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Der Antennen-Stealth-Kit, tatsächlich eine Wunderwaffe?

Der Name „STEALTH“ wurde vom Hersteller SGC nicht von ungefähr gewählt, es soll so die Assoziation mit entsprechender US-amerikanischer Militärtechnik hergestellt werden. Dabei steht das Kürzel für „Smart Tuning, Emergency Antenna Loop, Tactical HF Kit“. Damit ist auch zunächst die primäre Zielrichtung klar: Kommerzieller Einsatz, mit einfachsten Mitteln schnell in die Luft kommen.

Einsatzzweck

Mit einer MIL-Spezifikation ist der Antennentuner SGC-237 als Herzstück des Kits auch für härteste Anforderungen tauglich. Dazu gehört ein Temperaturbereich von –35 bis +70°C und eine Wasserdichtigkeit, die für einen halben Meter Wassertiefe und 24 Stunden garantiert wird. Nun sollte man sicherlich nicht unter solchen Bedingungen funken, aber was solche Widrigkeiten aushält, kann natürlich auch für den Amateurgebrauch nur von Nutzen sein. Das Handbuch zeigt Einsatz für Feuerwehr, Polizei und andere professionelle Dienste, aber ebenfalls für den Amateurfunk. Dabei ist hochinteressant, dass sich die Herstellerfirma SGC sicherlich nicht ohne Grund für den Einsatz von Notfunk auf der Kurzwelle stark macht, was diesem schon von manchen totgesagten Bereich des Spektrums offensichtlich auch heute noch eine entsprechende Bedeutung beimisst. Dies sollten sich einige Verantwortliche im Bundeswirtschaftsministerium einmal deutlich machen, die drauf und dran sind, der Kurzwelle endgültig mit Schrotttechnologien wie PLC u.ä. den Garaus zu machen.

Lieferumfang

Zum „Stealth-Kit“, der im klassischen Agentenköfferchen (allerdings aus Pappe, hi..) geliefert wird (Bild 1), gehören neben dem Tuner selbst ein vorkonfektionierter isolierter Antennendraht von knapp 25m Länge und 5 Abspannseile. Zusätzlich sind Seilhaken und Kabelbinder beigefügt.

Ein Blick in den geöffneten Koffer nach Herausnahme des Tuners zeigt die beschriebenen Teile (Bild 2). Das eine von zwei Handbüchern, verfasst in Englisch, beschäftigt sich mit dem Smartuner SG-237. Dazu sind Schaltplan, mögliche Antennen und nützliche Theorie zum Einsatz eines Antennentuners enthalten.

Das zweite Heft beschäftigt sich speziell mit dem Stealth-Kit, wobei verschiedene Loop-Antennen den Schwerpunkt für die Anwendung innerhalb und außerhalb von Gebäuden bilden.

Schaltung und Aufbau des Tuners

Der SG-237 (Bild 3) ist ähnlich aufgebaut wie der SG-239, den ich schon ausführlich im Funkamateur vorgestellt habe [1]. Aus diesem Grund beschränke ich mich auf einige grundsätzliche Dinge. Möglich sind CL, LC und Pi-Konfiguration, wobei mit Hilfe von Relais unterschiedliche Kapazitäten im Eingang und Ausgang geschaltet werden können, dazu gehören sechs gestaffelte Induktivitäten in Reihe zwischen 50Ohm-Eingang und dem Antennenausgang.

Auf einer Platine (Bild 4) sind die HF-Bauteile, die Relais, ein Frequenzmesser, die Phasen- und SWR-Brücke, sowie die mikroprozessorgesteuerte Schaltlogik mit dem Speicher untergebracht. Tabelle 1 fasst die wichtigsten Daten des SG-237 in Kurzform zusammen.

