von statischen Störungen ist gewaltig! Die EH-Antenne ist sehr interessant. Nun sollte das bestehende Kabelsalat gegen das dickere RG-213/U ersetzt werden. Somit werden die Kabelverluste noch kleiner. Ein Platz im Garten wäre auch besser als auf dem Balkon. Aber die beiden 10 cm hohe Zylindern, im ganzen 23,2 cm lang, strahlen unglaublich gut.


Jetzt steht die EH-Antenne auf der Dachterrasse...
Sonntag, 17. November 2002

Auf der Dachterrasse

Der einzige sonnige Tag in November!

Nun steht die Antenne auf der Dachterrasse. Die Kamera ist in Richtung osten gerichtet. Nun ist die EH-Antenne wenigstens hoch über den Boden montiert. Das Bild zeigt sie auf ihr 1,6 meter langes PVC-Mastrohr. Aber - es wird sich zeigen - bis jetzt habe ich keinen Unterschied zwischen 3 meter PVC-Mast im Garten oder die jetzige auf der Dachterrasse!
Nach Tests heute Abend werde ich versuchen sie auf dem 3 Meter Mast auf der Dachterrasse zu montieren.

Nach verschiedenen Versuchen mit 3 Meter Mast auf der Dachterrasse und auf 3 meter PVC-Mast im Garten konnte ich keinen Unterschied feststellen. Die Verbindungen waren gleich gut und die Reichweiten waren auch gleich. Die Tests wurden mit der 1. Prototyp auf der Dachterrasse und mit der 2. Prototyp im Garten durchgeführt.

Bald wenn ich Zeit habe werde ich den 3. Prototyp von der EH-Antenne mit abstimmbaren Spulen statt Trimmerkondenstatoren anfangen.

 

Ohne PET-Flaschen

12. Januar 2003

VSWR kontrolliert am 12. Jan. 2003:

KANAL12040
VSWR:1:1,51:1,221:1,36

Die EH-Antenne zeigte sich stabil. Sie steht nun seit 17. November auf der Dachterrasse und das VSWR hat sich inzwischen gar nicht verändert. Das Bild links wurde ohne die PET-Flaschen fotografiert. Kleine Unterschiede im VSWR konnte notiert werden bei Temperaturen von -10 Grad C mit Frost auf den PET-Flaschen. Nach einem Schneefall hatte sich einen Hut aus Schnee auf der Antenne gebildet, und das zeigte kleine Spuren auf dem SWR-Meter. Auf gewissen Kanälen wurde das VSWR besser. Nachdem Frost und Schnee geschmolzen hatte waren die SWR-Werte wieder wie in der Tabelle oben.

Die EH-Antenne Close-up

Ein paar Daten...
Nov. 2002 - März 20103

 
STATIONDATUMDISTANZ (km)MODE
BerikonNov. 200222FM Voice
ThalwilNov. 200250FM Voice
UitikonNov. 200235FM Voice
ZugerbergMärz 200355FM Voice
RigiNov. 200250Packet
RotenfluhNov. 200275Packet
BodenbergMärz 200330Packet