DK4ZZ/m Amateurfunk im Auto. Das geht ganz gut!

Ich möchte mobil QRV sein, also Amateurfunk im Auto betreiben und ein vernünftiges Signal in die Luft bringen. Das ist ein meinem Fall nicht ganz einfach, weil mein Auto ein Dienstwagen ist und dort keinerlei Beschädigungen oder dauerhafte Veränderungen statthaft sind. Zumindest gehe ich mal davon aus. Das versteht sich von selbst, oder? Wie also die große Mobilantenne vernünftig am Auto montieren?
Um Verstehen zu können, was ich da mache, hole ich mal ein wenig aus.

Antennen und deren Länge:

Für niedrige Frequenzen werden große Antennen gebraucht. Je niedriger die Frequenz, desto länger muss die Antenne sein. Bei unseren klassischen Amateurfunkbändern der Kurzwelle (Auflistung hier) reichen die Längen der Antennen von 160 Meter bis zu 10 Meter. Die Antennenlänge ist also immer abhängig von der Wellenlänge der Frequenz. Niedrige Frequenzen haben eine lange Welle, höhere Frequenzen eine kürzere Welle. Dazu gibt es Formeln, die ich auch mal vorstellen möchte. Das aber später. Zum Glück kann man eine Antenne verkürzen, was aber gewisse Probleme mit sich bringt. Ich möchte ab dem 40-Meter-Band Amateurfunk im Auto betreiben können. Also die niedrigste Frequenz ist ca. 7,0 MHz. Die Antenne muss also entsprechend lang sein.

Die Probleme…

…lassen sich durch Kompromisse lösen. Ich möchte da auch nicht von Problemen sprechen, sondern lieber von Herausforderungen. Denn diese Herausforderungen machen unser Hobby ja so interessant. Kommen wir zum Punkt.
Wird eine Antenne verkürzt, geht das immer zulasten des Wirkungsgrades. Je kürzer die Antenne bezogen auf die Wellenlänge ist, desto niedriger der Wirkungsgrad. Um diesen Fakt kommt man nicht herum. Muss ich also eine stark verkürzte Antenne nutzen, muss ich zumindest darauf achten, dass alle anderen Parameter so gut wie möglich sind.

Die Parameter

Hoch und Frei:

Eine Antenne sollte immer hoch und frei stehen. Es sollen also keine Aufbauten neben oder über der Antenne sein. Eine Antenne auf dem Auto sollte also am besten auf dem Dach montiert werden. In meinem Fall nutze ich einen Dachgepäckträger aus dem Zubehör passend für mein Auto. Besser geht es nicht, also Haken dran.

Maximal erlaubte Höhe:

Bei der Länge der Antenne werde ich immer auf die vier Meter maximale Höhe angesprochen. Meine Antenne ist vom Fahrbahnbelag aus gemessen über vier Meter hoch. Das sei verboten, sagte man mir. Ich habe mir aber mal die StVZO angeschaut und etwas gefunden, was meiner Meinung nach eine Antennenhöhe von mehr als vier Meter erlaubt.

Auszug aus StVZO §32 Absatz 2:
(2) Bei Kraftfahrzeugen, Fahrzeugkombinationen und Anhängern einschließlich mitgeführter austauschbarer Ladungsträger (§ 42 Absatz 3) darf die höchstzulässige Höhe über alles folgendes Maß nicht überschreiten: 4,00 m.
Die Fahrzeughöhe ist nach der ISO-Norm 612-1978, Definition Nummer 6.3 zu ermitteln. Abweichend von dieser Norm sind bei der Messung der Fahrzeughöhe die folgenden Einrichtungen nicht zu berücksichtigen:
1. Antennen für Rundfunk, Navigation, die Kommunikation zwischen Fahrzeugen beziehungsweise zwischen Fahrzeugen und Infrastrukturen und

In Gänze nachzulesen hier.

Nun bin ich kein Rechtsanwalt, sondern Funkamateur, aber ich gehe stark davon aus, dass eine Antennenhöhe von knapp 4,5 Meter über dem Fahrbahnbelag somit in Ordnung ist. Sofern diese der Kommunikation dient. Somit ist für mich an dieser Stelle auch ein Haken dran. Was in der Praxis dann herumkommt, werde ich berichten. Eine Haftung werde ich nicht übernehmen, falls ihr eure Antenne zu hoch wird. Ihr müsst selbst wissen, was ihr macht. Also jammert später nicht herum.

Masse, Gegengewicht

In der Regel nutzt man vertikale Antenne auf dem Auto. Also einen Stab, der auf dem Autodach montiert wurde und in die Höhe ragt. Unten am Befestigungspunkt wird das koaxiale Antennenkabel angeschlossen. Nun hat das Antennenkabel zwei Anschlüsse. Innenseele und Außengefecht, oder Innenleiter und Masse, wie man es auch nennen möchte. Der Innenleiter wird auf jeden Fall an den möglichst langen Antennenstab angeschlossen. Was aber macht man mit dem Außengeflecht? Dieser muss an die Masse angeschlossen werden. Hat unsere Antenne eine Masse? Noch nicht, aber sie braucht eine Masse. Eine möglichst gute Masse sogar, denn der Antennenstab ist nur eine halbe Antenne. Die Masse ist die andere Hälfte. Als Masse würde sich die Fahrzeugkarosserie anbieten. Ich bohre also einfach ein Loch ins Autodach und nutze einen passenden Einbaufuß, der den Antennenstab hält und gleichzeitig eine elektrisch gut leitende Verbindung der Karosserie herstellt. Dann nutze ich das Maximum an Verfügung stehender Masse. Thema könnte hier erledigt sein, aber:
Wie eingangs erwähnt will/muss ich eine Lösung wählen, die keinerlei dauerhafte Änderungen an meinem Auto erforderlich macht und dennoch gut funktioniert, zuverlässig ist und vor allem, andere Verkehrsteilnehmer nicht unnötig gefährdet. Also muss eine andere Lösung her.