Die Loop-Antennen-Konfigurationen des Kits

Vorgeschlagen werden zunächst Einschleifen-Loops (quadratisch, rechteckig oder dreieckig) mit horizontaler Polarisation und 25m Umfang, wobei die Seitenlänge 6,25m beträgt. Dies ist die Anordnung für Steilstrahlung auf den niederfrequenteren Bändern und Nahbereichsfunk für Entfernungen bis 800km.

Für Weitverkehr mit Flachstrahlung sollte man die Schleife vertikal montieren, wobei die Einspeisung auf einer senkrechten Seite erfolgen sollte. Dies ergibt Vertikalpolarisation mit niedrigerem Erhebungswinkel als bei Horizontalpolarisation.

Interessant sind die Varianten, die bei begrenzten räumlichen Verhältnissen den Rahmen ohne Kürzen des Antennendrahtes durch Schleifenbildung zu Zweifach-, Dreifach- und sogar Vierfach-Loops deutlich verkleinern. Dabei beträgt die Drahtlänge immer 24,5m und wird mit mehreren Windungen nebeneinander ausgespannt.

Ausdrücklich wird ein Einsatz innerhalb von Gebäuden vorgesehen, dabei sollten die Schleifen nicht zu dicht an Metallrahmen (Fenster, o.ä.) gespannt werden. Kurios ist ein Foto im Handbuch, das eine Spreizer-Konstruktion mit vier Besen vorsieht. Dies ist zwar eine geniale Idee, aber unterwegs wird man kaum vier Besen finden, es sei denn man geht im Urlaub in den Nachbarappartments hausieren...

Damit man sich eine Vorstellung von den Dimensionen der verschiedenen Formen machen kann, habe ich für die quadratischen und die dreieckigen Schleifen in Tabelle 1 die Seitenlängen zusammengestellt. Bild 5 macht als Beispiel die Anordnung für eine quadratische Viererschleife deutlich, analog kann man sich die anderen Formen vorstellen. Die Schleifen müssen nicht senkrecht aufgebaut werden, je nach Befestigungspunkten und zur Verfügung stehendem Platz können diese auch schräg abgespannt werden. Ebenfalls möglich sind rechteckige Anordnungen, wobei das Verhältnis von langen zu kurzen Seiten 3:1 nicht überschreiten sollte.

Wie man den Abmessungen aus der Tabelle 1 entnehmen kann, lassen sich die Drei- und Vierfachschleifen mit der vorgegebenen Drahtlänge auch in normalen Räumen unterbringen. Die Situation bezüglich TVI/BCI und EMVU muss allerdings jeder selbst ausloten.

Ehrlicherweise muss ich zugeben, dass ich nicht auf die Idee gekommen wäre, solche Antennen tatsächlich in der Praxis aufzubauen, schon garnicht mit Antennentunern, die klassische Anpassschaltungen aufweisen. Dies aus dem einfachen Grund, dass die Verluste eigentlich sehr hoch und der Wirkungsgrad sehr niedrig sein sollten.

Tabelle 1: Seitenlängen für die quadratischen und dreieckigen Schleifen

Schleifentyp	Quadrat-Loop	Dreieck-Loop
Einfach-Schleife	6,10m	8,13m
Zweifach-Schleife	3,05m	4,06m
Dreifach-Schleife	2,03m	2,71m
Vierfach-Schleife	1,525m	2,03m

Einiges zur Theorie der Schleifenantennen

Bekannt ist, dass ein Quad-Rahmen mit einem Umfang von 1 Lambda einen Strahlungswiderstand von etwa 110Ohm aufweist und aus der Fläche heraus nach zwei Seiten strahlt. Verkleinert man den Umfang, so sinkt der Strahlungswiderstand sehr schnell ab. Bei kleinen Rahmen kommt man so zu der Gruppe der Magnetantennen, deren Strahlungswiderstand deutlich unter 0,5Ohm liegt und die einen verlustarmen Aufbau aus Rohr und spezielle Anpassschaltungen benötigen. Die Strahlungsrichtung liegt dabei in Richtung des Rahmens, also genau 90Grad gegenüber der Quad gedreht.

