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Stampfl Aktivdipol

Im Herbst 2016 konnte ich eine Antenne kaufen, die völlig in Vergessenheit geraten war. Die Datong AD370. Die AD370 ist ein sogenannter aktiver Dipol und wurde in den 1980iger Jahren entwickelt und gebaut. Ich hatte wirklich Glück, denn diese AD370 wurde nur unter Dach betrieben und war in neuwertigem Zustand. Sie wurde beim Strassenverkehrsamt St.Gallen in der Schweiz dazu genutzt, die Wettermeldungen vom deutschen Wetterdienst DWD zu empfangen. Das war natürlich in den 1980iger Jahren, als man noch kein Internet hatte. So konnten im Winter die Schneeräumfahrzeuge rechtzeitig bereit gemacht werden.

Ich war sehr gespannt auf die Empfangsleistungen der AD370. Bevor ich die AD370 in Betrieb nehmen konnte, musste ich sie zuerst modifizieren. Ab Werk hat die AD370 ein fest eingelötetes Koaxialkabel das nur 10m lang war. Weil meine Antennenzuleitungen um die 30m lang sind, baute ich der AD370 eine BNC- Buchse ein. So konnte ich sie auf meinem 7m hohen Masten montieren. Der Empfang auf Kurzwelle war recht ordentlich, kam aber nicht an die Performance einer ALA1530 oder Bluewave heran. Auf Lang und Mittelwelle rauschte die AD370 sehr stark und trübte die Freude. Etwas konnte da nicht stimmen! Die Antennenleitung war in Ordnung und alles andere auch. So versuchte ich mal eine andere Fernspeiseweiche. Ich nahm die Weiche der Bonito MegaLoop  "CPI1000". Und siehe da! Die AD370 zeigte sich als ganze andere Antenne. Der LW und- MW Empfang war plötzlich glasklar und konnte begeistern. Nicht nur das, sogar der VLF- Empfang war mit der neuen Fernspeiseweiche möglich. Und das ab 10KHz. Die Alpha Signale aus Russland kamen hier mit einer Klarheit an, die ich bis jetzt nicht gehört hatte. Der limitierende Faktor der AD370 war also die Fernspeiseweiche. Unglaublich was dieses Unscheinbare Teil ausmachen kann.

Die AD370 hatte mich so begeistert, das sie für lange Zeit meine Lieblingsantenne war. Weil die AD370 an meinem Online- SDR angeschlossen war, bekam ich viele Anfragen wegen der Antenne. Wegen des grossen Interesses, fragte ich Heinz Stampfl mal an, ob er nicht gewillt wäre, einen Aktivdipol- Verstärker ähnlich der AD370 zu bauen. Es ging nicht lange, wurde der erste Prototypverstärker hergestellt. Wie bei der Bluewave, wirkte auch hier ein kleines Team mit viel "Hamspirit" und Herzblut. Heinz Stampfl baute die Verstärker, Günter Mandel DL4ZAO, gab wertvolle Tipps zur Schaltung und meine Wenigkeit testete die Aktivdipolverstärker. Nach mehreren Monaten aufwändiger Entwicklung und Tests, lag nun die finale Version des Stampfl Aktivdipols vor. Der Stampfl Aktivdipol ist als Bausatz konzipiert. Nur die Fernspeiseweiche ist fixfertig in ein edles, blau eloxiertes Aluminiumgehäuse eingebaut. Bei der Entwicklung wurde auf Transparenz und Reparierbarkeit wert gelegt. Der Verstärker sowie die Fernspeiseweiche wurden mit konventionellen Bauteilen bestückt. Der Schaltplan wird mitgeliefert.

Hier die wichtigsten technischen Daten des Stampfl Aktivdipol-  Bausatzes

-- Frequenzbereich: 20KHz - 60MHz
-- Grosssignalfestigkeit: IP3 +33dBm - IP2 +43dBm
-- Verstärkung: 10dB
-- Stromversorgung: 11-16V - ca. 110mA
-- Mit konventionellen Bauteilen aufgebauter Verstärker und Fernspeiseweiche
-- Hochwertige, Handgewickelte Ferritkerne auf dem Verstärker und auf der Fernspeiseweiche
-- Abmessungen Verstärkerplatine: 80x72mm
-- Abmessungen Fernspeiseweiche: (BxHxT) 94x45x45mm
-- Fernspeiseweiche fertig eingebaut in ein hochwertiges, blau eloxiertes Aluminiumgehäuse
-- Lieferumfang:
   Verstärkerplatine
   Fernspeiseweiche
   DC- Kabel mit passendem Hohlstecker
   2 Bananenstecker
   1x BNC- Buchse
   1x SMB- Buchse
   Kleinteile für die Befestigung
   Bedienungsanleitung und Schema mit Messwerten

Der Bausatz kommt  gut verpackt in einer ansprechenden Kartonschachtel. Diese ist fast zu schade zum entsorgen. Um Kleinteile aufzubewahren ist sie perfekt geeignet.

