Die 3-Element-Ausführung mit 5,7dBd Gewinn und 1,90m-Boom (Bild 1) entstand ursprünglich durch den Umbau einer Kanal-4-FS-Antenne von FUBA, die als Restposten günstig erhältlich war und ist mit einem hervorragenden V/R-Verhältnis ausgestattet. Die 4-Element-Yagi mit 3m-Boom und 7,2dBd Gewinn ist in Bild 2 bei DG9FCV zu sehen. Thomas hat mit dieser Antenne trotz nicht allzu guter Montageverhältnisse knapp über dem Hausdach seit 2 Jahren schon viele interkontinentale 50MHz-Verbindungen getätigt und mußte dazu nicht seine anderen UKW-Antennen abbauen. Über der 6m-Antenne befindet sich noch eine 7-Element-28Ohm-DK7ZB-Yagi und eine 70cm-Yagi. Eine solche oder ähnliche Konfiguration ist sicher bei vielen Amateuren realisierbar. Um den Nachbau so leicht wie möglich zu gestalten, werden die verschiedenen Detaillösungen ausführlich mit Fotos dokumentiert.

Das Konzept

Vor allem für kurze Yagis gilt, daß ein reaktanzmäßig unverstimmter Strahlungswiderstand von 50Ohm zu ungünstigen Gesamteigenschaften der Richtantenne führt. Gewinn und Richtdiagramm sind sehr schlecht, weshalb von solchen Konzeptionen klar abzuraten ist, obwohl sie immer wieder beschrieben werden.  Auch solch abenteuerliche Konstruktionen wie  ein dicht am Strahler angebrachtes Matchelement als erstem Direktor, um den Strahlungswiderstand auf 50Ohm anzuheben, ändern an dieser grundsätzlichen Problematik nichts und vergrößern dazu nur noch den mechanischen Aufwand. Bei einem niedrigerem Strahlungswiderstand von 28Ohm ist eine einfache, effektive Speisung bei gutem Gewinn und deutlich besserem Richtdiagramm zu erzielen. Die Grundlagen dazu wurden in [1] beschrieben und sind inzwischen auch durch die neuesten Ausgabe des "Rothammel" als DK7ZB-Speisung bekannt geworden.  

Mit einer parallelen Anpaßleitung aus 2xLambda-Viertel-Stücken eines 75Ohm-Koaxkabels erreicht man nicht nur die gewünschte Impedanztransformation auf das 50Ohm-Kabel zur Station, sondern gleichzeitig durch den gebildeten Viertelwellensperrtopf auch eine wirksame Mantelwellensperre. Durch die Verwendung eines gestreckten Dipols ist eine einfache Längenänderung mit Verschieben der 12mm-Rohrstücke möglich. Ein Abgleich ist, wenn überhaupt nötig, sehr schnell zu bewerkstelligen.

Die Bandbreiten sind bei 1MHz für ein SWR <1,5 angesiedelt, so ist eingeschränkt auch ein Empfang von Fernsehsendern im Kanal 2 des VHF-Bandes I möglich. Auch wenn die Zahl der Fernsehsender als DX-Indikatoren für ES-Bedingungen stark abgenommen hat, kann man mitunter Bild und Ton empfangen. Mit der 3-Element-Yagi habe ich in der ES-Saison 2000 neben russischen mehrfach Sender aus dem arabischen Raum aufnehmen können.

Die relevanten Daten für die 3-Element-Yagi sind in den Bildern 3-5, die für die 4-Element in 6-8 dargestellt. Die Abmessungen wurden mit dem Optimierungsprogramm YO [2] erarbeitet und mit EZNEC verifiziert. Die gemessenen Werte decken sich überraschend gut mit den Programmaussagen. Auch wenn Freiraumdiagramme für Aufbauorte wie in Bild 2 unrealistisch sind, habe ich sie dennoch als Vergleichsmöglichkeit zu anderen Antennen mit angeführt.

