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Mechanischer Aufbau

Die oben vorgestellten Schaltungen werden auf kupferkaschierten Platinen untergebracht. Die Leiterbahnen werden durch Ätzen hergestellt. Die Verbindungen zwischen den Bauelementen sollen möglichst kurz sein, denn für HF stellt jeder Weg eine bremsende Induktivität dar. Es ist sinnvoll, viel an Kupfer auf der Platine stehen zu lassen und es mit dem Erdungspotential zu verbinden. Bei den relativ simpel aufgebauten Endverstärkern können die Leiterbahnen auch mit dem Zahnarztbohrer ausgefräst werden.

Richtig professionell wird der Aufbau mit doppelseitig kupferkaschierten Platinen. Nur die Unterseite der Platine wird geätzt und dann gebohrt. Auf der Oberseite werden die nicht Masse führenden Bohrlöcher mit einem dickeren Bohreinsatz aufgefräst, so daß die durchgeführten Anschlüsse keine Kurzschlüsse verursachen. Die Masse führenden Anschlüsse werden beim Einlöten sowohl oben als auch unten festgelötet. Natürlich erfordern das Einlöten und Zurechtbiegen der Bauteile einige Bastelkenntnisse, die aber an anderer Stelle hinreichend vermittelt werden.

Bei den teuren Endstufentranstoren ist zu empfehlen, sie zuerst mit dem Kühlkörper zu verbinden und erst dann einzulöten.

Ein Graus für viele Elektronikbastler ist der Einbau in ein solides Gehäuse, das ist bei Hochfrequenztechnik aber unerlässlich. Die Schaltungen funktionieren in Zigarettenschachteln eingebaut einfach nicht und sind nicht für den störungsfreien out-door-Betrieb geeignet. Um die HF-Wellen abzuschirmen, ist ein metallisches, Masse (0V) führendes Gehäuse notwendig. Die einzelnen Stufen: Oszillator, Treiber, Endverstärker, evtl. Spannungsstabilisierung sind voneinander abzuschirmen, z.B. indem im großen Gehäuse mehrere kleine oder aber Zwischenwände untergebracht sind.

Die Speisespannung wird von außen ins Gehäuse geführt. Direkt hinter der Einführung ist die Spannung mit Kondensatoren (1...10nF) kurzzuschließen, damit keine HF-Spannungen auf die Stromversorgung wirken. Ebensolche Kondensatoren sind bei den einzelnen Untergehäusen vorzusehen. Es gibt für diese Zwecke auch spezielle Durchführungskondensatoren.

Von der Spannungszuführung aus sind die Untergehäuse sternförmig zu versorgen, mit beiden Drähten (+ und -). Also, die Spannung nicht von einer Baugruppe zur nächsten durchschleifen oder darauf vertrauen, daß die Masse über das Gehäuse abgenommen werden kann...

Es bewährt sich, die Versorgungsleitungen jeweils zu verdrallen. Die HF-Verbindungen zwischen den Baugruppen sind mit speziellem Koax-Kabel herzustellen. Das ist das gleiche Kabel, das auch zur Antenne geht. Als Wellenwiderstand soll es entsprechend den Verstärker-Ein- und -Ausgängen 50 Ohm haben. Das gibt's im CB-Funk-Geschäft. Alle Kabel sind möglichst kurz zu halten. Um den Kassettenrekorder anzuschließen, kann im Gehäuse eine entsprechende Buchse eingebaut werden (spätestens hier fällt auf, daß die beschriebenen Sender nur mono sind, das soll aber reichen). Auch hier gilt es zu verhindern, daß HF-Wellen auf die Zuleitungen wirken. Verdrallen und parallele Kondensatoren (100pF) können das lindern. Der Senderausgang wird auf eine HF-Kupplung geführt, die im Gehäuse eingebaut ist. Als Bauformen kommen hierfür BNC oder SO239 (Stecker: PL259) in Frage.

Erst wenn alles fest im Gehäuse verschraubt und verlötet ist, kann der Abgleich beginnen.

Antennenbau

Bei der Antenne ist es ähnlich wie bei der Lautsprecherbox: trotz kleiner Verstärkerleistung kann mit einer guten Antenne an einem geeigneten, erhöhten Standpunkt (Berg, Hochhaus) eine große Sendeleistung erreicht werden. Andersrum genauso: trotz einer hohen Sendeleistung, schweren Batterien usw. kann mit der schlechten Antenne an einem ungeeigneten Ort (Stahlbetonwände im Weg) der Sender deutlich verschlechtert werden. Es lohnt sich also, nicht zuletzt finanziell, dem Antennenbau besondere Beachtung zu widmen.

An dieser Stelle sollen 2 verschiedene Antennen vorgestellt werden, eine Ground-Plane Antenne und eine Slim-JIM-Antenne. Es gibt unzählige andere Bauformen, die in einschlägigen Antennenbaubüchern nachzulesen sind.

Für die hier angenommenen Zwecke des Rundfunksendens wirken jedoch bestimmte Ausbreitungscharakteristiken einschränkend: Soll eine Stadt aus der Mitte heraus gleichmäßig bestrahlt werden, muß die Antenne eine tellerförmige Abstrahlungscharakteristik haben. Wird jedoch von einem externen Punkt z.B. einem hohen Berg auf die Stadt hinüber gesendet, soll die Antenne eine Richtcharakteristik haben. Die hier vorgestellten Antennen entsprechen dem ersten Fall.

