Amateurfunk DL1JWD

OCF-Dipol-Calculator

OCF bedeutet, "Out of Center Feeded", also außerhalb der Mitte gespeist.
Das Programm zeigt für maximal neun verschiedene Frequenzen die idealisierten Stromverteilungen eines solchen gestreckten Dipols im Freiraum, hilft bei der Abschätzung eines optimalen Speisepunkts für den Mehrbandbetrieb und berechnet die entsprechenden Eingangsimpedanzen auf Basis von Integralen der Antennentheorie.
Natürlich sind in einem OCF-Dipol sowohl symmetrische als auch resonante Strahler als Sonderfälle enthalten.
Die Ergebnisse dienen als Ausgangsbasis für alle amateurmäßigen Berechnungen, bei denen die Eingangs-impedanz des Strahlers gefragt ist (z.B. für Kabelrechner oder Doppelzepp-Rechner. Die Kenntnis der Lage der Strommaxima (Strombäuche) erlaubt auch eine grobe Abschätzung des Strahlungsdiagramms ("Strom strahlt").

Die Bedienung ist selbsterklärend, lediglich drei Besonderheiten sind zu beachten:

Wenn Sie die Farbe einer Stromkurve ändern wollen, dann hilft ein Klick mit der rechten Maustaste auf den entsprechenden Farbeintrag (obere Reihe).
Eine besonders feinfühlige Verschiebung des Speisepunkts gelingt mit den Pfeiltasten der Tastatur oder mit dem Mausrädchen.
Zur OCF_Dipol.exe gehört auch die Konfigurationsdatei OCF.cfg, die dafür sorgt, dass die vorgenommenen Einstellungen nicht verlorengehen.

Beispiel 1: FD4-Antenne

Unter den außermittig gespeisten resonanten Dipolen hat die so genannte "Stromsummen- oder Windom-Antenne" eine besondere Bedeutung. Ziel war es, einen Einspeisepunkt zu finden, der den Betrieb auf mehreren Amateurfunkbändern ermöglicht. Die am meisten verbreitete Variante, die um 1970 von Kurt Fritzel, DJ2XH, entwickelte FD4 mit einer Länge von 41,5 Meter, wollen wir jetzt unter die Lupe nehmen:

Mit dem Schieberegler (unterhalb des Diagramms) ändern wir den Speisepunkt. Klickt man aber gleich den Button "Windom", so kann man sich diese Arbeit sparen.
Man erkennt, dass sich bei 13,8m Entfernung alle vier Stromkurven in einem Punkt schneiden. Das bedeutet aber nicht, dass die Eingangsimpedanzen Za = Ra + jXa des Dipols in diesem Punkt gleichgroß sind, der Absolutbetrag von Za bewegt sich aber in derselben Größenordnung (einige hundert Ohm), sodass die Anpassung an die 50Ohm-PA kein Problem sein sollte.
Außer auf 3,5/7/14/28 MHz kann man diese Antenne auch auf 18,1 und 24,9MHz verwenden, hingegen nicht auf 21MHz (Stromknoten), überzeugen Sie sich selbst davon!

Beispiel 2: Nichtresonanter 13m-Dipol

Jeder OM kennt das Mantra "Strom strahlt". Das Diagramm ermöglicht es, die Lage der "wertvollen" "Strombäuche" festzustellen und dadurch eine annähernde Vorstellung vom zu erwartenden Strahlungsdiagramm zu gewinnen. Als Beispiel soll ein nichtresonanter 2x6,5m Dipol dienen, der auf 28MHz betrieben wird und den wir zunächst symmetrisch speisen wollen.

Zunächst versetzen wir mit dem Button "Dipol symm." den Speisepunkt exakt in die Mitte:
Beispiel 2a

Wir erkennen: Die Stromverteilung hat zwei Maxima (jeweils Lambda/4-Abstand vom Anfang bzw. Ende). Bei 28MHz gilt für die Eingangsimpedanz Ze(Ohm) = 308,7 - j935,7, was einem Absolutwert (Betrag) von ca. 1kOhm entspricht.

Vergleichsweise wollen wir nun den Strahler an einem seiner beiden Enden speisen. Dazu ziehen wir entweder den Schieberegler ganz nach links oder wir klicken den Button "EndFed":
Beispiel 2a

Wieso aber habe ich den Speisepunkt um 20cm nach rechts verschoben?
Die Antwort: Rein theoretisch kann ein endgespeister Strahler aufgrund des fehlenden Gegengewichts nicht funktionieren (ein Anschluss der Speiseleitung würde "in der Luft hängen"). Um einigermaßen reale Werte zu erhalten, muss deshalb den Regler ein wenig nach rechts gerückt werden (im Beispiel entspricht das einem 20cm-Radial).

Hinweise:

Die Stromkurven zeigen nur die tendenziellen Absolutwerte (untere Hälfte nach oben geklappt) und gelten unter den idealen Bedingungen des Freiraums.
Aufgrund unterschiedlicher Umweltbedingungen (Aufbauhöhe, Strahlungskopplung wegen einer nicht rechtwinklig abgehenden Speiseleitung...) kann es in der Praxis zu größeren Abweichungen zwischen berechneter und gemessener Eingangsimpedanz kommen.
Besonders diffizil ist die Simulation einer extrem hochohmigen Einspeisung in einen Stromknoten (z.B. bei endgespeisten Antennen), wir erkennen das an den unverhältmäßig starken Ausschlägen der Stromkurve an diesen kritischen Stellen, hier entfernt sich die Theorie mehr und mehr von der Praxis.
Um Praxixnähe zu gewährleisten, habe ich die maximalen Impedanzwerte auf 5kOhm begrenzt.