DVB-T UHF Antenne(n) im Selbstbau

(und ein paar ketzerische Bemerkungen zum "Stand der Technik", zumindest bei solchen Kleinantennen, am Ende der Seite)

Als Ende 2004 und 2005 in den dichter besiedelten Gebieten Deutschlands das Ende des analogen terrestrischen Fernsehens durch die Umrüstung auf DVB-T herbeigeführt wurde, fand sich zeitlich dazu passend im Dezember-Heft der Zeitschrift Elektor (12/2004) eine Bauanleitung für eine ganz einfache UHF-Antenne. Es handelte sich dabei um ein Flächendipol (Schmetterlingsantenne) mit einer Signalumwandlung (symm. => asymm.) über eine bifilar gewickelte Luftspule und einem Trennkondensator. Details und eine gedruckte Platine sind bei Elektor heute noch erhältlich, deshalb hier keine weiteren Einzelheiten.

Ob es auch funktioniert? So einfach? Eine entsprechende Antenne mit Material aus der Bastelkiste war schnell gebaut! Und dann auch benutzt, denn diese Antenne lieferte hier auf den Hügelchen im Südosten Dortmunds als Zimmerantenne einen akzeptablen Empfang mehrerer Sender für den Zweitfernseher.

Auch der Erstfernseher sollte jetzt DVB-T (neben DVB-S) empfangen können. Es war naheliegend, die bewährte Antenne noch ein weiteres Mal zu bauen. Dabei im Internet nach Neuem zu diesem Thema gesucht und wirklich: In einem Forum machte jemand den Vorschlag, auf die Anpassungsspule zu verzichten, denn diese Anpassung sei nur beim Senden erforderlich. Leider finde ich das Forum nicht mehr, sonst würde ich es hier genauer zitieren.

Da ich ein Faible für technische Vereinfachungen habe ("weniger Teile"), versuchte ich nun eine absolut simple Antenne zu bauen, für die außer dem Antennenstecker und dem Antennenkabel keine Spezialteile erforderlich sind.

Für Eigenversuche hier die Stückliste: 1 Drahtkleiderbügel (aus der Reinigung), 1 Stück Plastik ca. 3 x 5 cm, 6 Kabelbinder 2,5 mm (oder Bindedraht), ca. 2 m Antennenkabel und 1 Antennenstecker.

	Wer keinen Kleiderbügel vorrätig hat, kann auch zwei Drahtstücke aus "normalem" Draht nehmen, denn der Kleiderbügel wird aufgeschnitten, gerichtet und es werden daraus zwei Drahtstücke von je 33cm Länge abgeschnitten.
	Aus den Drahtstücken werden Dreiecke mit ca. 10 cm Kantenlänge gebogen. Die parallelen Enden sind ca. 1,5 cm lang.
	Als Mittelstück zur mechanischen Fixierung dient eine halbierte Telefonkarte mit beiden Hälften aufeinandergelegt. Hier kann natürlich auch jedes andere stabile Stückchen Kunststoff verwendet werden. Je vier Löcher in T-Anordnung dienen zur Durchführung der Kabelbinder. Das Antennenkabel wurde ca. 15 mm abisoliert, wobei die Abschirmung nicht entfernt, sondern verdrillt zur Seite gebogen wird, während die Seele in die andere Richtung zeigt. An Stelle von Kabelbindern kann man wahrscheinlich auch Bindedraht nehmen und die Enden verdrillen.
	Hier kann man die Lage der Kabelseele und der Abschirmung erkennen. Wichtig ist, dass keines der dünnen Abschirmungsdrähtchen mit der Kabelseele und dem daran angeschlossenen Flügel in Berührung kommt. (das "Metallgegröse" links unten sind Anschlusskontakte vom Chip der Telefonkarte, die sich beim Lochbohren aufgebogen haben. Sie haben mit der Antenne nichts zu tun.) Es ist auch zu erkennen, dass die Enden der Dreiecke mit dem Kabel über je einen Kabelbinder zusammengebunden sind und nichts verlötet ist. Es sollte eben so einfach wie möglich sein. Ob diese Verbindung langfristig stabil bleibt oder wegen Kontaktkorrosion mal ihren Geist aufgibt, sei dahingestellt.
	Die fertige Antenne, gezeigt in V-Polarisierung. Die Kunststoffplatte als mechanischer Träger für die beiden Antennenflügel ist nicht besonders geschickt ausgelegt: Die senkrechten Bohrungen wären mit Versatz zum Außenrand (hier nach links) besser angeordnet, weil dann die beiden Binder zur Fixierung des Kabels mit größerem Abstand hätten montiert werden können. Zum Größenvergleich: Die Kunstoffplatte in der Mitte ist immer noch die halbierte und doppelt gelegte Telefonkarte. Ob eine Verfüllung der Dreiecke mit Alufolie den Empfang verbessert? Ergebnis: Eher eine Verschlechterung, aber unbedeutend. Nur ablesbar am sowieso etwas zappelnden "Signalstärke" Balken.
Und hier ein paar Ergebnisse: Die Antenne wurde überprüft mit dem hier bewährten Kathrein UFE370 (mit Philips Tuner, ein Empfänger ohne Schnick-Schnack) als DVB-T Box. Prüfprozedur: Durch Reset auf Werkseinstellungen wurde die Liste der gespeicherten Programme gelöscht und dann der Suchlauf neu gestartet. Die Anzahl der gefundenen Sender (bzw. TPs) war Indikator für die Empfindlichkeit der Antenne. Antennenstandort und -ausrichtung waren immer gleich. Das Kabel zwischen Antenne und Empfänger war in beiden Fällen ca. 1,8 m lang. Das (erstaunliche) Ergebnis: mit 9 sauber empfangenen TPs schlägt die oben vorgestellte Primitivantenne deutlich die technisch aufwändigere zuerst gebaute mit nur 7 TPs, davon 3 unsauber. Das war ein nicht erwartetes Ergebnis. Im Detail: Die neun sauberen TPs sind die Gleichfunkfrequenzen des Ruhrgebiets 506, 538, 586, 690, 722, 746 MHz sowie drei Frequenzen aus Münster: 474, 666, und 778 MHz. Das ist eine Spreizung von fast 300 MHz, was für die Breitbandigkeit der Schmetterlingsantenne spricht. Und für die Empfindlichkeit: Bis zum Dortmunder Fernsehturm sind es ca. 12 km (ohne freie Sicht, hinter einem Hügel), bis nach Münster sollten es so ca. 60 km sein.
	Hier links die 2005 weitgehend der im Elektor gezeigten Anleitung folgend gebaute Antenne: Man sieht die beiden Antennenflügel (im Ausschnitt), die hier aus 0,3 mm dickem Alublech geschnitten sind, die Spule zur Impedanzübersetzung, den Trennkondensator und Löcher der beiden Kabelbinder, mit denen das Antennenkabel an der Leiterplatte fixiert war. Dieses ist bereits entfernt und wird mit einer der beiden neuen Antennen benutzt.
	Der mittlere Teil der alten Antenne in Vergrößerung. Die Lochrasterplatine ist eine HF-Version mit einem isolierten Lötauge um jedes Loch und keine Streifenleiterausführung. Die Schräubchen haben M2-Gewinde. Dieser mechanische Aufbau ist sicherlich nicht identisch mit der von Elektor veröffentlichten (und immer noch vertriebenen) Platine. Es kann also hier keine Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Elektor-Platine erfolgen. Ich kann in meinem Aufbau aber auch keinen mechanischen Fehler erkennen.

