DVB-T-Antennen im Eigenbau: bester Empfang dank Reflektor

von Pascal Poschenrieder am , 17:40 Uhr

Das digitale Antennenfernsehen DVB-T sorgt für gute Bildqualität – vorausgesetzt, der Empfang stimmt. Denn in der Praxis liefern Kaufantennen häufig zu geringe Signalstärken. Wir haben bereits drei DVB-T-Antennen selbst gebaut, die für deutlich bessere Ergebnisse sorgen. Nun haben wir ein weiteres Modell gefertig, das alle anderen Lösungen in den Schatten stellt. Zudem beantworten wir Fragen, die sich seit unserem ersten Eigenbau ergeben haben.

Die mit DVB-T-Empfängern [1] mitgelieferten Antennen bieten häufig keinen Empfang. Wer dann im Elektronikladen an der Ecke viel Geld für eine aktive Lösung ausgibt, ist nach den ersten Tests oft ebenfalls enttäuscht: Ein paar Programme funktionieren zwar mit leichten Aussetzern, andere kommen aber überhaupt nicht herein. Der Grund dafür sind die unterschiedlichen, von der Region abhängigen Sendefrequenzen [2] von DVB-T [3]. Ist die gekaufte Antenne nicht zufällig auf die passenden Frequenzen abgestimmt, bleibt der Fernsehschirm schwarz. Die Lösung sind selbst gebaute Antennen mit passend berechneten Längen. Wir haben bereits drei davon gebaut.

Unsere Eigenbau-Antennen

Unsere erste Antenne zum Nachbauen ist eine einfache Dipol-Lösung [4]. Sie besteht aus einem alten Antennenkabel, von dem wir lediglich ein Teil der Isolation entfernt haben. Bereits kurz nach der Veröffentlichung unserer Bauanleitung im Internet, erhielten wir eine große Resonanz von unseren Lesern. Der Grund: Die Antenne funktioniert trotz minimalem Bastelaufwand und minimaler Verstärkungsleistung bereits besser als die meisten im Handel erhältlichen Lösungen. Das liegt an der idealen Anpassung für die jeweilige Region: Je nach Standort und der dortigen Sendefrequenzen ist sie länger oder kürzer.


Die einfach Dipol-Antenne ist sehr simpel anzufertigen.

Wir haben weiter experimentiert, und mit der Doppelquad-Antenne [5] einen noch besseren Empfänger gebaut. Die Doppelquad-Eigenbauantenne besteht aus vier schräg übereinander angeordneten Halbwellendipolen [6] aus Kupferdraht. Ihre Form gleicht zwei um 45 Grad gedrehten und übereinander angeordneten Quadraten – also fast dem bayerischen Wappen. In der Mitte ist das Antennenkabel angelötet. Das Ergebnis ist eine Antenne mit rund 8 dB Verstärkungsleistung.


Die Doppelquad-Antenne bietet ausgezeichneten Empfang.

Um noch besseren Empfang zu ermöglichen, haben wir die einfache Doppelquad-Antenne zu einem Multi-Doppelquad-Empfänger [7] weiterentwickelt. Dieser besteht aus vielen Doppelquads, wobei nicht nur die ganze Antenne auf den Durchschnitt aller in der Region verfügbaren Frequenz, sondern jeder Doppelquad auf einen ganz bestimmten Kanal abgestimmt ist.


Für Regionen mit sehr weit voneinander entfernten Sendefrequenzen eignet sich die Multi-Doppelquad-Antenne.

Wir haben alle drei Lösungen mittlerweile ausgiebig in der Praxis getestet. Zudem berichten viele Leser ihre Bastelergebnisse. Als beste Lösung hat sich so für die meisten die einfache Doppelquad-Antenne erwiesen. Lediglich einige wenige hatten mit der Multi-Doppelquad-Lösung besseren Empfang. Das liegt daran, dass beim Verbinden der einzelnen Elemente der Mulitquad-Lösung Störungen entstehen. Daher ist ihr Empfang nur in Regionen besser, in denen die einzelnen Kanäle sehr weit auseinander liegen, sodass eine Antenne für den Durchschnittswert einen zu großen Bereich abdecken müsste.