Reflektor

Strahler

Direktor

Position

0cm

95,0cm

185,0cm

Länge

301,0cm

288,0cm

267,0cm

Reflektor

Strahler

Direktor 1

Direktor 2

Position

0cm

76,0cm

166,5cm

300,0cm

Länge

302,0cm

286,0cm

274,0cm

260,0cm

 Die Mechanik bei den parasitären Elementen 

Auf einen möglichen, unliebsamen Effekt muß noch hingewiesen werden: Eine Elementlänge zwischen 2,50 und 3,00m wie sie hier vorliegt, ist außerordentlich anfällig für mechanische Schwingungen. Bei leichtem Wind macht sich ein Summen, bzw. Dröhnen durch Resonanzschwingungen bemerkbar. Dies ist nicht nur akustisch lästig, sondern kann auch zum Brechen der Elemente infolge Rißbildung an der Montagestelle führen, obwohl man die Bewegung der Elemente von unten überhaupt nicht sieht! Unbedingt sollte man Stücke eines dünnen Gummi- oder Silikonschlauches  in die Elemente als Schwingungsdämpfer einschieben. Ein Verschließen der Enden durch Stopfen oder einen Silikonpfropf ändert an dem beschriebenen Vorgang nichts. Weder auf 2m, noch auf den Kurzwellenbändern habe ich diese Erscheinung jemals beobachtet.

Die Mechanik beim Strahler 

Der Strahler muß in der Mitte unterbrochen sein und isoliert montiert werden. Dazu verwende ich Kunststoffrohre, in die von beiden Seiten die Strahlerhälften eingeschoben werden. Der Abstand in der Mitte ist etwa 20mm und nicht kritisch. Die angegebene Elementlänge bezieht sich auf zwei 19cm lange Rohre 16x1,5mm mit 2cm Mittenabstand, zusammen ergibt sich so eine Gesamtlänge des Stückes von 40cm. Damit die 12mm-Endstücke verschoben werden können, wird das 16er-Rohr durch Einsägen geschlitzt und die dünneren Rohre werden durch eine Schlauchschelle arretiert. 

Aus Bild 11 ergibt sich ein guter Eindruck, wie die Mechanik dazu aussieht. Das Isolierrohr wird mit Auspuffschellen und zwei Aluminium-Winkelstücken befestigt. Durch den Dosenboden werden mit selbstschneidenden Blechschrauben und Lötösen die Kontakte zu den Elementhälften hergestellt, an denen das eine Ende des Transformationskabels angeschlossen wird. In den Boden der Dose werden zwei kleine Löcher gebohrt, damit Kondenswasser ablaufen kann.

In Bild 12 erkennt man, wie die Kabel im Doseninneren angeschlossen werden. Außerdem sind die Schlauchschellen gut zu sehen, mit deren Hilfe das geschlitzte 16mm-Rohr ein Verschieben des inneren 12mm-Rohres ermöglicht. Wichtig ist eine gute Masseverbindung zwischen der Koaxbuchse und dem Boom mit Hilfe eines außen befestigten Alu-Winkels, denn diese Erdung nach einer Viertelwellenlänge (DK7ZB-Speisung) ist für die Mantelwellenunterdrückung wichtig. 

Eine noch bessere Mantelwellenunterdrückung ergibt sich, wenn das Transformationskabel zu einer Drossel aufgerollt wird (Bild 13). Hier sieht man auch deutlich, wie das Strahlermittelstück auf einem Vierkant-Boom 30x30mm sitzt.

Abgleich und mögliche Abänderungen

Die angegebenen Elementdurchmesser müssen unbedingt eingehalten werden, weil sich sonst unweigerlich die Resonanzfrequenz deutlich verschiebt. Von Umrechnen mit Faustformeln auf andere Elementdurchmesser wird dringend abgeraten! Beim Einhalten der Originalmaße erübrigt sich normalerweise ein Abgleich. Zunächst kann man die Strahlerenden um einige Millimeter verschieben, wenn das SWR auf Anhieb nicht bei mindestens 1,2 liegt. Ich habe jeweils im Resonanzpunkt  beider Antennen bei 50.120MHz, freie Umgebung vorausgesetzt, keinen feststellbaren Rücklauf. Sollte die Resonanzfrequenz wirklich danebenliegen, was z.B. bei anderer Elementhalterung vorkommen kann, so gilt die Regel, daß eine Verkürzung oder Verlängerung der Enden um jeweils 1,5mm eine Verschiebung von 100KHz ergeben. Eine eventuelle Längenänderung muß gleichmäßig für alle Elemente durchgeführt werden!

 Bild 3: Die relevanten Daten für die 3-Element-Yagi  

Literatur- und Quellenangaben

[1] Steyer, M. (DK7ZB): UKW- und Kurzwellen-Yagis in 28-Ohm-Technik, CQ-DL 6/2001, S. 433-436

[2] Steyer, M. (DK7ZB): 6m-Yagis in 12,5-Ohm-Technik, FUNKAMATEUR 4/98, S.446-447

[2] YO7.2, Yagi-Optimierungsprogramm von Brian Beezley, K6STI

[3] EZNEC 3.0.9, Antennen-Analyseprogramm von Roy W. Lewallen, W7EL