Einige Anmerkungen:

Die gewählte Dreiecksform der Flügel ist meiner Meinung nach eher zufällig. Folgt man der Abbildung in Wikipedia, dann scheint es auch mit schlankeren Dreiecken zu gehen. Offenbar ist Ausprobieren angesagt. Eine ganz andere Antennenform findet sich hier. Diese kann man wahrscheinlich auch benutzen, wenn man statt der Dreiecke Quadrate formt. Viele schwören auf die vermeintlich einfache Stabantenne, die in Wirklichkeit einen Dipol darstellt. Mir ist allerdings (noch) nicht klar geworden, warum dort immer wieder empfohlen wird, das freigelegte Kabelstück abzuisolieren. Der Kunststoff des Kabeldielektrikums stellt nun keine große Abschirmwirkung her. Es sollte deshalb vernünftig sein, den Kunstoff stehen zu lassen, denn er trägt zur mechanischen Stabilität der Antenne bei.

Aber die oben gezeigte Antenne sollte nur ihre Funktion beweisen können und keine Schönheitspreise erringen.

Das Problem der Originalanleitung ist offenbar die Spule. Denn die zweite oben erwähnte Antenne war als Nachbau der Ersten schon bis auf die Spule fertig als ich auf die erwähnte Anmerkung gestoßen bin. Deshalb wurde dann das Antennenkabel ohne Spule und Trennkondensator angelötet und in einem anderen Zimmer mit einem anderen Empfänger benutzt. Dort werden sogar noch zwei TPs mehr empfangen, vermutlich, weil dieser Raum mit den Fenstern in andere Himmelsrichtungen "guckt".

Als Ingenieur macht mich die Erfahrung mit der Primitivantenne sehr nachdenklich. Schon in den ersten Buch- und Zeitschriftenartikeln zu dem Thema HF und Antennen, die mir vor fast vierzig Jahren in die Hände fielen, wurde hergebetet, dass Wellenwiderstände anzupassen sind, und dieses mit irgendwelchen L(-C)-Kombinationen zu verschalten ist. Und dies gelte für Sende- und Empfangsantennen gleichermaßen. Stichwort BALanced - UNbalanced: BALUN (u.a.m.) Demnach kommen Dipol und Koaxkabel nie direkt ohne Anpassungsglied zusammen. Das ist einfach "Stand der Technik".

Der Verfasser der Elektor-Bauanleitung zur Antenne hat deshalb auch ganz automatisch über die Impedanzanpassung nachgedacht und eine Lösung vorgeschlagen. Und dann stolpere ich in einem Forum über den Einwurf, dass diese Anpassungen nur zur Erlangung eines ausreichenden Stehwellenverhältnisses für Sendeantennen notwendig seien. Für Empfangsantennen dürfe man darauf ruhig verzichten. Und es ist anscheinend richtig! Ist das (wieder mal) ein Fall, wo jahrelang technisches Wissen einfach schief hing? Ich habe weder die ausreichende Ausbildung noch Messgeräte um dieses wirklich belegen zu können. Dennoch treibt mich die Frage um.