Mit Reflektor erreicht die Doppelquad-Antenne eine Verstärkungsleistung von etwa 12 dB.

Da der einfach Doppelquad-Empfänger nicht nur sehr simpel und preiswert zu fertigen ist, sondern auch noch besten Empfang liefert, haben wir die Antenne noch weiter verfeinert. So erreicht sie nun mit Hilfe eines Reflektors satte Verstärkungen von bis zu 12 dB. Damit ist selbst der Empfang von mehreren hundert Kilometer entfernten Sendern noch möglich.

Bau der verbesserten Doppelquad-Antenne mit Reflektor

Wer bereits eine Doppelquad-Antenne nach unserer Anleitung gefertigt hat, kann sie weiter verwenden und lediglich den unten beschriebenen Reflektor hinzufügen. Alle anderen beginnen mit der Berechnung ihrer Antenne.

Antennenberechnung

Zunächst ist es nötig die Sendefrequenzen der eigenen Region zu ermitteln. Die Website ueberallfernsehen.de [8] bietet eine Liste mit diesen Frequenzen [9] an. Dort sucht man den nächstgelegenen Sender und liest die niedrigste und höchste Frequenz in MHz ab. Für den Standort München / Olympiaturm sind das beispielsweise 578 und 834 MHz. Das folgende Tool übernimmt nach der Eingabe der beiden Werte die Berechnung sämtlicher notwendiger Längen.

niedrigste Frequenz (in MHz)
höchste Frequenz (in MHz)
Quadrat-Kantenlänge (in cm)
Antennenbreite (in cm)
Antennenhöhe (in cm)
Gesamtlänge Draht (in cm)
Abstand zwischen Antenne und Reflektor (in cm)
Minimalhöhe Alublech (in cm)
Minimalbreite Alublech (in cm)

Notwendiges Baumaterial

Nach dem Ermitteln der Werte geht es an den Bau der Antenne. Dazu sind neben einigen Bauteile aus dem Baumarkt ein Lötkolben [10], Lötzinn [11] sowie Zange, Säge und ein Messer erforderlich. Bastler kaufen sich im Baumarkt einen massiven Kupferdraht (keine Litze) mit etwas mehr als der vorher berechneten Länge und einem Querschitt [12] von 2,5 Quadratmillimetern. Sollte der Baumarkt diesen nicht explizit führen, findet er sich bestimmt in einem Stromkabel für die Unterputzverlegung. Dieses ist dann abzuisolieren.

Zusätzlich zum Draht ist ein Aluminiumblech mit 0,5 oder 0,8 Millimetern Dicke von Nöten. Seine Größe sollte mindestens den oben berechneten Minimalmaßen entsprechen, sodass es größer ist als die gefertigte Antenne.

Zusätzlich ist ein Antennenkabel für den Fernsehempfang sowie einen Rundholzstab mit einem Durchmesser von etwa 3 Zentimetern Durchmesser nötig.

Antennenbau

Nun geht es an das Anfertigen der Antenne. Dazu misst man am Kabel achtmal die Quadrat-Kantenlänge ab und zeichnet sie an. Anschließend hilft eine 90-Grad-Kante, beispielsweise vom Schreibtisch, beim korrekten Biegen des Drahtes an den Markierungen. Dabei beginnen wir bei der Mitte des Quads. Nach der letzten Biegung ist der restliche Draht abzuzwicken. Allerdings sollte ein kleines Stück zum Zusammenlöten der Enden stehenbleiben. Fertig gebogen, sieht die Antenne folgendermaßen aus.


Eine höhere Fertigungsgenauigkeit führt zu besserem Empfang.

Als nächstes ist das Zusammenlöten der Enden an der Reihe. Für guten Empfang sind qualitativ hochwertige Lötstellen eine Voraussetzung. Der Lötzinn sollte nicht zu lange heiß sein und nach dem Erstarren noch glänzen. Dazu wird zuerst nur das Kupfer mit dem Lötkolben erhitzt und anschließend Lötzinn hinzugegeben.


