Ein Erd- oder Radialnetz

Ein Erd- oder Radialnetz
von DF1BT, Ludger Schlotmann Dinklage
Für verschiedene Antennenversuche wurde ein Radialnetz erstellt.
Das Radialnetz wurde hergestellt mit zwei adrigen Fernmeldedraht. Im Laufe der Zeit wurden so 16 Stück mit
10m Länge, 30 Stück mit 20m Länge und 19 Stück mit 30m Länge zufällig wie vorhanden zugeschnitten. Mit
diesen Längen wurde dann das Radialnetz zusammengestellt. Dies entspricht einer Gesamtlänge von rund
1330m. Jede Doppelader wurde so verdrillt belassen. Bei jeden Radiale wurde auf beiden Seiten eine 4qmm
Aderendhülse aufgelötet. Dies bewirkt einen gewissen Knickschutz der Stahldrähte. Auf einer Seite jedes Radiale
wurde anschließend die Aderendhülse auf einen verzinkten 140mm langen Nagel aufgelötet. Dazu muss der
Zink auf dem Nagelkopf abgeschliffen werden. Ein verzinkter Nagel ist wichtig, da ein verrosteter Eisennagel
später einen hohen Übergangswiderstand im Erdreich hätte. VA scheidet aus, da es sich nicht löten lässt. Hier
müsste dann eine andere Möglichkeit geschaffen werden, um die Aderendhülse mit dem VA-Nagel zu
verbinden. Aber, ob der Aufwand sich lohnt, vielleicht bei einer festen dauerhaften Verlegung. Der leitende
Nagel bewirkt auch eine gewisse Stromverteilung im oberen Erdreich. Auf der anderen Seite jedes Radiale
wurde auf der Aderendhülse ein geschlossener 6qmm Kabelschuh mit 6mm Loch aufgelötet. Dies ermöglicht
später ein schnelles Befestigen unter einer Schraube des starren VA-Mittelteils. Auf der Nagelseite lassen sich
die Radiale nun spannen und die Nägel zum Befestigen ins Erdreich drücken. Der passende Abstand zum
nächsten Radiales ist zu beachten. (siehe Tabelle) Da die Radiale einzeln vorhanden sind, lässt sich damit auch
ein Netz mit weniger Radiale schnell zusammenstellen. Vom starren VA-Mittelteil zur Anpass-Box sollte ein
kurzes, breites Masseband verwendet werden.
Radialanschlüsse mit Aderendhülsen, geschlossenen Kabelschuh und angelötetem Nagel
Hier wurden die Längen so aufgeteilt, dass z.B. eine Fielddaystation noch im Bereich des Erdnetzes aufgebaut
werden kann. (siehe Grafik Erdnetz am Schluss)
Das 65 Eck hat bei 10m jeweils einen Abstand von 96,6 cm. Dieser Abstand ist bei 10m für alle Radiale gleich.
Da es sich im Grunde zwischen den Radiale um ein gleichseitiges Dreieck handelt, wurde der gerade Abstand c
mit einem Internet-Dreiecks-Calculator berechnet.
http://www.3eck.org/triangle/de/calculator_simple.php
Die Längen a+b des gleichseitigen Dreiecks ist hier die
Länge des kürzesten Radiale. (10m)
Der Winkel  (Gamma) errechnet sich wie folgt:
Kreis 360° : Anzahl der Radiale = Winkel  (Gamma)
hier 360 : 65 = 5,538°
Damit ist der gerade Abstand c bei 10m zwischen
jedem Radiale 96,60cm.
siehe auch: http://www.mathepower.com/dreieck.php
1
Tabelle für den Abstand von Radiale zu Radiale in einem Erdnetz
In der Geometrie links ist zwischen zwei
Radialen ein gleichschenkeliges Dreieck.
Somit lässt sich Abstand c berechnen.
Der Kreis links hat 36 Radiale.
