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Antennen-Tuner

DC2NJ-Antennentuner


Moderne Transistor-Sender haben in der Regel eine Ausgangsimpedanz von 50 Ohm und brauchen eine gute Anpassung zur Antenne, um die volle Leistung abgeben zu können und die PA-Transistoren zu schonen.
Es gibt verschiedene Vorschläge zum Selbstbau, z.B. Z-Match, oder T-Schaltung. Mitte des vergangenen Jahrhunderts baute die Fa. Collins in ihre hochwertigen Sender zur Anpassung der PA-Röhre an die Antenne ein PI-Filter ein. Es wurde auch als „Collins-Filter“ bezeichnet, aber nicht zu verwechseln mit den berühmten mech. Collins-Filtern in den ZF-Stufen! Von Fachleuten und Amateuren wurde diese Anpassung gelobt, da sich nahezu alle Antennen damit anpassen ließen und zusätzlich eine Oberwellenunterdrückung erreicht wurde. Ich habe mich aus obigen Gründen für diese PI-Schaltung entschieden. Außerdem liegen bei ihr die Drehkos mit dem Rotor auf Masse, was den Aufbau und die Isolierung deutlich vereinfacht. Mein Aufbau ist für mind.100 Watt HF-Leistung geeignet. Ein Nachteil ist, dass man recht hohe Kapazitäten bis ca. 1nF und einer Spannungsfestigkeit von mind. 2000 Volt benötigt. Ein Drehko von 1 nF und entsprechend hohem Plattenabstand (mind.2mm) für 2 kV ist schwer zu beschaffen und außerdem extrem groß. Wie ich dieses Problem gelöst habe, soll u.a. diese Beschreibung zeigen.

Die Lösung ist recht einfach: Der Drehko für die Ant.-Seite muss die hohe Spannung von mind 2000 Volt verkraften. Es genügt bei meinem Aufbau deutlich weniger Drehkokapazität als 1nF. In folgendem Beispiel habe ich 150pF zu Grunde gelegt. Solche Hochspannungs-Drehkos sind leichter zu bekommen, bzw. hat mancher in der Bastelkiste. Kleinere Kapazität geht auch, allerdings wird dann die Anzahl der weiter unten beschriebenen zusätzlichen Fest-C’s und die der zusätzlichen Schalter größer. Für die Schalter benutzte ich Netz-Kippschalter aus Kunststoff. Deren Isolierung und Kontaktbelastbarkeit reicht für unseren Zweck aus. Bei der Berechnung der zuschaltbaren Fest-C’s geht man von der Kapazität des Hoch-spannungsdrehkos aus. Die Werte erhöhen sich immer um die doppelte Kapazität. In unserem
Fall braucht man einen 140pF einen 270pF und einen 520pF- Kondensator. Die Spannungsfestigkeit der kleineren Werte muss auch mind. 2000V betragen. Bei dem 520pF-C kann man mit einer kleineren Spannungsbelastung rechnen, da genügt eine Spannungsfestigkeit von 1000V. Man darf aber die Strombelastung nicht unterschätzen, also bitte
keine Minikondensatoren verwenden! Wie man erkennen kann, habe ich nicht ganz die doppelte Kapazität angegeben. Der Grund ist, dass eine leichte Überschneidung stattfindet, sodass keine Kapazitätslücken entstehen.
Beispiele: Drehko alleine überstreicht 0-150pF. 140pF parallel dazu ergibt 140-290pF. 270pF alleine zum Drehko ergibt 270-420pF. Wenn zusätzlich wieder der 140pF-Kondensator dazu geschaltet wird, kann 410-560pF überstrichen werden usw.... Dies hört sich im ersten Moment vielleicht etwas kompliziert an, ist bei der Bedienung aber ganz einfach. Alle
Kondensatoren in unserem Beispiel zusammen ergeben eine max. Kapazität von 1080pF. Dies dürfte für alle möglichen Antennenformen ausreichen. Soviel zu den antennenseitigen Kapazitäten. Der Drehko an der TX-Seite sollte auch eine hohe Kapazität aufweisen, allerdings ist hier nur mit einer Spannung von max. 1000 Volt zu rechnen. Bei meinem Aufbau benutzte ich einen Rundfunkdrehko aus einem alten Radio mit ca. 1000pF Gesamtkapazität (beide Plattenpakete parallel). Der Luftspalt zwischen den Platten beträgt ca. 0,8 mm. Es hatte bisher nie einen Spannungsüberschlag gegeben. Bei Bedarf kann zusätzlich mittels Kippschalter ein 800pF-Festkondensator parallelgeschaltet werden, so dass bis 1800pF überstrichen werden können.