So sieht die Lötverbindung der beiden Drahtenden aus.

Nun bereiten wir das Kabel vor. Dazu zwicken wir die Kupplung, also den „weiblichen“ Stecker mit dem Loch, ab. Nun entfernt man am jetzt offenen Kabelende circa 1,5 Zentimeter der äußeren Isolierung. Darunter kommt ein Drahtgeflecht zum Vorschein. Wir schieben es zurück und verdrehen es zu einem Kabel. Unter dem Drahtgeflecht verbirgt sich eine zweite Isolierung. Von ihr entfernen wir mit dem Messer rund 5 Millimeter. Jetzt liegt der Innenleiter aus Kupfer frei.


Dieser Stecker bleibt am Kabel.

Eine Lötverbindung stellt Kontakt zwischen Antenne und Kupferleitung sowie verdrehtem Drahtgeflecht her. Das geschieht an der Stelle, an der sich die beiden Quadrate treffen. Das Kupferkabel kommt an die eine Seite, das Geflecht an die andere. Sowohl Kabel als auch Draht dürfen sich nicht berühren. Wer einen aktiven DVB-T-Empfänger mit Speisung besitzt, muss zwischen Innenleiter und Antenne einen Keramikkondensator [13] anbringen. Er sollte eine Kapazität von 220 Pikofarad [14] und eine Spannungsfestigkeit von 500 Volt [15] besitzen. Da er das Signal elektromagnetisch übertägt, verhindert er einen Kurzschluss des Receivers.


Nimmt das Drahtgeflecht keinen Lötzinn auf, ist es mit Draht oder einem Stück Metall mit der Antenne zu verbinden.

Reflektorbau

Die eigentliche Antenne ist nun fertig und der Bau des Reflektors kann beginnen. Als erstes kommt der Rundholzstab an die Reihe. Seine beiden Enden sägen wir ab. Als Maß ist dabei der Abstand zwischen Antenne und Reflektor (siehe Berechnungstool) plus etwa fünf Millimetern zu wählen. Sind die beiden Enden ab, sägen wir ein Kreuz in die beiden Fläche. Die Tiefe der Schnitte sollte der zum Abstand zwischen Antenne und Reflektor zusätzlich gewählten Länge entsprechen.


Die Schlitze halten später die Antenne an ihrer Position.

Nun geht es an das Anzeichnen der Aluplatte. Dazu legen wir die fertige Antenne auf die Platte. Ist das Alublech zu groß, lässt sie sich mit einer Stichsäge und einem Metall-Sägeblatt anpassen. Allerdings sollte es an jeder Seite minimal 5 Zentimeter über die Antenne hinausstehen. Ist die Antenne nun mittig auf der Platte platziert, zeichnen wir ihre beiden Spitzen an. An den markierten Stellen montieren wir die Abstandshalter aus Holz mit den Spax-Schrauben. Als letztes dient ein Schlitzschraubenzieher als Werkzeug, um die Antennespitzen in die kreuzförmigen Vertiefungen im Holz zu drücken.


Die Spitzen der Antenne sitzen fest im Holz.

Um nun optimalen Empfang zu erreichen, sollte die Antenne zum Sender hin ausgerichtet sein. Zusätzlich empfiehlt sich ein Ermitteln der optimalen Lage. Nach dem Kanalsuchlauf wählen wir einen Sender mit eher schlechtem Empfang. Nun drehen und neigen wir die Antenne solange, bis die Signalstärke ihr Maximum erreicht. In dieser Position sollte die Antenne fest angebracht werden.

Fragen und Antworten

Seitdem wir unsere erste Bauanleitung ins Netz gestellt haben, sind viele Fragen aufgetaucht. Deshalb klären wir hier noch einmal die wichtigsten Punkte.

Kupferdraht

Es kam immer wieder die Frage auf, ob die Dicke des Kupferdrahtes zwangsläufig 2,5 Quadratmillimeter betragen muss. In unseren diversen Tests hat sich diese Dicke als ideal erwiesen. Bei einem dünneren Draht wird die Konstruktion zu instabil. Bei größeren Querschnitten verschlechtert sich der Empfang, da sich mit zunehmender Kabeldicke die Impedanz erhöht. Verantwortlich dafür ist der Skin-Effekt [16], auch Stromverdrängung genannt.

