Für QRP oder 100 Watt: Erdleitungskoppler für unterwegs

Als Gegengewicht zu endgespeisten Antennen, einer oft auf Reisen verwendeten Antennenart, ist die Verbindung vom Transceiver oder Tuner zur Erde und zu einem elektrischen Gegengewicht notwendig. Der Beitrag beschreibt, wie man die Erdverhältnisse optimieren kann.

Die Verbindung zur "Hotel-Erde"

Funkstationen sind galvanisch zu erden. Der Steckdosen-Schutzkontakt darf im Zusammenhang mit Außenantennen nach VDE nicht als Erde benutzt werden. Der Funkamateur, der seine Station portabel, z. B. aus dem Hotelzimmer heraus betreibt, wird im Allgemeinen nur die Möglichkeit der Verbindung zur Zentralheizung haben. Als es noch keine Thermostaten gab, konnte man den Erdungsdraht dort an der Schraube des Wärmereglers unterklemmen. Bei den heute üblichen dünnen Kupferrohren bewahrt sich der Anschluss über eine Batterieklemme, wie sie bei Ladegeräten verwendet werden.

Die abstimmbare HF-Erde

Heizungsrohre sind zwar brauchbare galvanische, aber in der Regel schlechte HF-Erder. Ihr Weg bis zur Erde weist meist eine beachtliche Induktivität auf, so dass die HF bei vorhandenen Antennen-Unsymmetrien die Station belastet. Das wirkt sich dann durch "heiße Lippen", verzerrte Modulation, Chirpen bei CW und Störungen anderer elektrischer Geräte aus. Hier hilft ein Erdleitungskoppler, mit dem man einen zusatzlich auf dem Boden ausgelegten Draht oder einen anderen Leiter (z. B. das Balkongeländer) auf λ/4-Resonanz bringt. Solche Gegengewichte haben bekanntlich am gespeisten Ende einen sehr niedrigen HF-Widerstand, d. h., hier ist die HF-Spannung am niedrigsten.

Der Erdleitungs-Koppler besteht aus der Reihenschaltung einer veränderbaren Induktivität und einer veränderbaren Kapazität. Die Reihefolge der Anordnung ist beliebig; wegen der geringeren Spannungsfestigkeit wird man die Kapazität dem Transceiverausgang zugewandt anordnen. Ein Ende des Kopplers ist möglichst kurz mit der Gehäuse-Erdklemme des Transceivers - oder, soweit vorhanden - mit dem Antennentuner zu verbinden. An den anderen Anschluss kommt ein isolierter Draht möglichst großer Länge. Zur Abstimmung kann man einen Stromwandler mit Diodengleichrichtung und Drehspulinstrument vorsehen(1). Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, dass es auch über das meist vorhandene Stehwellenmessgerät geht, was der geringen Größe und Preiswiirdigkeit des Kopplers sehr entgegenkommt.

Konstruktives zum Selbstbau

Schon wegen der nur zwei notwendigen Bauteile ist der Erdleitungskoppler ein typisches Selbstbauprojekt. Geräte zur Mitnahme im Reisegepäck müssen möglichst klein sein, daher scheiden voluminöse Bauteile aus. Im Erdleitungskoppler stehen am veränderbaren Kondensator keine hohen HF-Spannungen an, daher sind kleine Drehkondensatoren aus Rundfunkgeräten mit geringem Plattenabstand ausreichend. Sie müssen allerdings isoliert montiert werden, was am einfachsten in einem Gehäuse aus Kunststoffmaterial zu realisieren ist. Eine zusätzliche Isolierstoffachse kann nicht schaden; bei kleineren Leistungen genügt ein nichtleitender Drehknopf. Bei der Beschaffung von derartigen Bauteilen muss man heute leider auf Flohmarktangebote zurückgreifen. Alternativ sei auf die Surplus-Versandfirma Oppermann verwiesen. Stetig veränderbare Luftspulen (Rollspulen) eignen sich wegen ihrer Baugröße nicht. Es bewähren sich Ferrit- oder Eisenpulverkerne mit mehrfach angezapfter Wicklung. Über einen Drehschalter mit 12 Schaltstellungen wählt man die benötigte Induktivität grob vor und stimmt dann mit dem Drehko fein ab.

