Hallo allerseits!
Vor einigen Jahren erschien in der Zeitschrift "UKW- Berichte" (03/2005) ein Artikel zum Entwurf einer leiterplattenbasierten LPDA. Der Autor entwarf die Antennenstruktur gem=E4=DF den einschl=E4gigen Entwurfsverfahren (siehe z.B. "Rothammels Antennenbuch" Kapitel 27), nutzte dar=FCber hinaus jedoch die M=F6glichkeit, durch unterschiedliche Elementenbreiten, einen konstanten Wellenwiderstand f=FCr alle Dipole zu realisieren. Die Vermessung erster Prototypen hinsichtlich VSWR und Strahlungsdiagramm ergab jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse: Das VSWR schwankte im Arbeitsfrequenzbereich extrem und das Strahlungsdiagramm wies keine eindeutige Hauptkeule auf. Nach l=E4ngerem Experimentieren kam der Autor zu dem Schluss, dass die beobachteten Probleme auf die zur Elementenspeisung dienende Bandleitung zur=FCckzuf=FChren waren, welche bei diesem Entwurf v=F6llig mit FR4 ausgef=FCllt war. Die Welle auf der Bandleitung breitete sich somit deutlich (ca. 50%) langsamer aus als die von den Dipolen der aktiven Zone abgestrahlten Wellen. Dadurch waren die Phasenverh=E4ltnisse der von den Dipolen abgestrahlten Wellen nicht mehr im richtigen Verh=E4ltnis zueinander. Dies erkl=E4rt - zumindest auf den ersten Blick - plausibel die r=E4tselhaften Messergebnisse f=FCr VSWR und Strahlungsdiagramm. Der Autor l=F6ste das Problem, indem er die beiden H=E4lften der Antennenstruktur auf zwei Leiterplatten verteilte und diese so aufeinanderlegte und mit Abstandshaltern fixierte, dass das Dielektrikum der Bandleitung aus Luft bestand. Die Vermessung dieser Antennenvariante ergab endlich die gew=FCnschten Eigenschften hinsichtlich VSWR und Abstrahlcharakteristik.
Den Ergebnissen dieses Artikels zum Trotz, finden sich im Internet diverse Artikel zu Entw=FCrfen leiterplattenbasierter LPDA, bei denen die speisende Bandleitung mit Leiterplattenmaterial (zumeist FR4) gef=FCllt ist und die durchaus zufriedenstellende Messergebnisse (VSWR, Strahlungsdiagramm) liefern.
Ich selbst habe vor einigen Monaten eine kommerzielle LPDA anhand der einschl=E4gigen Entwurfsverfahren analysiert und das Design f=FCr einen nach unten hin erweiterten Frequenzbereich =FCberarbeitet. Die zugrundeliegende kommerzielle Antenne hat einen Arbeitsfrequenzbereich von 450MHz bis 960MHz und besteht aus einer zweilagigen Kupferstruktur auf FR4 Leiterplattenmaterial, bei der die zur Speisung der Dipole dienende Bandleitung mit FR4 gef=FCllt ist. Ziel des Redesigns war eine Erweiterung des Frequenzbereichs nach unten hin bis 315MHz. Zu diesem Zweck wurde die Antennenstruktur um 3 l=E4ngere Dipole erg=E4nzt. Nach Fertigung der neuen Antennenstruktur wurde diese Vermessen. Die Messung der R=FCckflussd=E4mpfung ergab durchaus zufriedenstellende Werte
10dB im gesamten Arbeitsfrequenzbereich. Eine Messung des
Strahlungsdiagramms war bislang leider nicht m=F6glich.
Somit steht also gegen die - auf den ersten Blick durchaus plausibel erscheinende - Aussage des Artikels in den UKW-Berichten, das Design diverser kommerziell gefertigter Antennen, die Aussagen diverser Artikeln im Internet, sowie auch die Messergebnisse meines eigenen LPDA-Entwurfs.
Ich hoffe, jemand von Euch kann mir einen Hinweis zur Aufl=F6sung dieses scheinbaren Widerspruchs geben.
MfG / vy 73 de
Ilka Harders, DL2IH