Desweiteren hat sich gezeigt, dass die Isolierung des Drahtes, falls vorhanden, unbedingt entfernt wedern sollte. Viele unserer Leser hatten erst danach Empfang mit ihren Antennen. Zudem kommt immer wieder die Frage auf, ob sich auch versilberter Kupferdraht eignet. Bei unseren Versuchen mit versilbertem Draht konnten wir keine Empfangsverschlechterung oder -verbesserung feststellen. Allerdings oxidiert das Silber nach einer Zeit, wodruch sich die Antenne hässlich verfärbt.

Antennenkabel

Fast jeder hat noch ein altes Antennenkabel zu Hause. Wer sich das Geld für ein neues sparen möchte, kann dieses verwenden. Dabei ist es egal, ob es sich um ein Kabel für Antennen-, Kabel- oder Satellitenempfang handelt. Es kommt lediglich auf die Impedanz [17] des Kabels an. Sie ist auf dessen Isolierung angegeben und muss 75 Ohm betragen.

Kleine Antennen

Bei der Doppelquad-Antenne handelt es sich um eine Lambda-Viertel-Antenne. Das bedeutet, dass die Quadrat-Kantenlänge einem Viertel der Wellenlänge entspricht. Die Wellenlänge errechnet sich aus der Lichtgeschwindigkeit [18] geteilt durch die Durchschnittsfrequenz der Sendefrequenzen. Da sich bei einigen Frequenzen so recht große Antennen ergeben, haben einige unserer Leser gefragt, ob auch Lambda-Achtel-Antennen funktionieren. Grundsätzlich funktioniert jede Antenne mit einer vielfachen Schenkellänge der Wellenlänge Lambda [19]. Allerdings nimmt die Verstärkung ab, je kleiner die Antenne ist. Die beste Verstärkung würde man bei einem Empfänger erhalten, bei dem die Kantenlänge genau der Wellenlänge entspricht. Allerdings sind solche Antennen bei den DVB-T-Frequenzen sehr groß.

Positionierung und Ausrichtung

Die Antenne sollte immer genau in Richtung des Senders zeigen und möglichst hoch positioniert sein. Einige unserer Leser haben ihre Antennen deshalb im Dachstuhl montiert. Allerdings kam es dabei oft zu Problemen. Dächer sind häufig mit Aluminiumfolien isoliert, die einen Empfang erschweren. In so einem Fall empfiehlt sich die Außenmontage. Jedoch sollte die Antenne immer mindestens zwei Meter unterhalb des Blitzableiters [20] angebracht werden. Vor der Endmontage der Antenne empfiehlt sich zudem ein Empfangstest. Je nach Polarisation des Senders bietet die Antenne horizontal oder vertikal montiert besseren Empfang. In der Praxis ist es zudem oft so, dass der Empfang am besten ist, wenn die Antenne komplett schief montiert ist. Daher gilt: Ein ausführlicher Test verbessert den Empfang beträchtlich.

Kein Empfang

Wer trotz einer perfekt angepassten und ausgerichteten Antenne noch keinen Empfang hat, kann es mit einem Antennenverstärker versuchen. Allerdings muss dazu zuerst eine Anpassung der Antenne vorgenommen werden. Um einen Kurzschluss des Verstärkers zu vermeiden, wird zwischen den Innenleiter des Antennekabels und die Antenne ein Keramikkondensator geschaltet. Er sollte eine Kapazität von 220 Pikofarad und eine Spannungsfestigkeit von 500 Volt besitzen. Einige Receiver sind ab Werk mit einem Verstärker ausgestattet. Dann ist die Anpassung der Antennen zwingend notwendig.