Der Winkel Gamma beträgt 10°
Der gerade Abstand (nicht runder Teil des
Kreises)
zwischen zwei Radiale beträgt bei einer
Radiallänge von 10m laut Tabelle 1,74m
Anzahl
Radiale
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
76
80
84
88
92
96
100
Länge
5m
3,83
2,59
1,95
1,56
1,30
1,12
0,98
0,87
0,78
0,71
0,65
0,60
0,56
0,52
0,49
0,46
0,44
0,41
0,39
0,37
0,35
0.34
0,33
0,31
Länge
10m
7,65
5,18
3,90
3,13
2,61
2,24
1,96
1,74
1,57
1,43
1,30
1,20
1,12
1,04
0,98
0,92
0,87
0,83
0,78
0,75
0,71
0,68
0,65
0,62
Länge
15m
11,48
7,76
5,85
4,69
3,91
3,36
2,94
2,61
2,35
2,14
1,96
1,81
1,69
1,57
1,47
1,38
1,31
1,24
1,18
1,12
1,07
1,02
0,98
0,94
Länge
20m
15,31
10,35
7,80
6,26
5,22
4,48
3,92
3,49
3,14
2,85
2,62
2,41
2,24
2,09
1,96
1,85
1,74
1,65
1,57
1,49
1,43
1,36
1,30
1,26
Länge
25m
19,13
12,94
9,75
7,82
6,53
5,60
4,90
4,36
3,92
3,57
3,27
3,02
2,80
2,62
2,45
2,30
2,18
2,06
1,96
1,87
1,78
1,70
1,63
1,57
Länge
30m
22,96
15,53
11,70
9,39
7,83
6,72
5,88
5,23
4,70
4,28
3,92
3,62
3,36
3,14
2,94
2,77
2,62
2,48
2,35
2,24
2,14
2,05
1,96
1,88
Länge
35m
26,79
18,12
13,66
10,95
9,14
7,84
6,86
6,10
5,49
4,99
4,58
4,23
3,92
3,66
3,43
3,23
3,05
2,89
2,75
2,62
2,5
2,39
2,29
2,20
Rotes Rechenergebnis ist der gerade Abstand am Ende von Radiale zu Radiale.
2
Länge
40m
30,61
20,70
15,61
12,51
10,44
8,96
7,84
6,97
6,28
5,70
5,23
4,83
4,48
4,19
3,92
3,69
3,49
3,31
3,14
2,99
2,85
2,73
2,62
2,51
Mit dem Kosinussatz können Sie die Seite c eines gleichschenkligen Dreiecks berechnen, wenn Sie den Winkel 
(Gamma) kennen. Der Kosinussatz für ein gleichschenkliges Dreieck lautet :
c2 = 2 × a2 - 2 × a2 × cos() http://www.helpster.de/gleichschenkliges-dreieck-berechnen-so-geht-s_78499
Kreis 360° durch Anzahl der Radiale ergibt den Winkel  (Gamma). Die Seitenlängen des gleichschenkeligen
Dreiecks a+b ergeben sich aus der Länge der Radiale, die beide gleich lang sind.
Im Internet wurde für diese Rechenaufgaben ein Dreiecks-Rechner gefunden.
http://www.3eck.org/triangle/de/calculator_simple.php
von
Wichtiger Hinweis des Autors zum Berechnungsprogramm unter Impressum auf seiner Seite.
3
Zusammenführung der einzelnen Radials an einem starren VA-Mittelteil
Eine Möglichkeit besteht aus einem Flacheisen aus VA. Maße: 215 x 20 x 3mm. Linkes rotes Loch 5,5mm. Alle
anderen Löcher haben ein Gewinde von 5mm.
Abstände der Löcher von links:
0,75/2,5/4/5,5/7/8,5/10/11,5/13/14,5/16/17,5/19/20,75cm
Mit sechs solcher VA-Flacheisen lassen sich dann jeweils nach Radialbedarf ein Dreieck mit 36 Schrauben, ein
Viereck mit 48 Schrauben, ein Fünfeck mit 60 Schrauben und ein Sechseck mit 72 Schrauben zusammensetzen.
Mit einigen langen Nägeln lassen sich diese Vielecke dann auf den Boden festsetzen, damit sie beim Spannen
der Radiale nicht verrutscht.
Da die Stromdichte direkt um den Vertikalstrahler am größten ist, sollte dort als erstes ein engmaschiges
Drahtgeflecht gelegt werden. Dies kann aus Kückendraht, Maschendraht, Kotgrubendraht oder ähnlichem
bestehen. Für den Fielddaybetrieb reicht verzinktes Material vollkommen aus, da es nur einige Tage im Jahr
benutzt wird. Für den längerfristigen stationären Betrieb sollte VA-Material genommen werden.
Größe der Drahtmatten ca. 150 x 50cm
Benötigt werden davon mindestens 4 Stück.
