Kapazitive Dosenantenne KAP10 für das 10m-Band

Nach der kapazitiven Dosenantenne KAP20 für das 20m-Band habe ich jetzt noch eine Dosenantenne für das 10m-Band gebaut. Die Ausführung ist der Bauschreibung der KAP20 ähnlich. Einige Verbesserungen gab es aber trotzdem.

Die kapazitiven Antennen nach dem Vorschlag von DL7AHW stellen natürlich einen Kompromiss dar. Der Kompromiss bezieht sich aus meiner Sicht vor allem auf die Verwendung größerer und leistungsfähigerer Antennen am Wohnort. In meinem Fall ist es mir durch den Vermieter untersagt, Antennen auf dem Balkon mit einer Ausnahme aufzustellen. Da ich gerne auf KW arbeiten möchte, lag es nahe, nach Alternativen zu suchen. Dabei entdeckte ich die kapazitiven Dosenantennen von DL7AHW.

Die vorliegende Anleitung für die kapazitive Dosenantenne KAP10 für das 10m-Band adresiert auch die neuen Funkamateure der N-Klasse im deutschen Amateurfunk. Wie ich finde, ist es ein einfaches Bastelprojekt und erschließt die in der N-Klasse erlaubte Kurzwellenaktivität um 29 MHz herum. In meinen Links am Ende der Beiträge gebe ich außerdem Hinweise auf Alternativen. So stellt Arthus, DL7AHW auf seiner Webseite einen recht einfachen Bauvorschlag zur Verfügung, der ohne einen 3D-Drucker lediglich mit Material aus dem Baumarkt zurecht kommt.

Nach ersten Versuchen stellte ich fest, dass die Dosenantenne sehr abhängig vom Aufstellungsort ist und bei weitem nicht mit großen Antennen konkurrieren kann. Einen Reiz hat es aber für mich schon: Optimierung! Was muss ich anstellen, um aus dem Grundmodell heraus bessere Leistung zu erzielen. Natürlich gibt es Grenzen, aber warum sollten die nicht ausgelotet werden. Zum heutige Zeitpunkt sehe ich folgende Möglichkeiten:

Jetzt aber zum Bauprojekt. Wie bereits eingangs erwähnt, gab es einige Verbesserung beim Aufbau. Nachfolgend ein Bild von der aktuellen Version der KAP10 Dosenantenne:

Zunächst berechnete ich die Baudaten für die Dosenantenne mit Hilfe des Programms von Arthur, DL7AHW (Link unten). Als Draht für die Spule verwendete ich wieder den Kupferlackdraht mit 1 mm Durchmesser. Die Länge ermittelte ich vom Dosenboden bis Abschluss des aufgepressten Düsenrings. Als Frequenz verwendete ich die Obergrenze des 10m-Bandes bei 29,5 MHz.

Da ich das Gehäuse wieder mit meinem 3D-Drucker (Renkforce RF100) erstellen wollte, konstruierte ich die Druckdaten wieder wie bei der KAP20 mit der freien 3D-Konstruktionssoftware FreeCAD zunächst als 3D-Modell. Die Zeichnunsgableitungen erstelle ich dann für die Dokumentation zusätzlich. Wie schon bei der KAP20 Antenne stelle ich die Zeichungs- und Modelldaten hier auf der Seite zum Download zur Verfügung. Für den Druck der Bauteile mit meinem Renkforce RF-100 3D-Drucker exportiere ich die Modelldaten als STL-Datei ohne irgendwelche Anpassungen und drucke die teile vorzugsweise in den Grundeinstellungen über die CURA Software auf den Drucker. Lediglich bei druckempfindlichen Bauteilen verändere ich die Wandstärke des Bauteils von 0,8 mm auf 1 - 1,5 mm je nach Anwendungsfall. Da liegt keine Berechnung dahinter, dass entscheide ich nach Gefühl.