Wie EZNEC ausweist, spielt es für die Richtdiagramme und den Strahlungswiderstand nur eine untergeordnete Rolle, ob der Rahmen aus einer oder mehreren Windungen besteht. Aus diesem Grund sind eigentlich Rahmenantennen mit mehreren Windungen zwar als selektive Empfangsantennen, aber nicht als Sendeantennen bekannt. Offensichtlich ist EZNEC mit der exakten Simulation dieser Anordnungen überfordert, denn die erhaltenen Ergebnisse sagen eigentlich aus, dass die kleinen Mehrfachschleifen garnicht funktionieren dürften! Beispielsweise sollte die Dreifach-Quadschleife auf 40m einen Strahlungswiderstand von 0,14 –j 850 Ohm aufweisen, eine Bedingung, die den Smartuner eigentlich vor unlösbare Probleme stellt. Selbst wenn in dieser Antennenform zusätzliche Verluste auftreten, die den Strahlungswiderstand anheben, in der Praxis geht der 40m-Verkehr einwandfrei.

Ein entscheidender Vorteil gegenüber anderen Behelfsantennen, wie zum Beispiel kurzen Stabantennen, ist darin zu sehen, dass man keine Erde benötigt. Diese ist weder als „Gegengewicht“ notwendig, noch um „heiße“ Verhältnisse am Transceiver zu vermeiden. In keinem Fall kam es zu solchen unliebsamen Erscheinungen wie verbrannten Fingerspitzen an der Morsetaste oder den Bedienungsknöpfen, wie ich es schon bei unsymmetrischen Behelfsaufbauten erlebt habe.

Der Stealth-Kit in der Praxis

Zunächst habe ich den Tuner mit verschiedenen Antennenformen (Vertikal, Quad, nicht-resonante Dipole) getestet, wobei hier schon der gegenüber dem SG-239 deutlich vergrößerte Abstimmbereich auf allen Bändern von 6m-160m auffällt. Wie bei seinen Verwandten ist auch bei diesem Tuner ein direkter Übergang auf eine Zweidrahtleitung möglich.

Wichtiger war indes herauszufinden, ob die Loop-Formen wirklich zu brauchbaren Eigenschaften führen und vor allem, ob sie auch anzupassen sind, wobei ich anfänglich sehr skeptisch war. Das Ergebnis sei hier mit aller Deutlichkeit voweggenommen: Es funktioniert, und das wider Erwarten verblüffend gut! Können magnetische Loops in der Regel nur auf einem Band eingesetzt werden, so kann mit den Drahtschleifen des Kits Betrieb von 10m-80m gemacht werden. Dabei findet der Tuner praktisch immer einen Abstimmpunkt, der bei meinem IC-706 eine Ausgangsleistung von 80-100Watt HF ermöglicht, dabei liegt das gemessenen SWR zwischen 1,0 und 1,6. Weder wurde dabei eine Wärmeentwicklung im Tuner beobachtet, noch kam es zu Spannungsüberschlägen in irgendwelchen Teilen der Antenne oder im Anpassgerät.

Als kritischster Punkt beim Aufbau erweist sich, dass man immer Zollstock, Taschenrechner und entsprechende mathematische Kenntnisse bereithalten muss, um die Längen und Diagonalen vor dem Spannen der Drähte zu bestimmen. Allein mit der Methode "Trial and Error" kommt man nämlich nicht zu einem brauchbaren, straff gespannten Rahmen, in den der Tuner ja auch noch integriert werden muss. Zudem sollten die einzelnen Drähte schon etwas Abstand untereinander aufweisen. Hat man diesen Kraftakt hinter sich gebracht, so ist man in wenigen Sekunden auf 8 Bändern QRV.

