Antennenschalter

© DC9ZP 2006

Einige Funkamateure, die sich einen kommerziellen Schalter zulegen, um damit diverse KW-Antennen umzuschalten, haben die Erfahrung gemacht, dass sich das SWR einiger Antennen nach dessen Installation ändert und so die mühsam gefundene Anpassung dahin ist. Die Vermutung, dass der Schalter defekt ist, drängt sich auf.

Der Schalter ist in Ordnung, Grund für die Misere ist das Schaltprinzip. Es werden in den marktüblichen Antennenwahlschaltern nur die Seelen der Koaxialkabel umgeschaltet, alle Außenleiter liegen über das Gehäuse auf dem gleichen Potenzial. Die Antennen sind somit voneinander galvanisch nicht getrennt. Auch der bei einigen Schaltern implementierte Kurzschluss nicht verwendeter Antennen ist keine Abhilfe.

Bei Antennen, die sauber symmetriert sind und keine Mantelwellen auf dem Außenleiter des Koaxialkabels aufweisen, funktioniert dieses Schaltprinzip recht gut. Probleme treten auf, wenn neben Beam etc. z.B. endgespeiste Antennen verwendet werden, die zudem noch am Übergangspunkt vom Speisekabel zur Antenne keine Mantelwellensperre haben.

Hier treten dann Nebeneffekte dadurch auf, dass über den Schalter zusätzliche Gegengewichte, die es vorher nicht gab, wirksam sind und dadurch die vorherige Anpassung quasi „verbogen" wird. Je mehr verschiedene Antennen auf den Schalter gelegt werden, desto unübersichtlicher werden solche Effekte.

Ich will hier nicht auf die komplexen HF-technischen Gründe eingehen, die zu den geschilderten Erscheinungen führen, sondern nur Tipps für die Umschaltung von Antennen im KW-Bereich geben, die zudem noch wenig kosten.

Ein Antennenschalter muss also zweipolig umschalten können, um die Seiteneffekte durch strikte galvanische Trennung auszuschließen. Dazu nimmt man ein festes Kunststoffgehäuse und baut die Koaxialbuchsen in der gewünschten Anzahl ein ( Bild 1). Bei [1] gibt es die SO239 Buchsen für unter 1 Euro das Stück.

Der eigentliche Antennenwahlschalter besteht dann aus einem Drehschalter mit mindestens zwei, natürlich voneinander unabhängigen Ebenen, und der Anzahl der gewünschten Schaltstellungen auf jeder Ebene. Für Leistungen bis 200 Watt reichen die bei [2] angebotenen Drehstufenschalter aus Pertinax aus, für höhere Leistungen bis zu 1 KW, muss man keramische Schalter mit robusten Kontakten verwenden (Bild 2). Solche Schalter, auch neu, gab und gibt es auf dem Flohmarkt der HAM Radio für ca 4 Euro. Gelegentlich kann man auch in eBAY passende Exemplare finden.

Bild 2: Robuster Keramikschalter mit ca 10 Stellungen, bis 1 KW gut geeignet.

Die verdrillten Drähte haben ein Z von annähernd 50 Ohm.

Die Verkabelung muss ebenfalls der Leistung angepasst sein, kurze, verdrillte Drähte mit einem Querschnitt von ca. 3-4 mm² sind noch ausreichend flexibel, bis über 1 KW geeignet und haben einen geeigneten Wellenwiderstand. Der Wellenwiderstand eines Leiters wirkt sich übrigens nur dann negativ auf das SWR aus, wenn er länger als Lambda/100[3]ist. Man kann auch direkt Koaxialkabel zur Verdrahtung verwenden, in der erforderlichen Leistung steht dabei nur RG-142 (Teflon) zur Verfügung, was aber aufgrund der Steifigkeit schwierig zu verlegen ist. RG-58 ist nur bis ca. 800 Watt geeignet und läßt sich zudem auf engem Raum schlecht installieren.

Ich habe die Schalter (Bild 1-3) bis 30 MHz getestet, das SWR hat sich sich mit dem Einfügen für die jeweilige Antenne nicht geändert, für den UKW-Bereich dürfte bei gleicher Schalterart allerdings Koaxialkabel obligatorisch sein.

Die Probleme bestehen auch bei der Fernumschaltung der Antennen, auch hier sind bei kommerziell erhältlichen Schaltern die Außenleiter der Antennenbuchsen zwangsweise auf gleichem Potenzial. Abhilfe ist nur durch Selbstbau eines geeigneten zweipoligen Umschaltsystems möglich, dass pro Antenne mit je einem Relais (30-40 A 2xEIN oder 2xUM, spannungsfest bist 1000 Volt ) für Leistungen bis zu einem KW realisiert werden kann. Die Steuerung der Relais nimmt man mit einem Drehschalter im Shack vor, der über eine mehradrige Steuerleitung ( Rotor- oder Telefonkabel) das jeweilige Relais schaltet. Mit einer 6 adrigen Steuerleitung kann man also 5 Antennen umschalten. Ein Beispiel für eine Umschaltbox gibt es hier.

Grundsätzlich sollte man sich angewöhnen, Antennen nicht unter Last umzuschalten. Vor allen Dingen bei der Anpassung von koaxial gespeisten Antennen durch einen Tuner im Shack, können je nach tatsächlichem SWR hohe Spannungen im entstehen, die Kontakte beim Schalten verbrennen.

[1] Fa. Reichelt Elektronik : http://www.reichelt.de (Artikel Nr: SO239)

[2] Fa. Reichelt Elektronik : http://www.reichelt.de (Artikel Nr: RS2212)

[3] ARRL, Newington Conn. „The ARRL Handbook 2002", Chapter 19.4ff

Bearbeitungstand dieser Seite : 17.07.09