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Bauanleitung für eine 4fach Bi-Quad-Antenne

Von unserem Vereinsmitglied Philipp Heimann

Das Ziel dieses Workshops ist es, eine funktionstüchtige Richtantenne für WLAN im 2,4 GHz-Bereich zu bauen. Es ist auf höchste Genauigkeit bei dem Bau zu achten.

Die Quadantenne ist eine Ganzwellenschleife in meist quadratischer Form. Bei der Bi-Quad-Antenne werden 2 Quadelemente kaskadiert. Sie hat die Form einer Brille. Bei unserer 4fach Bi-Quad-Antenne sind dann natürlich 4 Bi-Quad-Elemente kombiniert, welches eine bessere Sende- und Empfangsleistung mit sich bringt. Und so sieht unsere fertige Antenne aus:

fertige 4fach Bi-Quad-Antenne
fertige 4fach Bi-Quad-Antenne

Arbeitsschritte

Als Grundlage für die Antenne wird ein Kupferblech von 20 x 22 cm sowie Kupferdraht von 2,5 mm² oder 4 mm² benötigt. Dieses Kabel ist als gelb/grüne Leitung im Baumarkt erhältlich.

Die Bi-Quadt-Elemente ("Brille") fertigen wir aus diesem Kupferdraht. Pro Brille benötigen wir ca. 25 cm. Der Kupferdraht wird so geknickt, dass der Abstand Mitte-Mitte Draht 30 - 31 mm beträgt. Bei 2,5 mm² Kupferdraht wird nach 29 mm abgeknickt. Wir wiederholen den Vorgang mehrmals bis der Draht die Form einer "Acht" bzw. "Brille" hat. So sollte der Quad am Ende ausschauen. Hier sind noch einmal die Dimensionen eingetragen. Es werden 4 solcher "Brillen" für die Antenne benötigt.

gebogenes Quad-Element
gebogenes Quad-Element

Ein Radnabenschutz fürs Fahrrad eignet sich hervorragend als Abstandshalter für die Brillen. Man kann aber auch Filmdosen nehmen, die man entsprechend zurecht sägt. Der "Brillenhalter" wird auf 18 mm Gesamthöhe mit der Säge gekürzt. Mit einer kleinen Rundfeile (oder ähnlichem) feilen wir Schlitze zur Aufnahme des Quad in den Halter. Die Unterkante der Schlitze sollte sich ca. 15 mm über dem Kupferblech befinden.

Jetzt sind alle Teile für die Antenne erst mal hergestellt. Es folgt der Zusammenbau. Als erstes müssen in das Kupferblech Löcher gebohrt werden, um die Antennenkabel hindurchzuführen. Die Löcher sollten dem Durchmesser des verwendeten Antennenkabels entsprechen. Zu empfehlen ist an dieser Stelle das Antennenkabel RG-58. Folgende Maße sind auf dem Kupferblech zu beachten:

Skizze - Anordnung Quad-Elemente
Skizze - Anordnung Quad-Elemente

Jetzt wird die Brille zunächst mal im Zentrum für die spätere Anbringung des Kabels verzinnt. Danach wird das Koaxkabel angelötet. Den Innenleiter auf der einen, den Schirm auf der anderen Seite. Ja, es ist eigentlich ein Kurzschluss über die Brille ... aber das ist ja auch HF-Technik.

Zwischenzeitlich haben wir den Halter auf die Platine geklebt. Geht gut mit Heißkleber oder Superkleber. Jetzt die Brille aufstecken. Wir müssen das mit allen 4 Brillen so machen. Es ist darauf zu achten, das die Anordnung der Antennen wie auf dem Bild für die Bohrungen vorzunehmen ist. Nun zeigt das übergroße Bohrloch für das Antennenkabel Wirkung. Mit Heißkleber erzeugen wir eine Zugentlastung. Er wird von der Rückseite der Platine in das Loch mit dem Antennenkabel gegeben.

Vorderansicht der Bi-Quad-Antenne
Vorderansicht der Bi-Quad-Antenne

Nachdem so alle 4 Brillen auf dem Kupferblech befestigt wurden, geht es nun an die Verschaltung der einzelnen Antennenelemente auf der Rückseite der Antenne: Nachdem die RG58-Kabel verlötet wurden, werden sie noch mit einer N-Buchse verbunden. Folgende Skizze leistet dabei gute Dienste:

Skizze - Verschaltung der Elemente (mit N-Buchse)
Skizze - Verschaltung der Elemente (mit N-Buchse)

Alternativ können das rechte und das linke Kabel mit einem BNC-Stecker versehen werden, der dann mit Hilfe eines Verteilers aus den beiden Kabeln einen Anschluss macht. Das Ergebniss mit den BNC-Steckern sieht wie folgt aus:

Verschaltung der Elemente mit BNC-Steckern
Verschaltung der Elemente mit BNC-Steckern

Die Kosten dieser Antenne belaufen sich auf ca. 15-20 Euro. Der Gewinn der Antenne sollte bei 14 dB liegen.

Es bestehen keine Ansprüche auf Richtigkeit sowie eventuelle verletzte gesetzliche Beschränkungen. Der Förderverein Bürgernetz Dresden e.V. übernimmt keine Haftung für die Richtigkeit der Angaben.