Gerade auf den niederfrequenten Afu-Bändern ist natürlich ein Verkleinern des Umfanges mit sinkendem Wirkungsgrad verbunden, aber selbst die Vierfach-Schleife liefert auf den höheren Bändern 10m-30m sehr gute Ergebnisse. Auf 40m und 80m sind die Signale und Rapporte bei Indoor-Betrieb nicht mit einem frei hängenden Dipol zu vergleichen, es ist aber einwandfrei Funkverkehr möglich. Die Alternative, entweder garnicht zu funken oder unter den geschilderten Bedingungen, spricht eindeutig für die Wirksamkeit der Antennenanordnung und die Überlegung, sich durchaus mit der Stealth-Anordnung zu befassen.

Auf Bild 6 sieht man einen mit Klebeband fixierten Vierfachrahmen mit einer Seitenlänge von 1,52m, dabei ist die Diagonale der Spreizer 2,17m. Verwendet man nicht die hier gezeigte „Diamond“-Form, sondern das Quadrat mit zwei Seiten parallel zum Erdboden („Quad“-Form), so passt der Aufbau bequem in ein Zimmer mit einer gängigen Etagenhöhe von 2,60m.

ier hatte ich gerade ein QSO auf 20m mit TK5LB, den ich im ersten Anruf erreichte und von dem ich einen Rapport von 5/9 in SSB erhielt.

Mit Hilfe des Fotos kann man sich einen Eindruck von den Proportionen dieses kleinsten Rahmens machen, wobei man draußen sinnvollerweise größere Schleifen aufbauen sollte.Interessant war ein Vergleich mit einem umfanggleichen Rahmen, aber nur einer Drahtschleife. Diese konnte auf allen Bändern von 10m-40m angepasst werden, auf 80m ging aber nichts mehr.

Abschließende Bemerkungen

Gerade durch die universelle Einsetzbarkeit des SGC-Tuners SG-237, wobei man ja nicht nur die beschriebenen Schleifen nutzen muss, ergibt sich ein weites Einsatzfeld. Für antennengeschädigte Funkamateure zuhause oder auf Reisen können die Möglichkeiten des Kits über Sein oder Nichtsein entscheiden. Wer sich ausführlich über die verschiedenen Bautypen der SGC-Tuner informieren möchte oder die Handbücher herunterladen will (allerdings in Englisch), wird auf der Webseite http://www.sgcworld.com fündig. Der Tuner wurde von der Fa. WIMO http://www.wimo.com zur Verfügung gestellt, bei der ich mich dafür bedanke.

Gelegentlich zu hörende Befürchtungen, daß der Übergang des unsymmetrischen Antennenanpaßgerätes auf eine symmetrische Zweidrahtleitung oder eine Schleifenanordnung nicht funktionieren könne, kann ich nicht bestätigen. Diese an sich ungewöhnliche Lösung geht in der Praxis einwandfrei.

Hoffentlich gelangt der Stealth-Kit nicht in die Hände der unfrommen Brüder und Schwestern in Afrika oder der somalischen Warlords, die mit ihrem illegalen Funkverkehr in den Amateurfunkbändern schon länger unliebsam auffallen, sonst hat die Bandwacht zu den schon sich wiederholenden Meldungen mit Intrudern weiteren Ärger...

Tabelle 2: Daten des Smartuners SG-237

Frequenzbereich	1,8-60MHz
HF-Leistung	3-100Watt (PEP), 40Watt Dauerstrich
Zulässige Betriebsspannung	10-18,5V=
Mittlere Stromaufnahme	300mA
Typ. Abstimmzeit (Neuabstimmung)	<2sec
Abstimmzeit für Speicherdaten	<10msec
Min. Antennenlängen (Eindraht)	2,15m für 3,5-60MHz, 7m für 1,8MHz
Temperaturbereich	-35°-+70°C
Länge des Speisekabels (50 Ohm)	2,80m

Literatur:

[1] Steyer, M. (DK7ZB): Automatik-Tuner SG-239 - was kann er wirklich? FA 3/2002, S. 236/23