Vertikaldiagramm eines Vertikalstabes über Erdoberfläche mittlerer Leitfähigkeit
Wie aus dem folgenden Bild zu entnehmen ist, hat eine Vertikalantenne von 5/8 Wellenlänge Länge eine hervorragende Strahlungseigenschaft für die DX-Arbeit, gekennzeichnet durch einen kleinen Erhebungswinkel des Strahlungsmaximums, der von keiner anderen Vertikalantenne mit horizontaler Rundcharakteristik im Längenbereich zwischen 1/4 und einer Wellenlänge erreicht wird.
Vertikaldiagramm eines Vertikalstabes über Erdoberfläche mittlerer Leitfähigkeit
Der mit etwas 60° steilstrahlende Nebenzipfel im Vertikaldiagramm sorgt für eine noch befriedigende Leistung im bereich mittlerer Entfernungen. Trotz seiner hervorragenden eEigenschaften ist dieser Strahler im Kurzwellenbereich nicht sehr verbreitet, wahrscheinlich bedingt durch die relativ große Strahlerhöhe, die sich meistens nur für die hochfrequenten Kurzwellenamateurbänder verwirklichen läßt. Um so größere Bedeutung hat der 5/8-Strahler im VHF-Bereich.
Verglichen mit einer Viertelwellen-Groundplane-Antenne erreicht der 5/8-Strahler einen Gewinn von durchschnittlich 3 dB. Die mechanische Strahlerlänge liegt zwischen 0,625 Wellenlängen (Strahlungswiderstand R=54 Ohm) und 0,64 Wellenlängen ( R=49 Ohm). 5/8 Wellenlängen sind keine resonante Länge; um einen reellen Eingangswiderstand zu erhalten - was gleichbedeutend mit Resonanz ist - muß man den Strahler elektrisch bis zur 6/8-Resonanz (3/4 Wellenlänge) verlängern. Es stellt sich dann ein reeller Eingangswiderstand von rund 60 Ohm ein. Das folgende Bild zeigt einige Möglichkeiten, wie die Resonanzanpassung an ein Koaxialkabel hergestellt werden kann. In der elektrischen Wirkungsweise wird der mechanische 5/8 Wellenlängen lange Strahler von diesen unterschiedlichen Anpassungsarten nicht beeinflußt.
Methoden der Resonanzabstimmung und gleichzeitiger Anpassung an ein koaxiales
Speisekabel für mechanisch 5/8 Wellenlängen lange Vertikalantennen
über einem Gegengewicht (Groundplane).
In Bild a ist die vor allem im VHF-Bereich übliche Bauweise dargestellt, bei der sich die Verlängerungsspule im Leiterzug befindet. Elektrisch identisch, nur mechanisch abgewandelt ist die Ausführung nach Bild b, die im Kurzwellenbereich bevorzugt wird. Die Spule kann auch durch eine Haarnadelschleife ersetzt werden, die als Induktivität wirkt; diese Bauweise ist im Bild c skizziert. Praktischer aber von gleicher Wirkung ist ein geschlossener Koaxialkabelstub, der nach Bild d die Aufgabe der Haarnadelschleife übernimmt. Mechanisch etwas schwieriger herzustellen ist die Resonanzanpassung über eine unsymmetrische Stichleitung nach Bild e, die man jedoch im Kurzwellenbereich häufiger findet. Die bekannte Gamma-Anpassung ist für diese Anwendung im Bild f dargestellt,sie könnte auch zur einfacheren Resonanzabstimmung in eine Omega-Anpassung umgewandelt werden. Bei Gamma- und Omegaanpassung ist der Strahler direkt geerdet. Eine selten verwendete Ausführung zeigt Bild g; hier befindet sich am Antenneneingang ein Parallelresonanzkreis, der auf die Betriebsfrequenz abgestimmt ist. An der Kreisspule wird die dem Wellenwiderstand des Koaxialkabels entsprechende Impedanz abgegriffen. Über die Spule besteht hier ebenfalls eine galvanische Verbindung des Strahlers mit der Erde.
Alle im obigen Bild aufgeführten Arten der Resonanzanpassung erfordern Korrekturen am fertigen Objekt, die darin bestehen, durch Verändern der Anpassungsglieder zu erreichen, daß die Welligkeit auf dem Speisekabel minimal wird. Es kann deshalb auf eine exakte Vorausberechnung verzichtet werden. Wenn man den kapazitiven Blindwiderstand durch eine Spule (induktiver Blindwiderstand) wie in Bild a oder b kompensieren will, können die vom Schlankheitsgrad des Strahlers abhängigen Induktivitätsrichtwerte für die hochfrequenten Kurzwellenamateurbänder aus der folgenden Tabelle entnommen werden. Als Schlankheitsgrad l/d ist das Verhältnis mechanische Strahlerlänge l zum Durchmesser d zu verstehen, wobei gleiche Dimensionen zu verwenden sind.
| l/d | 28 MHz (myH) | 21 MHz (myH) | 14 MHz (myH) |
| 50 | 0,6 | 0,8 | 1,2 |
| 200 | 1,2 | 1,5 | 2,3 |
| 1000 | 1,7 | 2,3 | 3,4 |
| 4000 | 2,3 | 3,0 | 4,5 |
Der geschlossene Stub in der Form einer Haarnadelschleife (Bild c) wird im Kurzwellenbereich kaum verwendet, weil der Koaxialkabelstub nach Bild d kürzer und flexibler ist. Seine elektrische Länge liegt bei etwa 0,2 Wellenlängen; da der Verkürzungsfaktor V des verwendeten Koaxialkabels berücksichtigt werden muß, kommt man mechanisch mit relativ kurzen Kabelschwänzen aus. Im praktischen Fall wird man mit einem etwas zu langen Kabelstück beginnen (z.B. elektrisch 0,23 Wellenlängen lang) und dieses nach und nach so lange kürzen, bis Welligkeitsminimum eintritt. Nach jedem Abschneiden müssen an der Schnittstelle Innen- und Außenleiter des Kabels wieder miteinander verbunden werden.
Die Bemessung der koaxialen Stichleitung in Bild e könnte errechnet werden. Einfacher ist es, die erprobten Abmessungen für die hochfrequenten Kurzwellenamateurbänder aus der folgenden Tabelle zu entnehmen. Die Tabellenangaben beziehen sich auf die im nächsten Bild eingezeichneten Bemessungssymbole.
Bemessungsschema für einen 5/8-Vertikalstrahler mit koaxialer Stichleitung
| Band (MHz) | Abmessungen l | R | A | B |
| 28 | 6,48 | 2,52 | 1,32 | 0,32 |
| 21 | 8,46 | 3,35 | 1,78 | 0,43 |
| 14 | 12,65 | 5,05 | 2,64 | 0,64 |
Die Antenne wird mit 2...4 Viertelwellenradials versehen, die auch etwas nach unten geneigt angebracht werden dürfen. Da an der fertiggestellten Stichleitung mechanische Veränderungen zwecks Abgleich kaum noch vorgenommen werden können, muß man das Welligkeitsminimum durch leichtes Verlängern oder Verkürzen der Vertikalantenne herbeiführen. Die in der obigen Tabelle angegebenen mechanischen Längen für die Stichleitung beziehen sich auf ein 50-Ohm-Koaxialkabel mit einem Verkürzungsfaktor V=0,66. Stichleitung und beliebig lange Speiseleitung können aus dem gleichen Koaxialkabeltyp bestehen.
Die Texte und Bilder stammen teilweise aus "Rothammels Antennenbuch". Die Genehmigung des Authors liegt vor.