Im unteren Bild ist noch ein Gehäuse mit Kleinteilen zu sehen, um aus dem Bausatz einen Aktivdipol zu bauen. Diese Teile sind nicht im Lieferumfang enthalten und müssen selber besorgt werden. Allerdings fehlen ein paar Schrauben und Unterlegscheiben. Der Händler hatte keine mehr am Lager...

 

Einbau in ein Gehäuse

Auf den Bildern unten ist der fertig aufgebaute Aktivdipol zu sehen. Es war nicht leicht ein passendes und hochwertiges Gehäuse für den Verstärker zu finden. Der hier gezeigte ist ein Wasserdichtes IP65- Gehäuse mit Neoprendichtung. Die Bohrungen für die Strahlerhalter sowie für die Befestigungsschelle müssen sorgfältig abgedichtet werden. Hierfür bietet sich Teflonband aus dem Sanitärbereich oder selbstverscheissendes Klebeband an. Alle Bauteile mit Ausnahme der Befestigungsschelle sind aus Edelstahl. Die Strahlerhalter sind Eigenbau und von mir selbst hergestellt. Die beiden Antennenstrahler sind aus rostfreiem Federstahl und je 1m lang. Beim Bau des Gehäuses wurde auf höchste Stabilität und Haltbarkeit Wert gelegt. Alle Bohrungen am Gehäuse sind von Innen und Aussen zusätzlich mit Unterlegscheiben verstärkt um die Spannung der Verschraubung auf eine grössere Fläche zu verteilen. Daher ist diese Gehäusevariante nicht günstig. Der Aufkleber "Fenu-Radio.ch" bezieht sich selbstverständlich nur auf das Gehäuse :-)

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Stampfl Aktivdipol im Vergleich mit der Datong AD370

Die Schaltung des Stampfl Aktivdipols ist nicht genau gleich wie bei der AD370. Der Stampfl Aktivdipol- Verstärker besteht aus zwei symmetrisch zusammen geschalteten  MiniWhip- Antennen. Die Datong AD370 funktioniert nach der transformatorischen Gegenkopplung.

Warum ein aktiver Dipol? Ein Aktivdipol hat den grossen Vorteil, dass er symmetrisch arbeitet. Das bedeutet, durch seinen zweiten Strahler hat die Antenne ihr eigenes Gegengewicht und ist nicht von der Erde (Masse) abhängig. Durch die horizontale Ausrichtung rauscht sie auch deutlich weniger als in vertikaler Ausrichtung. Ist die Antenne horizontal ausgerichtet, hat sie in den unteren Frequenzen eine deutliche Richtwirkung. So kann man sie je nach Bedarf in die bevorzugte Richtung drehen. Hört man vermehrt auf Lang und Mittelwelle, würde sich ein Rotor anbieten, um die Antenne drehen zu können.

Beide Antennen sind grundsätzlich für die horizontale Ausrichtung konzipiert. Es ist aber möglich diese auch in vertikaler Ausrichtung zu betreiben. Bei der vertikalen Ausrichtung empfängt der Aktivdipol wie eine gewöhnliche Whip. Der Unterschied ist der, das in der vertikalen Ausrichtung der Aktivdipol Rundum- Empfang bietet mit mehr Pegel. Allerdings ist die vertikale Ausrichtung mit zwei Nachteilen verbunden! Wegen des erhöhten Pegels rauscht sie mehr. Und, die Installation der Antenne ist aufwändiger. Das Koaxialkabel, das an den Aktivdipol angeschlossen ist, muss ausgehend vom Anschluss, zwingend 1-2m horizontal nach hinten verlegt werden. Erst dann kann die Kabelführung nach eigenem Wunsch erfolgen. Wenn das Kabel vom Gehäuseanschluss aus direkt nach unten geht und dem Strahler sehr nahe ist,  wirkt das Koaxialkabel als Gegengewicht und der Aktivdipol verliert so seine besonderen Eigenschaften. Dann reagiert der Aktivdipol wie eine MiniWhip mit all ihren Nachteilen. Siehe hier. >Test UniWhip<

Der Stampfl Aktivdipol ist wie die Datong AD370 eine E-Feld Antenne. Das bedeutet, sie nutzt den elektrischen Anteil des elektromagnetischen Feldes. Daher ist dieser Antennentyp eher für eine Störungsarme Umgebung geeignet. In dicht bebauten Gegenden wie in Wohnquartieren oder in der Innenstadt, wird eine H-Feld (magnetisch) Antenne unter Umständen die bessere Wahl sein.

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Unten sind beide Aktivdipole an einem Mastausleger zu sehen. Die Strahler der Datong AD370 sind 1.2m lang. Diejenigen des Stampfl Aktiv Dipols 1m. Dieses Bild dient nur zur Veranschaulichung der Grösse der Antennen. Sind die Antennen im Betrieb, sind beide ca. 1.2m voneinander entfernt. Die eine wird dann am hinteren Mastausleger befestigt.

