"ONE FITS ALL" - die T2FD-Antenne

Die einen halten sie schlichtweg für einen Dummyload, die anderen schwärmen von ruhigen Empfängen und ihrer Breitbandigkeit. Die Rede ist von der T2FD, einer Breitbandantenne, die die US-Navy nach einigen Versuchen schon in den 1940er Jahren einsetzte.

Die von Gil L. Countryman, W1RBK / W3HH in der Zeitschrift QST Juni 1949 veröffentlichte T2FD-Antenne erwies sich bei Tests der US Navy in den 1940ern anderen Antennen auf verschiedenen Bändern überlegen. Zu ähnlichen Ergebnissen kam man in Japan: 4 bis 8 dB mehr Gewinn im Vergleich zu Zeppantennen oder Halbwellendipolen. Auch wenn dieser Mehrgewinn heute nicht mehr nachvollziehbar ist, Erfahrungen haben gezeigt, dass die T2FD durchaus ihre Berechtigung hat.

Vorteile gegenüber Standard-Dipol

Das wesentliche Merkmal der T2FD (Tilted Terminated Folded Dipole, übersetzt etwa: geneigter, abgeschlossener, gefalteter Dipol) ist ihre große Bandbreite, die vor allem im 80-m-Band von Vorteil ist, weil kaum eine resonante Antenne den ganzen Bereich von 3,5 bis 3,8 MHz abdecken kann. Das Richtdiagramm einer T2FD entspricht dabei exakt dem eines Dipols bei gleichen Dimensionen. Eine T2FD mag zwar im Vergleich zum Dipol durchschnittlich eine etwas geringere Effizienz (Wirkungsgrad) haben. Abseits dieses gewöhnlich sehr schmalen Frequenzbereichs kann sich das aber schnell umkehren.

SWLs und Digimode-Stationen werden sich vor allem aber an dem günstigen Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) erfreuen. Praktische Versuche in der Betriebsart PSK31 sowie Olivia haben immer wieder gezeigt, dass Stationen fehlerfrei mit einer T2FD-Antenne mitgeschrieben werden konnten, die an einer Langdrahtantenne trotz stärkeren Signalpegels nicht aufnehmbar waren (S/N-Differenz von z. T. mehr als 15 dB!). Dem QRPler bietet eine T2FD die Möglichkeit, etwa bei Portable- oder Urlaubseinsätzen auf ein zusätzliches Anpassgerät und ein Set an diversen Dipolen zu verzichten („one-fits-all“), zumal induktionsarme Widerstände mit einer Belastbarkeit von unter 5 Watt klein und somit auch leicht sind. Zudem ist die T2FD als nicht-resonante Wanderwellen-Antenne - bauartbedingt - gegen statische Aufladungen weitgehend immun wie auch gegen lokales breitbandiges Rauschen. Sie eignet sich somit auch für den Städter als Unterdachantenne - genügend Platz vorausgesetzt.

Schlechtes Image nicht gerechtfertigt

Dass die T2FD bei Funkamateuren wegen des "Schluckwiderstandes" (richtiger wäre ohnehin der Begriff "Abschlusswiderstand") als leistungsschwache Dummyload-Antenne verschrien ist, ist zum Teil einer in der Literatur immer wieder kehrenden falschen Längenangabe geschuldet. Eigene Versuche haben gezeigt, dass die Bemessung mit Lambda/3, bezogen auf das unterste zum Einsatz kommende Band, ungünstig ist (siehe „T2FD - besser Lambda/2“) - deutlich besser sind Lambda/2. Doch auch bei Lambda/3 wird das weit verbreitete Image der T2FD ihren Leistungen nicht gerecht. Zwar entspricht ein durchschnittlicher Wirkungsgrad von 15 bis 50 Prozent (bei Lambda/3; mit abnehmender Frequenz nimmt auch der Wirkungsgrad ab) im Vergleich zu einem Dipol einem Unterschied von einer halben bis anderthalb S-Stufen auf der Empfängerseite. Doch: Schmalbandige Antennen, die über entsprechende Schaltungen (Antennenanpassgeräte) an den Senderausgang angepasst werden (müssen), haben aufgrund der Verluste in den Spulen und Kondensatoren der L-, T- oder Pi-Anpassglieder ebenfalls eine verringerte Effizienz. Das wird häufig in den Diskussionen um die Leistungsfähigkeit der T2FD-Antenne vergessen. Nicht die Antenne an sich ist hinsichtlich des Wirkungsgrades entscheidend, sondern das ganze System aus Koaxkabel, Anpassungsgerät, gegebenenfalls SWR-Meter, Steckern und Antenne.

Kern-Herausforderung: der richtige Widerstand

Das größte Problem beim Eigenbau ist der Abschlusswiderstand, will man mit größeren Leistungen senden. Er muss einerseits induktionsarm sein, andererseits muss er schon bei einem 100-Watt-CW/SSB-Sender für mindestens 30 W Verlustleistung ausgelegt werden - handelsübliche Bauelemente erfüllen diese Forderungen nur selten. Man kann sich insofern behelfen, dass man mehrere Widerstände parallel schaltet. Die öfters angebotenen leistungsstarken Dickfilm-Widerstände verringern zwar auf den ersten Blick den Aufwand, sollten aber entsprechend ihren Spezifikationen gekühlt werden.

