Mittwoch, 7. Juni 2017

Funken ohne Antenne



Mein Blog-Eintrag "Eine unsichtbare Antenne für Kurzwelle" vom 28 Februar 2015 ist ein Dauerbrenner und nicht aus der Hit-Liste zu kriegen.
Funken ohne Antenne scheint ein weit verbreiteter Wunschtraum von uns Funkamateuren zu sein. Einfach ein tolles Gerät mit vielen Knöpfen und einem farbigen Bildschirm kaufen, an die Steckdose anschließen und losfunken. Ach wie wär das schön!
Dummerweise gelangt man durch die Steckdose nicht in den Aether, dazu braucht es ein anderes Medium: die Antenne, das Schreckgespenst mancher Nachbarn und der technophoben Amateurfunker.
Manch einer greift in seiner Antennen-Not nach Hamsphere und betreibt den Amateurfunk als Simulation. Wieso nicht? Vielleicht ist ja unser ganzes Universum nichts als eine Simulation.
Andere, die in der Lage sind, eine Gummiwurst auf ihr Handy zu schrauben, verschreiben sich vielleicht dem Relaisfunk und finden ihre Befriedigung im Programmieren von DMR.

Genug gelästert, kommen wir zum Punkt:
Es gibt tatsächlich einige Verrückte unter uns OM, die nicht nur ohne Antenne über den Aether funken, sondern das auch noch auf der Lang- und Mittelwelle tun.

Schon im vorletzten Jahrhundert haben findige Köpfe gemerkt, dass man auch über eine einzige Leitung telegrafieren kann, wenn man als Rückleiter die Erde verwendet. Dass es auch ganz ohne Draht geht, zumindest über kurze Distanzen, war die nächste Erkenntnis.
Sender und Empfänger werden dazu jeweils an zwei Erdelektroden angeschlossen, die einige (zehn) Meter voneinander in die Erde getrieben werden. Dass man so auch telefonieren kann, war zu meiner Jugendzeit bekannt und ein beliebtes Experiment. Aber damals gab es ja auch noch keine Smartphones.

Diese Art der Kommunikation ohne Antenne wurde zuerst von den Funkamateuren unter den Speläologen aufgegriffen, um zwischen Stationen an der Oberfläche und Forschern unter Tage zu kommunizieren. 

Einige Jahre später begannen dann Funkamateure, die im 136 kHz und 472 kHz Band experimentierten, die Erde als Antenne zu benutzen. So zum Beispiel G3XBM, seit Jahren ein Experimentator und Blogger mit einem Hang zu den beiden Extremen des Spektrums (VLF und Licht). Roger, mit dem ich viele spannende Langwellenverbindungen hatte, schreibt auch heute noch fast täglich in seinem Blog, obwohl ihm dies nach einem Hirnschlag nicht leicht fällt.

Mit zwei Erd-Elektroden 15 bis 20m voneinander entfernt, erreichte er auf Lang- und Mittelwelle respektable Distanzen (siehe Tabelle unten).
Die Elektroden würden dabei mit der Erde eine Art unterirdische Loopantenne bilden, schreibt er dazu. Diese Loopantenne hat auch eine Richtwirkung: nämlich mit einem Minimum im rechten Winkel zur Verbindungslinie der Elektroden und einem Maximum in Richtung der Verbindungslinie. Die Wirkfläche dieses Loops soll bis tief unter die Oberfläche reichen.
Eine solche Erdantenne ist nicht nur als Sendeantenne zu gebrauchen. Sie ist ebenfalls eine gute Empfangsantenne. Interessanterweise konnte Roger bei seiner Antenne einen Realteil (In diesem Fall einen Verlustwiderstand) von 50 bis 60 Ohm messen und so den Sender ohne weitere Anpassung direkt anschließen. Der Wirkwiderstand ist, wie bei den stark verkürzten LW-Antennen oberhalb der Erde, natürlich sehr klein. Rik OR7T hat für Rogers Antenne 0.017 Ohm berechnet und gibt die Wirkfläche des Loops mit 290 Quadratmetern an.
Roger verwendete übrigens keine großen Leistungen und das EIRP muss sich im mW oder gar uW Bereich bewegt haben.

 Auch auf anderen Bändern hat er die Erdantenne in der Betriebsart WSPR getestet. Hier seine Resultate:

Erstaunlich was man ohne eine Antenne in der Luft so erreichen kann, nicht wahr?

Interessante Versuche mit der Erde als Antenne im Lang- und Mittelwellenband fanden auch in Australien statt. Dimitris, VK1SV berichtet auf seiner Seite über Versuche, die bereits im Jahr 2011 stattgefunden haben.
I don't understand it, but I like it! schreibt er am Ende seiner Berichte. Genauso ergeht es mir auch :-)

Viel Spannendes kann man auch im PDF von John Taylor G0AKN (sk) über Erdsysteme erfahren. Auch John war ein Liebhaber der langen Wellen und ich erinnere mich gerne an die QSO's, die wir auf 136 kHz miteinander hatten.

Also, liebe Experimentatoren und technophile OM:

Wieso nicht einfach mal einen Ultimate 3 nehmen, vielleicht noch mit einer kleinen PA, dazu zwei Erdelektroden verbuddeln und WSPR'n? Funk auf Langwelle ohne Antenne ist sicher ebenso spannend wie mit einer DXpedition 59 zu auszutauschen.

Bild oben: Walliser Kühe
Bild Mitte: aus dem Blog von G3XBM

Ob dieser Herr gerade eine seltenes DX verpasst hat?




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