Nun kommen wir zu der Induktivität:

Bei meinem Aufbau rechnete ich mit einem Gesamt-L von 25 mH. In der Praxis hatte ich diese Induktivität noch nie benötigt. Die zweite (zuschaltbare) Ringkern-Spule könnte also weggelassen werden. Allerdings habe ich noch keine Versuche auf 160m gemacht. Evtl. wird dann die hohe Induktivität benötigt. Für die Spule wird ein Amidon-Ringkern Typ: T-157-2 mit 31 Windungen Installationsdraht 1,5 mm2 sauber und gleichmäßig bewickelt. Vorher umwickelte ich den Ringkern mit Teflon-Dichtungsband (Installationszubehör). 1. dient es zur zusätzlichen Isolierung zwischen Wicklung und Ringkern an den Stellen, wo die Anzapfungen angelötet werden. 2. lässt sich die Wicklung leichter straff ziehen  (Achtung Ringkerne sind brüchig wie Glas!).

Für die Anzapfungen muss die Isolierung an den entsprechenden Windungen etwas abgeschnitten werden. Wie die Anzapfungen dann aussehen, ist auf den Bildern zu erkennen. Sie sind so angeordnet, dass sie sauber an die Kontakte des Stufenschalters angelötet werden können. Die Windungszahlen für die Anzapfungen stellen bei meinem Aufbau nicht unbedingt das Optimum dar (siehe Text im Schaltbild). Wer sich die Mühe machen möchte und die Erfahrung hat, könnte bessere Werte für die Anzapfungen berechnen. Wer eine Rollspule in seiner Bastelkiste sein Eigen nennt, kann diese anstelle der Ringkernspule und des Stufenschalters einbauen. Dann kann die Induktivität stufenlos
eingestellt werden. Der Nachteil ist die große Bauform und die „Kurbelei“ beim Abstimmen.

Beim Stufenschalter zum Umschalten der Induktivität muss auch auf hohe Spannungs-festigkeit geachtet werden! Ich benutzte einen 12-stufigen Schalter im Kunststoffgehäuse mit Kunststoffachse. Den 12. Kontakt entfernte ich, so dass ein größerer Zwischenraum zwischen der ersten und letzten Stufe entstand. Zwischen diesen beiden Kontakten können sehr hohe Spannungen entstehen! Aus diesem Grund muss auch bei den Anzapfungen der ersten und letzten Stufe am Ringkern, die ja zwangsläufig nebeneinander liegen, auf gute Isolierung geachtet werden. Um den Schalter zu schützen, sollte eine Umschaltung grundsätzlich nur bei verminderter Leistung (max.50 Watt) vorgenommen werden!

Als Gehäuse benutzte ich ein Teko-Alugehäuse. Bei den Hochspannung führenden Teilen (speziell Ant-seitigen Kondensatoren), ist auf eine gute Isolierung, bzw. auf einen genügenden Abstand zum Gehäuse zu achten. Bei meinem Aufbau habe ich eine 4mm Plexiglasplatte im Bereich des HV-Drehkos und der HV-Festkondensatoren am Boden und
am Deckel eingeklebt. Dies verhindert das Risiko eines Überschlags.
Mit diesem Tuner konnte ich bisher alle möglichen Antennen (sogar meine Alufolienantenne im Dachboden) gut anpassen. In der Praxis hat es sich bewährt, eine kleine Liste anzufertigen, auf der die C- bzw. die L-Schalterstellungen für die verschiedenen Antennen und verschiedenen KW-Bänder eingetragen sind. Man kann dann im Voraus den Tuner grob einstellen und macht dann in
wenigen Sekunden nur noch den Feinabgleich mit TX-Signal.

Auf den Bildern kann man gut die einzelnen Stufen des Aufbaus erkennen. Für evtl. weitere Fragen kann man mich gerne ansprechen.

Vy 73 de Edi DC2NJ



                                 Für eine evtl. nötige, höhere Auflösung bitte die Bilder anklicken.





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Aktualisierung 28.11.2010 von DK2RO
This page was created on 06.04.2008 by DC2NJ
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