Im Unterschied zur KAP20 habe ich eine kleiner Dose (Haarspraydose Wella aus Aluminium) und wegen der Anzahl der Spulenwindungen einen kleineren Spulendurchmesser von 25mm verwendet. Der Durchmesser der Spule ergibt sich aus dem Gehäusedurchmesser (24mm) und dem verwendeten Kupferlackdraht mit Durchmesser 1 mm. Der kleinere Spulendurchmesser ermöglicht eine höhere Anzahl Windungen. Dies ist günstig für eine Anpassung, sollte der geforderte Frequenzbereich der Antenne von 29,5 MHz (gewünschte Obergrenze) nicht erreicht werden. Arthur empfiehlt auch, mit der maximalen Frequenz zu berechnen, da ja mit der Teleskopantenne dann durch Verlängerung die Resonanzfrequenz nach unten korrigiert werden kann. Bei meinem Baumuster sollte sich zeigen, dass dies bis weit unter die Bandgrenze bei 28 MHz möglich war.

Auch am Antennenfuss habe ich gegenüber der KAP20 etwas geändert. Durch den geringeren Durchmesser der Spule, fädelte ich den Spulendraht wieder durch ein zweites Loch neben dem Spulenende nach außen. Die Ableitung aus RG58 mit einer Länge von 1,67 m wurde außen mit zwei Kabelbindern befestigt, die in zwei Nuten im Antennenfuss laufen.

Die Dose der KAP20 war aus Stahlblech und somit konnte ich den Gewindeeinsatz M3 für die Teleskopantenne einlöten. Als Gewindeeinsatz verwende ich kurze Ruthex RX-M35x4.0, wie sie zum einkleben in 3D-Druckteile verwendet werden. Ebenso ging das auch mit dem Spulendraht, der am Düsenkopfteil angelötet wurde. Dose und Düsenteil waren leitend verbunden.

Bei der KAP10 mit der Dose aus Aluminium musste ich anders vorgehen. Der Düsenkopf war nicht leitend mit der Dose verbunden. Ich sägte den Düsenkopf kurzerhand ab und befestigte mit einer Popniete eine lötbare Öse an der Dose. Zwei kleine Einschnitte ermöglichten, die Lötöse etwas nach innen zu biegen. Damit passte die Dose exakt in das Gehäuse.

Am Dosenboden, der ja bei der Dosenantenne nach oben zeigt, wird ja die Teleskopantenne befestigt. Hierfür fertigte ich auf dem 3D-Drucker eine Bohrschablone mit einem Innenloch (D = 4mm).

In den Dosenboden bohrte ich dann mit der Bohrschablone mittig ein Loch (D = 4mm) für eine Popniete. Der Innendurchmesser der Popniete ist 2,5mm. Das entspricht der Kernlochbohrung für ein Innengewinde M3, dass ich anschließend in die eingepresste Popniete geschnitten habe. Die Dose habe ich vorher noch mit Schmirgelleinen (120er) für einen besseren elektrischen Kontakt blank geschmirgelt. Danach sicherte und versiegelte ich die Popniete noch mit Sekundenkleber und Aktivatorspray. SPäter versehe ich noch alles mit einem Schutzlack. Ich verwende dazu Plastik 70.

Hinweis: Vorher muss noch der abgerissenen Bolzenkopf in der Niete durch einen vorsichtigen Schlag mit Hammer und dem abgerissenen Nietenstift heraus geschlagen werden.

Abschließend wird noch die Ableitung an die Spule gelötet. Vorher wird das Ableitungskabel noch angefertigt. Länge nach Anleitung 1,67m, gemessen zwischen der Stirnseite am UHF-Stecker und dem Ende der Abschirmung. Eine kleine Zugabe für Verbindung zwischen Spule und Kabel berücksichtigen. Aufpassen beim Anlöten des Kabels. Der PLA-Werkstoff des Antennenfusses hält bis ca. 60 Grad, danach wird er weich.

Die Spule habe ich noch vorsichtig zusammen gedrückt und mit zwei Bahnen flüssigem Sekundenkleber fixiert. Die blauen Flecken neben der Spule stammen vom Aktivatorspray, dass ich anschließend aufgesprüht habe, um den Aushärtungsvorgang des Sekundenklebers zu beschleunigen.

Nach dem Abschluss der Arbeiten geht es jetzt zum Test. Ich berichte darüber in einem weiteren Beitrag im Berichtskapitel. Die fertige Antenne sieht dann bei mir so aus. Im Downloadbereich stelle ich die Zeichnungen und 3D-Modelle für FreeCAD zur Verfügung. Die aktuelle FreeCAD Version bei mir ist 1.0.0, aktualisiert am 22.12.2024.