Die Längen der Antennenbauteile hängen von der Sendefrequenz ab. Es gilt, daß die Wellenlänge einer Frequenz Lambda = Lichtgeschwindigkeit/Frequenz. Oder einfacher: La=300/f , wobei La in Metern und f in MHz ist. Das Lambda für 100MHz ist also 3m, das für 88 MHz ist 3,4m usw. . Idealerweise ist eine Antenne also direkt auf die Sendefrequenz zugeschnitten (was auch 5/8 Lambda oder 3/4 Lambda sein können). Wir geben daher für die Antennenbauteile keine konkreten Zahlen, sondern die Berechnungsformel an.

Desweiteren ist zu beachten, daß verschiedene Antennenbauformen unterschiedliche Wellenwiderständ haben. Daher eignen sich Empfangsantennen auch nicht ohne weiteres zum Senden. Hat die Antenne einen von 50 Ohm verschiedenen Eingangswiderstand (=Ausgangswiderstand des Verstärkers), so muß sie mit einer Anpassungsschaltung, einer Art HF-Transformator, versehen werden. Es gibt billige UKW-Autoantennen, die sich mit einer entsprechenden Beschaltung sicher leicht zu Ground-Plane-Antennen umbauen lassen. Wer hiermit Erfahrungen hat, ist willkommen, sich an die Redaktion dieses Funklehrgangs zu wenden.

Hochfrequenzen haben sehr merkwürdige Eigenschaften. Dazu gehört auch, daß ein Sender, der mit 12 Volt betrieben wird, an der Antenne Spannungen von mehreren Hundert Volt erzeugen kann. Hier also Vorsicht bei eingeschaltetem Sender!

Links ist eine Slim-JIM-Antenne abgebildet, die senkrecht anzuordnen ist und dann eine tellerförmige Ausbreitungscharakteristik mit 1,8dB Antennengewinn hat. Sie ist mit 1/2 Zoll (Heizungs-)Kupferrohren und Eckstücken zusammenzulöten (Propangas-Brenner). Zwischen den Kupferrohren sind 2-3 Abstandshalter aus Plastik oder Holz anzuordnen. Die Befestigung am Masten muß ebenfalls mit nichtleitendem Material erfolgen. Außerdem ist die Antenne nicht direkt auf dem Boden (bzw. Dach) aufzustellen, sondern mindestens 1/4 Lambda (85cm) erhöht. Die einzelnen Bauteile sind: A=214/f, B=5,5/f, C=71/f, D=B, E=137/f, Längen in Meter, f=Frequenz in MHz. Das Antennenkabel (RG58 mit PL259-Stecker) wird ca. 7cm abisoliert und dann an 1/2 Zoll Rohrschellen befestigt (löten, schrauben oder klemmen). Die Rohrschellen werden ca. 5cm von unten an den Rohren angeordnet: die Abschirmung am kurzen Rohr, der Mittelleiter am langen. Das Kabel wird jetzt an der Antennenunterseite zur Zugentlastung mit einem Kabelbinder befestigt. Zum Abstimmen wird zwischen Senderausgang und Antenne ein SWR-Meter angeschlossen und die Rohrschellen hoch und runter geschoben, bis das niedrigste Stehwellenverhältnis (ca. 1,2) erreicht ist. (Siehe Antennenabgleich.)

Als nächstes wird die 1/4-Lambda-Ground-Plane Mobil-Antenne vorgestellt, die bei Radio P (nicht Pi-Radio!!!) jahrelang gute Dienste leistete, bevor sie am 1. Mai 1996 auf der Zionskirche Berlin-Mitte beschlagnahmt wurde.

Die Mobil-Antenne ist äußerst einfach aufgebaut und kann mit wenigen Handgriffen hergestellt werden. Die "künstliche Erde" der Ground-Plane-Antenne wird durch 4 Teleskopantennen mit einer Länge von Lambda/4 (ca. 75cm) dargestellt, die an eine PL259-Buchse angeschraubt sind. Im nebenstehenden Bild sind von der Seite nur 2 zu sehen. Die Teleskopantennen sollen ein Gelenk dran haben, mit dem sie im 45° Winkel nach unten abgebogen werden können. Zum Senden also sternförmig, nach unten gebogen ausrichten, zum Transport nach oben biegen und zusammmenschieben.

Die eigentliche Antenne, der Mittelsteg, wird entweder auch als Teleskopantenne vorgesehen (Gewinde an den Anschluß löten und Teleskopantenne anschrauben) oder zum Aufstecken konstruiert. Hierfür hat es sich bewährt, einen Bananenstecker anzulöten, auf den die Antenne als dünnes Kupferrohr aufgesteckt wird. Letztere Variante hat den Vorteil, daß das Rohr in der Länge ideal gefertigt werden kann, während die Teleskopantenne ggf. variiert. Als dritte Variante schlägt Larsl vor, für alle 5 Stäbe kupferne Schweißdrähte zu verwenden, mit dem Vorteil, daß sie billig sind und dem Nachteil, daß sie dann starr montiert sind. In jedem Fall soll der Mittelstab erstmal etwas länger sein, damit er zum Abgleich verkürzt werden kann: Antenne fest aufstellen (z.B. mit Kabelbinder um den Stecker am Besenstiel befestigen) und SWR-Meter zwischen Sender und Antenne klemmen. Die Länge des Mittelstabes jetzt solange verkürzen (absägen), bis kleinstes Stehwellenverhältnis auftritt.

Eine etwas bessere Abstrahleigenschaft hat die 5/8-Lambda Ground-Plane-Antenne. Hier in der Version von Free-Radio-Berkeley. (Vorsicht 110kByte):