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Die Empfangsrichtung

Während des Testphase habe ich ein eigenartiges Empfangsverhalten bemerkt. Ich stellte fest, dass die Empfangsrichtung nicht der Theorie des Dipols entsprach! Die Theorie besagt, dass das Empfangsmaximum 90° zur Strahlerachse versetzt ist. Gemäss dem Bild unten links. Beim Stampfl Aktivdipol war das aber anders! Die Empfangsrichtung war wie bei einer magnetischen Loop, In der Strahlerachse. Bild unten rechts. Dieses Empfangsverhalten löste eine Diskussion unter Hobbykollegen aus, unter denen sich auch Leute aus dem Profi- Umfeld befanden. Keiner konnte mit Sicherheit sagen, warum das Empfangsverhalten des Stampfl Aktivdipols entgegen der Theorie war. Andere Hobbykollegen berichteten von einem normalen Empfangsverhalten, also wie die Theorie besagt. So verglich ich den Stampfl Aktivdipol mit der Datong AD370 und zwei Prototypen des NTi Aktivdipols die ich noch da hatte, bezüglich Richtwirkung. Alle drei Antennen zeigten das genau gleiche Empfangsverhalten wie der Stampfl Aktivdipol. Nach weiteren Abklärungen und Anfragen auch bei Herstellern kam folgendes heraus. Aktivdipole mit stark verkürzten Strahlern können unter bestimmten Bedingungen dieses Phänomen aufweisen. Die genaue Ursache konnte ich noch nicht abschliessend klären. Es muss etwas mit der Örtlichkeit, Boden & Raumwelle und den Einfallswinkel der Funkwellen zu tun haben. Später meldete sich dann noch ein Hobbykollege, der genau das gleiche Empfangsverhalten wie hier bei mir feststellte.

Empfangsrichtung wie nach Theorie des Dipols.
90° versetzt zur Strahlerachse.
 
 
Empfangsrichtung wie eine Loop. Empfangsmaximum in der Strahlerachse. Wie bei einer magnetischen Loop.
 
 

Der Empfang mit dem Stampfl Aktivdipol

Über den Empfang muss ich eigentlich nicht viel Worte verlieren. Der Stampfl Aktivdipol ist praktisch auf Augenhöhe mit der Datong AD370. Der Empfang über den gesamten Lang, Mittel und Kurzwellenbereich war bei beiden Antennen gleichwertig. Unterschiede gab es an den Randbereichen. Die "modifizierte" Datong AD370 spielte unterhalb 30KHz deutlich besser als der Stampfl Aktivdipol. Die Alphasignale auf 11.9KHz waren nur mit der AD370 aufnehmbar. SAQ auf 17.2KHz kam  aber mit dem Stampfl Aktivdipol problemlos. Auf dem Bild unten ist eine Momentaufnahme vom 1.Mai 2018 zu sehen.

Der Lang- und Mittelwellenbereich war bei beiden praktisch gleich gut. Unten ein gezoomter Ausschnitt von 0-2.1MHz. Die Datong AD370 brachte in diesen Bereichen ca. 3-4dB mehr Pegel als der Stampf Aktivdipol. Das wichtige SNR war aber bei beiden etwa gleich.

4Uhr UTC

Unten ein Screenshot über den gesamten Frequenzbereich. Gut zu erkennen, dass der Stampfl Aktivdipol mit zunehmender Frequenz an Pegel zunimmt. In den oberen Frequenzbereichen bringt der Stampfl Aktivdipol 3-4dB mehr als die Datong AD370.

18Uhr UTC

Fazit:

Der Stampfl Aktivdipol ist ein Bereicherung für das Hobby des Lang, Mittel und Kurzwellenempfangs! In der horizontalen Ausrichtung, für die sie ja vorgesehen ist, empfängt sie sehr Rauscharm und kann mit der AD370 problemlos konkurrieren. Sie ist eine echte Alternative zu den bekannten MiniWhip's, weil sie unabhängig von der Erde (Masse) und weniger Aufwändig im Aufbau ist. Was nicht so gefällt ist der nicht allzu gute IP2 +43dBm- Wert! Dieser ist nicht sehr hoch und macht die Antenne anfällig für Intermodulationen. Das wirkt sich nur in den Abendstunden aus, wenn sehr starke Signale in den Rundfunkbändern vorhanden sind. Sind Signale höher als S9+30dB, ist auf der doppelten Frequenz der gleiche Sender hörbar. Dieses Verhalten zeigte auch die Datong AD370. Allerdings mit etwas schwächeren Intermodulationen.

Der Stampfl Aktivdipol kann als Nachfolger der alten Datong AD370 angesehen werden.

Sie kann bezogen werden bei Heinz Stampfl direkt oder beim deutschen Funkamateur.

gepostet: 07.04.2019

 

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