Drei Lösungen zum Ziel

Ich nutze aktuell drei Arten, wie ich zu einer maximal guten Masse bzw. zu einem maximal guten Gegengewicht komme um Amateurfunk im Auto betrieben zu können.

Da der Dachgepäckträger zum einen aus eloxiertem Aluminium besteht, gibt es schon meinen keinen leitenden Übergang von Antennenfuß auf den Dachträger. Eloxiert = nicht leitend. Das kann man sich für den Antennenbau generell schon mal merken. Weiter sind die Verschraubungen, die den Träger an der Dachreling halten aus Kunststoff. Also auch keine leitende Verbindung vom Träger zum KFZ. Weiter bezweifle ich, dass die Dachreling gut leitend mit der Karosserie verbinden ist. Das werden lackierte und in Dichtmasse sitzende Verschraubungen sein.

Erste Lösung: Radiale

Als erste Lösung habe ich zwei Radiale aus flexiblen Kabeln verwendet. Diese Radiale sollen das Gegengewicht darstellen, damit die zweite Hälfte der Antenne zustande kommt. Realisierung ganz einfach. Das eine Ende des Radial ist jeweils gut leitend mit dem Antennenfuß verbunden. Dann verlaufen die Radiale jeweils rechts und links das Fahrzeugdach entlang, bis vorne zur Windschutzscheibe, verlaufen entlang der A-Säule nach unten und verschwinden im Spalt zwischen Motorhaube und Radhaus. Kommen am Scheinwerfer wieder zum Vorschein und sind dort mit einem starken Magnet gesichert.
Das hatte sich schon mal positiv auf dem NanoVNA bemerkbar gemacht. Ein Test auf dem 40-Meter-Band brachte aber nur schlechte Rapporte.

Zweite Lösung: Masseband an Karosse

Ein dickes Masseband bis zu einer Schraube an der Karosserie. Im ersten Anlauf habe ich die Schraube genommen, an der der Dämpfer von der Heckklappe befestigt ist. Da sich diese Befestigung aber quasi im Außenbereich des Fahrzeuges befindet, ist sowohl die Schraube als auch das Gewinde in der Karosserie lackiert, damit es nicht zu rosten anfängt. Diese Verbindung hatte deswegen fast keinen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Also suchte ich eine bessere Möglichkeit und habe diese hinter einer Verkleidung im Kofferraum gefunden. Hinter der Verkleidung die den Übergang Dachhimmel und Dichtung Heckdeckel darstellt. Bei meinem Auto (VW Passat) konnte diese Verkleidung ohne Werkzeug demontiert werden. Einfach mit ein wenig Gefühl abziehen. Ist nur geklippt. Dahinter kommt dann echtes Blech zum Vorschein. Sogar ein passendes Loch war vorhanden, wo eine 8 mm Schraube gut passt. Daneben ein großes Loch, wo man eine Mutter durchschieben kann. In Kombination mit einer Zahnscheibe habe ich hier einen scheinbar guten Massepunkt gefunden. Das Masseband hat wieder eine große Veränderung auf dem NanoVNA sichtbar gemacht.
Seit dem dieses Masseband angeschlossen ist, habe ich den Eindruck ein kräftigeres Signal auf dem 40-Meter-Band zu erzeugen. Das Masseband ist am Dachträger befestigt und verläuft in paar cm über das Dach und verschwindet dann zwischen Dichtung und Heckklappe. Damit das Masseband keine Kratzer im Lack produziert, habe ich es durch ein Stück Fahrradschlauch gezogen. Das Schützt ausreichend.

Dritte Lösung: Kapazitive Kopplung

Bei einem großen Anbieter von Funkgeräten und Zubehör habe ich mal eine Magnetmatte gesehen, die per kapazitiver Kopplung für mehr Masse sorgen soll. Diese Matte soll einfach auf das Fahrzeugdach gelegt werden und mit einem kurzen Kabel an den Masseanschluss der Antenne verbunden werden. Durch die große Auflagefläche soll dann eine kapazitive Kopplung gegen Fahrzeugmasse erfolgen.
Das wollte ich dann mal ausprobieren. Ganz pragmatisch habe ich eine Einweg-Grillschale aus Aluminium plattgemacht, auf das Fahrzeugdach gelegt und an die Halterung der Antenne angeschlossen. Laut NanoVNA brachte das aber nichts. Das Aluding lag auch nicht vollflächig auf. Also habe ich die Ränder schon mal mit lackfreundlichem Klebeband auf dem Dach festgeklebt. Das ergab immerhin eine messbare Veränderung. Nun habe ich noch meinen alten 3-Punkt-Magentfuß drauf gestellt. So hatte das Alu den maximalen Kontakt auf dem Fahrzeugdach. Und das konnte man deutlich messen. Also war die Sache vielversprechend. Ich besorgte mir 50 my starke Alufolie und vier Magentmatten, die sonst für Whiteboards genommen werden. Daraus baute ich mir so eine Magentmatte für die kapazitive Kopplung.

In Kobination

Alle drei Lösungen in Kombination scheinen gut zu funktionieren. um Amateurfunk im Auto betreiben zu können. Ich habe auf dem 40-Meter-Band bereits mehrfach stabile Verbindungen quer durch Europa gehabt. Ausgangsleistung kleiner 100 Watt. Eine Endstufe nutze ich im Auto nicht.

Die bisher größte Entfernung habe ich am 27.07.2024 geschafft. Beschrieben in diesem Beitrag Knapp 7500 km bis in die Dominikanische Republik.