UKW-Antennen UKW-Antennen

Zubehörtest

UKW-Antennen

Olaf Schmidt am 04.10.2020

Meist geht es bei ihrer Anschaffung mehr um Optik als um Funktion. Doch für die Kommunikation sind sie wichtiger als das Funkgerät selbst

Ob die Antenne schick aussieht und zur Optik des Boots passt, lässt sich mit dem Auge beurteilen. Aber was leistet eine Antenne wirklich? 14 Motoryacht-Modelle von vier Herstellern haben wir auf den Prüfstand im Freifeld-Messlabor der Firma HF-Kompetenz in Handewitt gebracht. Die Preise reichen von 60 bis zu stolzen 360 Euro, die Längen liegen zwischen 0,25 und 2,7 Metern.

Drei davon, die kompaktesten, wollten uns die Importeure eigentlich gar nicht mitgeben. Wir haben sie nur deshalb mit auf den Prüfstand genommen, um Ihnen die Unzulänglichkeiten von zu kleinen Antennen aufzuzeigen. Doch zunächst ein kleiner Abstecher zur Funktionsweise.

Vom Draht zur Antenne

Jedes Stück Draht kann eine Antenne sein. Es muss lediglich die Länge zur Frequenz der Funksignale passen, Funker sprechen dann von Resonanz. Den Effekt können Sie ausprobieren: Lassen Sie einen Tampen locker aus der Hand schwingen. Bei einer bestimmten Schlagzahl bewegen sich nur die Enden des Tampens, die Mitte bleibt fast still. Sie haben die Resonanz des Tampens dieser Länge getroffen.

Der UKW-See- und Schiffsfunk arbeitet um 157 MHz, das sind 157 Millionen Schwingungen pro Sekunde. Müssen Sie sich nicht merken, das macht schon das Funkgerät. Die Wellenlänge von Signalen dieser Frequenz liegt knapp unter zwei Metern. Resonanz tritt bei der halben Wellenlänge und vielfachen davon auf, darum sind gute UKW-Antennen mindestens einen Meter lang, der sogenannte Dipol.

Wer es kleiner braucht, kann diesen Dipol auf einen GFK-Stab wickeln, das nennt man einen Wendeldipol. Allerdings nimmt dessen Wirkung mit kürzerem Stab schnell ab: Die einzige Halbmeter-Antenne im Test bringt nur ein Viertel des Signals gegenüber der Fullsize-Version desselben Modells. Immerhin ergibt sich so noch eine einwandfrei funktionierende, resonante Antenne.

Die andere Methode für kurze Antennen: Man schneidet die untere Hälfte des Dipols ab und stellt den Rest auf eine ausreichend große Metallfläche. Es bleibt noch ein Viertel der Wellenlänge vom Strahler übrig, daher lautet der Name: Viertelwellenantenne. Die drei Modelle, welche die Importeure lieber nicht aufs Boot bringen, sind von dieser Bauart, keins hat brauchbare Werte geliefert. Das ist systembedingt: Um die Antenne auf Resonanz zu bekommen, müsste die Metallfläche entweder genau das andere Viertel der Wellenlänge messen oder sehr viel größer sein – was an Bord nie passt. Da der Hersteller die Verhältnisse auf dem Boot nicht kennt, kann so eine Antenne auch nicht ab Werk richtig abgestimmt sein. In der Tabelle sind die Werte für die "Banten Yachtantenne 0,25m" aufgeführt, Glomex RA111 und Scout KM10 liegen ähnlich.

Gewinn oder Verlust

Jede reale Antenne arbeitet in bestimmte Richtungen besser, in andere schlechter. Praktischerweise gibt ein senkrecht stehender Dipol die Sendeenergie bevorzugt in der Horizontalen ab. Wie Sie sich das von der Seite gesehen vorstellen können, zeigt die Zeichnung auf Seite 54. Das ist für den Funk auf dem Boot erst einmal gut, unsere bevorzugten Funkpartner befinden sich ja ebenfalls auf dem Wasser. Raumstationen haben keine Seefunk-Ausrüstung, und der Kontakt zu getauchten U-Booten ist auf UKW ohnehin nicht möglich. Von oben gesehen wollen wir dagegen in alle Richtungen gleich gut zu hören sein, das erfüllt der senkrechte Dipol eigentlich perfekt (s. o.). Hier ist jedoch zu beachten, dass sich auf dem Boot leicht eine Richtwirkung ergeben kann, denn alle Metallteile, die zufällig auf UKW resonant sind, beeinflussen die Abstrahlung.

Wie stark eine Antenne das Signal bündelt, wird als Gewinn bezeichnet, der Effekt ist bei Senden und Empfang gleich. Der Funker bezieht sich dabei auf eine ideale Antenne. Diese arbeitet in alle Richtungen gleich gut, sie strahlt das Signal kugelförmig (isotrop) ab. Tatsächlich lässt sich so eine Antenne nicht bauen, und praktisch wird sie auch nie benötigt. Es handelt sich nur um ein genormtes, theoretisches Vergleichsobjekt.

Das Verhältnis von Prüfling zur Norm­an­ten­ne wird in Dezibel (dB) angegeben. Das ist eine in der Funktechnik übliche logarithmische Skala, mit der sowohl kleine als auch sehr große Verhältnisse handliche Zahlen ergeben. Bei 0 dB sind die beiden verglichenen Antennen gleich gut, 3 dB heißt doppelt so gut, 6 dB sind Faktor vier, 10 db sind dann schon Faktor 100.

Ergebnisse schlechter als das Vergleichsobjekt haben negative dB-Werte: Die Hälfte sind -3 dB, ein Viertel -6 dB.
Der einfache Dipol ist theoretisch aufgrund seiner Ausrichtung in die Horizontale um 2,1 dB besser als die Kugel-Vergleichsantenne. Er wirkt aber auch nach schräg oben und unten noch nennenswert. Eine stärkere Bündelung in die Horizontale lässt sich erreichen, indem man zwei Dipole im richtigen Abstand übereinandersetzt, so sind die drei langen Motorboot-Antennen aufgebaut. Das ist in der Hauptrichtung theoretisch noch mal um
3 dB besser als der Dipol, man könnte so auf 5,1 dBi kommen, das kleine i steht hier für den Vergleich mit der Normantenne.

Zusätzliche Energie kann die Antenne nicht erzeugen, daher muss, was in der Horizontalen gewonnen wird, in anderen Richtungen fehlen. Das Diagramm oben zeigt, wie die Wirkung jenseits der Horizontalen schnell abnimmt. Steht so eine Antenne nicht senkrecht, dann sinkt die Reichweite in der Neigerichtung rapide.

Mehr Informationen? Den Artikel "UKW-Antennen" mit differenzierten Testergebnissen und Hintergrundwissen finden Sie in BOOTE-Ausgabe 10/2020 seit dem 16.09.2020 am Kiosk oder online im Delius-Klasing-Shop.

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Olaf Schmidt am 04.10.2020
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