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Die Geschichte der HB9CV-Antenne


Immer wieder gibt es Produktnamen, die zu Gattungsbetriffen werden – typische Beispiele sind Tempo oder Tesa. Auch im Amateurfunk gibt es das immer wieder mal. Die älteren OMs kennen noch den DJ6HP 001, den wohl erste RTTY-Demodulator ohne Spulen. Vor allem gilt das für die HB9CV. Allerdings kann sich außerhalb des deutschen Sprachraums kaum jemand etwas unter beiden Begriffen vorstellen...

Liest man Rudolfs Originalartikel [1], wird der Grund für die eher regionale Bekanntheit dieser Antenne klar: Die HB9CV ist die Weiterentwicklung einer Antenne, die im Angelsächsischen als ZL-Special bekannt ist [4]. Zuerst wurde sie beschrieben von George H. Pritchard, ZL3MH (später lizensiert als ZL2OQ), einem Funkanmateur aus Neuseeland. Der wiederum nannte W5LHI und W0GZR als Ideengeber. USA, Neuseeland, Schweiz – Amateurfunk war schon immer ein weltumfassendes Hobby.

Die ursprüngliche Dimensionierung der HB9CV-Antenne

Die ZL-Special ist vor allem bekannt als Kurzwellen-Portabelantenne. Sie wird vorzugsweise aus Fernseh-Flachbandkabel gebaut und z.B. bei Fienddays benutzt. Die Innovation von HB9CV war vor allem, statt der Schleifendipole einfache Elemente zu benutzen und die per Gamma-Match zu speisen. Hier rechts ist das Schema aus [1]. Später veröffentlichte er etwas andere Dimensionierungshinweise [3]. Dort beschreibt er auch die unsymmetrische Speisung der HB9CV. Der einfacheren Konstruktion steht der Nachteil der unsymmetrischen Minima im Antennendiagramm gegenüber.


eine Vorstufe der HB9CV - ARRL Antenna Book 1949, p. 151

Allerdings habe ich den Verdacht, dass Rudolf da sein Licht etwas unter den Scheffel gestellt hat: Nebenstehendes Bild fand ich in [8]. Das war offensichtlich der Diskussionsstand fünf Jahre vor dem Artikel von HB9CV: Because of the difficulty of feeding the elements properly this type of multielement array has had no application in amateur work.

Auf Seite 193 des gleichen Buchs erscheint zwar eine Konstruktion, die der HB9CV erst mal recht ähnlich erscheint, aber anders gespeist wird: In der Mitte, mit einer um 180° verdrehten Speiseleitung für die eine Seite und einem Elementabstand von λ/4. Auch hier werden Probleme mit der Speisung erwähnt, ohne dass sie näher ausgeführt würden. In all diesen Fällen sind die Dipole auch gleich lang, während HB9CV eine Zweielement-Yagi beschreibt.

Die nötige Phasenverschiebung wird bei den beiden Konstruktionen unterschiedlich erzeugt. Natürlich wirkt sich dieser Unterschied auch auf das Richtdiagramm aus, aber das hintere Minimum bleibt.

Messprobleme in der analogen Welt

An einer Stelle war HB9CV zu optimistisch [2]: Es besteht kein Zweifel, dass mit dieser Weiterentwicklung das Ende der Parasiticepoche [d.h. der klassischen, rein stahlungsgekoppelten Yagi] gekommen ist. In [4] meint W4RNL dazu: Als Funkamateure in den 1950ern mit dem Eigenbau von Yagis so ihre Probleme hatten, schrieben sie diesen Antennen bessere Leistungen als einer 3-Element-Yagi zu und berichteten von unglaublichen Vorwärts-Rückwärts-Verhältnissen. Diese Behauptungen erscheinen heute eher als beschämend.

Bei längeren Antennen im UKW-Bereich und höher findet man nur selten HB9CV-ähnliche Speisesysteme. Und im Kurzwellenbereich geht der Trend zu Mehrband-Yagis. Die sind schon ohne aufwändige Speisesysteme komplex genug.

Das schmälert aber die Leistung von HB9CV nicht: Er griff Ideen auf und experimentierte mit Antennenmodellen im 2m-Bereich – wer hatte 1954 überhaupt schon eine UKW-Ausrüstung? Und schließlich veröffentlichte er seine Ergebnisse auch noch. Das war damals bedeutend aufwändiger als heute, wo ich zum Schreiben und Veröffentlichen dieses Artikels nur zwei Stunden brauchte.

Wir haben heute noch einen enormen Vorteil: Software Defined Radios (SDR) mit ihrem Analog-Digital-Umsetzern haben einen großen, wirklich linearen, Dynamikbereich und eine zuverlässige dB-Anzeige. Im Gegensatz dazu leiten analoge Empfänger ihre Feldstärkeanzeige fast immer aus der Regelspannung des Empfängers ab. Die greift in verschiedene Stufen des Empfängers ein und regelt alles andere als linear. Vermutlich konnte HB9CV bei seinen Antennenversuchen auf 2m noch nicht mal auf einen Superhet zurückgreifen und wie hätte er einen Abschwächer vernünftig kalibrieren sollen?

Er beklagt sich auch über die Unzuverlässigkeit der Empfangsberichte seiner Gegenstationen auf Kurzwelle. So kurz nach dem Krieg waren Superhet-Empfänger sicher noch nicht sehr weit verbreitet, mehr als gehörmäßige Feldstärkeangaben also nicht möglich. Superhets mit ihrer automatischen Verstärkungsregelung haben bis heute alles andere als eine lineare Anzeige.