Zweckentfremdung

Einige unserer Leser waren vom guten Empfang der Eigenbauantenne so begeistert, dass sie ihre Garagentorempfänger oder andere Geräte mit einem Eigenbau ausstatten wollten. Das ist möglich, bedarf allerdings einer Anpassung der Antennengröße. Wer beispielsweise aus der Doppelquad-Antenne einen WLAN [21]-Empfänger bauen will, gibt einfach im Berechnungstool anstatt der höchsten und der niedrigsten DVB-T-Frequenz zweimal die WLAN-Frequenz von 2400 MHz an. Heraus kommen die Werte für eine ideale WLAN-Antenne. Achtung: Bei einem Eigenbau solcher Antennen sind unbedingt die gesetzlichen Richtwerte zu beachten.

Fazit

Unsere Erfahrung mit selbstgebauten DVB-T-Antenne zeigt, dass es vollkommen unnötig ist, viel Geld für einen aktiven Empfänger auszugeben. Mit ein paar Euro und einer halben Stunde Zeit ist der Eigenbau für jeden zu bewerkstelligen, der schon einmal einen Lötkolben in der Hand hatte. Das Ergebnis ist eine Antenne, die alle anderen Lösungen weit in den Schatten stellt und sich zudem noch für viele anderen Einsatzzwecke eignet.

Update

Wer auch mit unseren Eigenbau-Antennen noch Empfangsprobleme hat, sollte sich unseren DVB-T-Antennenverstärker [22] zum selberbauen ansehen. Er verstärkt das Signal und sorgt so für störungsfreies Fernsehen.

Artikel von CNET.de: https://www.cnet.de

URL zum Artikel: https://www.cnet.de/41503233/dvb-t-antennen-im-eigenbau-bester-empfang-dank-reflektor/

URLs in this post:

[1] DVB-T-Empfängern: https://www.cnet.de/digital-lifestyle/specials/41000632/digitalfernsehen+guenstig+dvb_t_receiver+mit+hdmi+unter+100+euro.htm

[2] Sendefrequenzen: http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz

[3] DVB-T: http://de.wikipedia.org/wiki/DVB-T

[4] Dipol-Lösung: https://www.cnet.de/praxis/insider/39189229/dvb_t_antenne+fuer+5+euro+so+klappt+der+eigenbau.htm

[5] Doppelquad-Antenne: https://www.cnet.de/praxis/wochenend/41001557/die+beste+eigenbau_dvb_t_antenne+doppelquad+fuer+5+euro+basteln.htm

[6] Halbwellendipolen: http://de.wikipedia.org/wiki/Dipol

[7] Multi-Doppelquad-Empfänger: https://www.cnet.de/praxis/wochenend/41002569/die+beste+dvb_t_antenne+der+welt+multi_doppelquad+im+eigenbau.htm

[8] ueberallfernsehen.de: http://www.ueberallfernsehen.de/

[9] Liste mit diesen Frequenzen: http://www.ueberallfernsehen.de/dvbtdownloads127.pdf

[10] Lötkolben: http://de.wikipedia.org/wiki/Lötkolben

[11] Lötzinn: http://de.wikipedia.org/wiki/Lötzinn

[12] Querschitt: http://de.wikipedia.org/wiki/Kreis_(Geometrie)#Kreisfl.C3.A4che

[13] Keramikkondensator: http://de.wikipedia.org/wiki/Keramikkondensator

[14] Pikofarad: http://de.wikipedia.org/wiki/Farad

[15] 500 Volt: http://de.wikipedia.org/wiki/Volt

[16] Skin-Effekt: http://de.wikipedia.org/wiki/Skin-Effekt

[17] Impedanz: http://de.wikipedia.org/wiki/Impedanz

[18] Lichtgeschwindigkeit: http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit

[19] Wellenlänge Lambda: http://de.wikipedia.org/wiki/Wellenlänge

[20] mindestens zwei Meter unterhalb des Blitzableiters: http://www.kleiske.de/vde%200855/vde0855_270506.pdf

[21] WLAN: http://de.wikipedia.org/wiki/Wlan

[22] DVB-T-Antennenverstärker: https://www.cnet.de/praxis/wochenend/41524218/dvb_t_antennenverstaerker+im+eigenbau+fuer+perfekten+tv_empfang.htm