Das Vieleck für die Anschlüsse der Radiale
kann dann einfach um den Vertikalstrahler
herum auf dieses ausgelegte Geflecht
aufgelegt und mit langen Nägeln im
Erdreich festgesetzt werden. So ist alles
galvanisch miteinander verbunden.
4
Hinweis zur praktischen Anwendung
Auf einem Fielddayplatz soll dieses Erdnetz ausgelegt werden.
Zu allererst sollte direkt um den Strahler herum ein engmaschiges Drahtnetz ausgerollt werden, weil dort die
Ströme am größten sind. Um das Standrohr herum auf dem Drahtgeflecht wird das starre Mittelteil
zusammengesetzt und mit Erdnägeln gegen ein Verrutschen gesichert.
Man legt die Radiale aus und teilt die verschiedenen Längen nach der Grafik auf einen Kreis auf.
Nun fertigt man sich aus einer Schnur oder flexiblen Draht ein gleichseitiges Dreieck an. Die Längen a+b richten
sich nach dem kürzesten Radial (hier 10m). Die Länge c beträgt nach obiger Rechnung 96,60cm. In allen drei
Ecken des angefertigten Dreiecks wird jeweils ein langer Nagel eingeknotet. Die Abstände dieser Nägel
entsprechen jetzt genau den ermittelten Werten. (Dies ist die blaue Leitung im Korb.)
Der Nagel an der Spitze wird dort ins Erdreich gesteckt, wo später der Vertikalstrahler hinkommt. Die beiden
anderen Nägel ergeben jetzt die Schnittpunkte wodurch alle Radiale in dem vorgegebenen Abstand verlaufen,
egal wie lang sie sind. Somit sind alle 65 Radiale gleichmäßig auf einen Kreis verteilt.
DF2SKE hat dafür einen freien Rechner ins Netz gestellt. http://pisica.de/software/amateurfunk.php
65 verschiedene lange Radiale sind für eine Vertikalantenne ein guter Ausgangspunkt.
…………………………………………………………………
Es muss unbedingt darauf geachtet werden, dass die Länge der einfachen Vertikalantenne 0,64 nicht
übersteigt, sonst geht die Flachstrahlung verloren. Dies ist leider ab elektrisch 0,64 abrupt der Fall.
7,2 MHz
26m
Maximale Länge berechnet mit 300 : QRG x 0,98 x 0,64
10,150MHz 14,350MHz 18,168MHz 21,450MHz 24,990MHz
18,50m
13m
10,35m
8,75m
7,50m
Besser ein paar % kürzer, als minimal zu lang.
28,500MHz
6,60m
Eine LC-Anpassung zur Aufwärts- oder Abwärtstransformation an das 50Ω Kabel, dürfte von allen
Anpassvarianten die verlustärmste sein.
Die Brauchbarkeit einer Vertikalantenne steht und fällt mit der Bodenleitfähigkeit der mehrere Wellenlängen
langen Umgebung der Antenne. Diese Tatsache ist unabhängig vom benutzten Erdnetz direkt unter der
Antenne.
Das Erdnetz ist für den Wirkungsgrad der Anpassung verantwortlich. Die weite Umgebung ist für den flachen
Abstrahlwinkel ausschlaggebend. Gerade diese wichtige Tatsache ist für die meisten Amateure an ihren
Wohnorten nicht beeinflussbar. Deshalb gehen die Kritiken für Vertikalantennen auch von excellent bis very poor.
Für den Fielddaybetrieb lässt sich überwiegend aber ein brauchbarer Standort ausfindig machen.
Landwirtschaftlich genutzte Grünflächen oder Äcker sind eine gute Voraussetzung. Eine sonst immer kritisch
betrachtete Überdüngung kommt in diesem Fall der Leitfähigkeit zu Gute. Findet man in so einer Gegend auch
noch eine kleine Anhöhe wo es nach allen Seiten hin abfällt, hat man schon fast einen idealen Standort. Der beste
Standort wäre am Salzwasser, aber den hat nicht jeder.
Aber auch Niederungen an großen Flüssen, wo die unerwünschten Hinterlassenschaften (Salze, Phosphate
usw.) oft tief bis ins Land reichen, bilden eine gute leitfähige Umgebung.
So, oder so ähnlich, lässt sich ein beliebiges Erdnetz zusammenstellen.
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Grafik Erdnetz
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