Heutige Einsatzzwecke von HB9CV-Antennen

verkleinerte HB9CV nach G3KWH

Auch wenn die HB9CV-Antenne formal nur im deutschsprachigen Raum bekannt ist und vorzugsweise in Peilwettbewerben eingesetzt wird: Im Einsatz ist diese Antennenform weltweit und auch außerhalb des Amateurfunks. Wenn beispielsweise in Tierfilmen mit Sendern markierte Tiere gesucht werden, laufen die Ranger meist mit HB9CVs durch das Gelände. Manchmal sieht man dann auch 3-Element-Yagis, die schon heftig verbogen sind. Da macht sich die kompaktere Bauform der HB9CV doch deutlich bemerkbar.

Man kann das Konzept von HB9CV natürlich auch totreiten, wie das G3KWH 1959 mit seinem Verkürzungsversuch tat [9]: Der gewünschte Antennengewinn ging durch die Verkürzung wieder verloren. Mit einer Groundplane zum Senden und einer Peilantenne für den Empfang wäre er wohl besser bedient gewesen. Mal ganz abgesehen davon, dass die ganzen Leistungs- und Phasenbeziehungen in dem Gebilde höchst unübersichtlich sind. Da würde man heute eher eine Moxon-Antenne bauen, die kaum größer wäre [10] und viel einfacher aufgebaut.


Peiler mit Moxon-Antenne (von DL3BBX, TNX DJ6SU)

Provokant gefragt: Warum nutzen Peilempfänger für das 2m-Band immer noch Antennen nach einem 80 Jahre alten Konzept? Wann baut mal jemand einen Moxon-Beam auf seinen Empfänger? Die Antenne wäre schmaler und bliebe vermutlich nicht so leicht im Unterholz hängen.

Das Thema sprach ich mit der Redaktion des Funkamateur an, was zur Veröffentlichung [11] führte. Karl-Heinz, DL7VDB antwortete, eine HB9CV aus Metall-Maßbändern eigne sich hervorragend für den Einsatz beim Funkpeilen. Das löste eine Reaktion von Achim, DC4NV, aus, der auf seine in [12] beschriebenen Erfahrungen mit Moxon-Antennen als Peilantennen hinwies und meine Vermutungen bestätigte. Auch Bertold, DJ6SU, meldete sich mit seinen einschlägigen Erfahrungen [13].

Was beweist, dass die HB9CV-Antenne bis heute diskutiert wird.

Literatur

[1] Baumgartner, Rudolf (HB9CV): Zweielement-Antenne mit doppelter T-Speisung
In: Old Man 12/1954, S. 402ff
Old Man ist das "Mitteilungsblatt der Union Schweizerischer Kurzwellen-Amateure" (USKA), also des schweizerischen Amateurfunkverbandes.
[2] Baumgartner, Rudolf (HB9CV): aaO, S. 403
[3] Baumgartner, Rudolf (HB9CV): [weiterer Antennenartikel, vermutlich 1961 veröffentlicht. Das Original habe ich noch nicht gefunden.]
Übersetzungen dieses Artikels sind zu finden unter http://alphadelta.chez-alice.fr/HB9CVa.html und http://www.ok2kkw.com/hb9cv/hb9cv_1969.htm
[4] Cebik, L. B. (W4RNL): The Poor Old ZL Special
W4RNL (sk) war für seine Antennenveröffentlichungen bekannt, siehe http://www.cebik.com/
[5] Valplana, Luigi (HB9KU): Die Doppel-Faltdipol-Antenne
In: Old Man 4/1954, S. 119ff
Das ist eine Baubeschreibung für die "ZL Special", die HB9CV wohl motivierte. Er nennt sie jedenfalls in seinem Literaturverzeichnis von [1]. Der Artikel nennt ein Vor/Rückverhältnis von 45 dB, beklagt sich aber über die mangelnde Genauigkeit der S-Meter bei den Gegenstationen.
[6] DL4FDM: Ein Bild von HB9CV
[7] Frank, Alexander C.: HB9CV Antenna Calculator
Ein Online-Programm zum Berechnen von HB9CV-Antennen
[8] Unidirectional End-Fire Arrays
In: The A.R.R.L. Antenna Book, 1949 Edition. West Hartford, Connecticut, 1949
[9] Vaux, J.F. (G3KWH): Compressed ZL-Special
In: The Shortwave Magazine, March 1959, p. 28f. London, 1959
[19] Evans, P.H. (VP9KF): Moxon antenna design calculator
[11] Moxon-Antenne für 2m-Funkpeil-Wettbewerbe?
Frage von DL4NO mit Antwort von DL7VDB
in: Funkamateur 10/2016, S. 907
[12] Bernhard, Joachim, DC4NV: Der entfesselte Fuchjäger
In: cqDL 4/2012, S. 263
[13] Franz, Bertold, DJ6SU: Moxon-Antennen für 2m und 70cm
In: cqDL 10/2011, S. 720f
[14] Franz, Bertold, DJ6SU: 2-m-Moxon-Peilantenne – positiv (Leserbrief)
In: Funkamateur 11/2016, S. 1007
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Alexander von Obert * http://www.dl4no.de/thema/hb9cv.htm
Letzte Änderung: 22.10.2016 (1 neue Literaturstelle)


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