NVIS-Breitbandantenne

Die guten Gesamtleistungen, geringe Kosten (bei Selbstbau!) und eine große Bandbreite macht die T2FD besonders attraktiv, nicht nur für professionelle Funkdienste, sondern auch für Kurzwellenhörer und Funkamateure. Militärs setzten diese Art der Antenne bevorzugt als NVIS-Antenne auf kurzen bis mittleren Entfernungen bis max. rund 2000 km Reichweite ein, auf Frequenzen von 2 bis 15 MHz. Aufgrund ihrer Breitbandeigenschaften ist sie geradezu prädestiniert für Frequenz-Hopping- oder ALE-Verfahren. Oder für denjenigen, der nur eine Dipol-Antenne aufhängen möchte oder kann.

Ihre NVIS-Eigenschaften hat die T2FD auch bei mir bewiesen: In knapp vier bis fünf Meter Höhe horizontal aufgehängt gelangen gute bis sehr gute Verbindungen innerhalb Deutschlands und Europa auf dem 80-, 40- und 30-m-Band. Auf 17 und 12 Meter waren - trotz der geringen Höhe - sogar SSB-Verbindungen nach Japan und in die USA sowie Brasilien möglich (Juli 2013).

Erfahrungen

Nachdem ich die Antenne nun seit einiger Zeit betreibe, kann ich feststellen, dass die geringe Effizienz der Antenne (25 m lange Ausführung) im 80-m-Band sich vor allem bei SSB-QSOs bemerkbar macht. Hier liegen die Feldstärken im Vergleich zu einer W3DZZ um 1 bis anderthalb S-Stufen schlechter. Auf 40 Meter fielen die S-Werte im Vergleich mit der W3DZZ mal zugunsten der einen oder anderen Antenne aus. Selten betrug die Differenz mehr als eine S-Stufe. Der Empfang war mit der T2FD aber wesentlich ruhiger! Im Vergleich mit einer Vertikalantenne (Solarcon A99 CB-Antenne, ca. 5,30 Meter lang, Einspeisung über ATU, Bereich: 20 bis 10 Meter) betrugen die Differenzen schon mal drei S-Stufen, aber auch hier mal zugunsten der einen, mal der anderen Antenne. Aber auch hier war die T2FD meist deutlich ruhiger. Ihre Stärken hat sie vor allem in den Betriebsarten Telegrafie (CW) und Digimodes (PSK, Olivia etc.). Mein Urteil: Best choice, auch für SWLs bestens geeignet!

Mein Fazit

Sie kann sicherlich keinen Beam ersetzen. Aber gerade für den Freund von CW und Digimodes bietet sie Vorteile hinsichtlich eines deutlich verbesserten Signal-Rausch-Abstands. Es lohnt sich daher auf jeden Fall, die T2FD in Erwägung zu ziehen, wenn man nur eine Antenne für alle Kurzwellenbänder verwenden möchte. Auch auf dem 6-m-Band ist Sendebetrieb möglich - eben echt „one-fits-all“! Und sollte irgendwann das 60-m-Band freigegeben werden - eine passende Antenne hätte ich dann schon ;-)


Hinweis!

Mit beiden Modellen (10 und 25 m lange Ausführungen, Spreizer jeweils 50 cm) wurden die Gewinne (dBi) auf den Afu-Bändern von 80 bis 6 Meter errechnet. Üblicherweise werden T2FDs so aufgehängt, dass beide Antennendrähte übereinander verlaufen (vertikal gestockt). Eine Drehung um 90 Grad führt dazu, dass die beiden Drähte nun nebeneinander liegen - das erbrachte knapp bis zu einem dB mehr Gewinn! (Berechnungen erfolgten mit der Antenna Modelling Software MMANA)

T2FD in der 10-m-Ausführung
MHz / dBi
———————-
3,55 -26,62
7,05 -13,81
10,12 -6,99
14,05 -2,21
18,08 -0,54
21,05 -0,38
24,90 -0,82
28,20 -1,31
50,10 1,64

———————-
T2FD in der 25-m-Ausführung
MHz / dBi
———————-
3,55 -10,93
7,05 -1,22
10,12 -1,90
14,05 -1,64
18,08 0,79
21,05 0,62
24,90 -0,66
28,20 -0,39
50,10 1,93

Die Berechnungen belegen ausdrücklich, dass bis zu einer Länge von Lambda/2 die T2FD-Antennen gute Kompromisse darstellen, unter Lambda/2 (“knee point”) aber schnell im Gewinn absacken. Die immer wieder zu lesenden Angaben, dass eine T2FD mit Lambda/3 in Bezug auf die unterste Frequenz zu bemessen sei, führt auf dieser bereits zu einem Mindergewinn von mehr als einer S-Stufe! Herstellerangaben, dass diese Antennen von 2 bis 30 MHz einzusetzen sein, haben sicherlich mit dazu beigetragen, dass die T2FD ein schlechtes Image hat.

Wer jedoch eine T2FD mit Lambda/2 für die unterste einzusetzende Frequenz bemisst, erhält eine wunderbare Multiband-Antenne.

-- Tom DF5JL


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