1/4 λ Groundplane Antennen Rechner

Wie funktioniert eine 1/4-Wellen-Groundplane-Antenne?

Die Viertelwellen-Groundplane-Antenne ist eine omnidirektionale (rundstrahlende) Monopol-Antenne, die sich hervorragend für den VHF- und UHF-Bereich eignet. Sie ist mechanisch extrem einfach zu bauen – oft wird dafür eine SO-239 Einbaubuchse (UHF/PL) verwendet, an deren Mittelpin der Strahler und an deren Gehäuseecken die Radials gelötet werden (bekannt als M0UKD-Style).

Da ein einzelner Viertelwellen-Strahler eine „Gegenerde“ benötigt, um resonant zu sein, übernimmt das System aus typischerweise 4 Radials die Rolle der fehlenden Dipol-Hälfte. Sie bilden die künstliche Massefläche (engl. Ground Plane).

Bau- und Maßskizze

Die Skizze verdeutlicht den mechanischen Aufbau. Um eine Fußpunktimpedanz von nahe **50 Ohm** zu erreichen (passend für gängige Koaxialkabel), werden die Radials im Regelfall um **45 Grad nach unten abgewinkelt**.

Mathematische Berechnungsformel

Der Rechner von M0UKD nutzt die klassische Vereinfachung für elektromagnetische Wellen im freien Raum, rechnet diese in Millimeter um und bezieht den physikalischen Verkürzungsfaktor (K-Faktor) mit ein, der durch den Elementdurchmesser verursacht wird:

• Länge des Strahlers (A): Entspricht einer Viertel-Wellenlänge unter Berücksichtigung des K-Faktors.
  A [mm] = (299792.458 / Frequenz [MHz]) / 4 × k
• Länge der Radials (B): Radials werden absichtlich ca. **5 % länger** zugeschnitten als der vertikale Strahler, um eine bessere Massefläche zu spiegeln und die Bandbreite zu erhöhen:
  B [mm] = A [mm] × 1.05

Praktische Bau-Tipps für die Groundplane

Komponente / Winkel	Auswirkung auf das System
Flache Radials (0° / Horizontal)	Die Fußpunktimpedanz liegt bei nur etwa 36 Ohm. Das SWR an einem 50-Ohm-Kabel verschlechtert sich (ca. 1,4:1).
Abgewinkelte Radials (45°)	Zwingt die Impedanz hoch auf optimale **50 Ohm**. Das SWR erreicht im Resonanzpunkt perfekte 1,0:1.
Steile Radials (90° / Vertikal)	Die Antenne nähert sich einer koaxialen Dipolantenne an. Die Impedanz steigt auf ca. 73 Ohm.
Drahtstärken im Bau	Dickere Elemente (z. B. Schweißdrähte oder Aluminiumstäbe) verringern den K-Faktor minimal, erhöhen jedoch die nutzbare Bandbreite der Antenne deutlich.