Erdleitungskoppler für 100 W

Passend zum IC-706MKIIG-Reisetransceiver wurde der Erdleitungskoppler in einem Kunststoffgehäuse L × B × H = 135 × 95 × 48 mm aufgebaut (z. B. Conrad, Best.-Nr.: 52 31 00). Der Kondensator ist ein Radio-Luftdrehko 2 × 330 pF mit geringen Abmessungen und einem Feintrieb 3:1. Es wird nur ein Plattenpaket benutzt. Bei Bedarf lässt sich das andere parallel schalten. Da der Erdleitungskoppler auch kurze Drähte für das 80-m-Band anpassen soll, muss die Induktivität relativ groß sein. Übliche KW-Eisenpulverkerne, z. B. der Kennfarbe Rot, benötigen für circa 40 µH zu viele Windungen. Es wurde daher ein Amidon T157 (38,5 mm Durchmesser) der Kennfarbe Gelb/Weiß gewählt, bei dem 22 Windungen Lackdraht mit 1 mm Durchmesser eine Induktivitat von 44 µH ergeben.

Der Drehschalter ist ein handelsüblicher Typ 1 × 12, Außendurchmesser 26 mm, in Vollkunststoffausführung, keine Printkontakte (z. B. Conrad, Best.-Nr.: 70 97 00). Auf Stellung 1 liegt der Spulenanfang, auf den Stellungen 2 und 3 jeweils eine Folgewindung, ab Stellung 4 je zwei Folgewindungen und auf den Stellungen 11 und 12 je drei Folgewindungen. Zur Befestigung: Der Ringkern sitzt freitragend, parallel hinten auf dem Schalter. Dazu werden dessen Anschlusskontakte um 90° abgewinkelt und mit den an dieser Stelle abisolierten Drahtwindungen entweder direkt oder über kurze Drahtbrücken verlotet. Die Güte des verwendeten Eisenpulverkerns ist zwar für Kurzwelle geringer als bei einem Exemplar der Kennfarbe Rot, für den Erdleitungskoppler aber völlig ausreichend. Über Telefonbuchsen auf der Gehäuserückseite wird der Anschluss zur Transceiver-Masse und zum Radialdraht hergestellt. Achtung: Telefonbuchsen vorverzinnen oder Lötösen verwenden, sonst schmilzt das Thermoplastmaterial des Gehauses!

QRP-Erdleitungskoppler

Passend zu den gangigen QRP-Transceivern wurde der Koppler in einem Kunststoffgehäuse L × B × H = 72 × 50 × 26 mm aufgebaut (z. B. Conrad, Best-Nr: 52 26 35). Der Kondensator ist ein Hartpapier-Drehko 1 × 500 pF. Wird er nur für das 20-m-Band benötigt (wie im vorliegenden Fall bei einem SST-20), dann schaltet man einen Festkondensator von 470 pF in Reihe. Als Ringkern wurde ein T80 (20 mm Durchmesser) in der Kennfarbe Gelb/Weiß gewahlt. 30 Windungen Lackdraht mit 1 mm Durchmesser ergeben 40 µH. Als Schalter dient das gleiche Modell wie bei der 100-Watt-Ausführung, jedoch mit Printkontakten. Die Schaltkontakte 2 bis 6 sind mit jeder zweiten, Nummer 7 bis 12 mit jeder dritten Windung verbunden. Wird der Koppler nur für die höheren Bänder benötigt, dann genügen Induktivitäten bis 10 µH. Die Herstellung einer solchen wurde in (2) beschrieben.

Der Abstimmvorgang

Erdleitungskoppler sind auch dann noch nützlich, wenn man eine resonante unsymmetrische Sendeantenne benutzt, besonders aber in Verbindung mit einem Antennenkoppler und unresonanten Strahlern(2). Zunächst wird die Antenne wie gewohnt angepasst, d. h. in der Regel aufbestes Stehwellenverhältnis abgestimmt. Dann versucht man dieses mit dem Erdleitungskoppler noch zu verbessern, und zwar zunächst grob mit dem L, dann fein mit dem C. Manchmal ist auch keine Verbesserung zu erreichen und man kann den Koppler außer Betrieb nehmen. Aus diesem Grund wird sich der Einbau zusammen mit dem Antennenkoppler in ein gemeinsames Gehäuse nicht lohnen!

Bild 1
Bild 1: Erdleitungskoppler für den QRP-Betrieb.