Yagi-Antennen für VHF/UHF: Richtantennen selbst gebaut

Die Yagi-Uda-Antenne — meist kurz „Yagi“ genannt — ist die am weitesten verbreitete Richtantenne im Amateurfunk. Sie bündelt die Energie in eine Richtung, erhöht Gewinn und Reichweite und unterdrückt Störungen von der Seite und von hinten. Ob für Sporadic-E auf 6 m und 2 m, EME-Versuche oder den Alltags-Relaisbetrieb — die Yagi ist das Arbeitspferd der VHF/UHF-Funker.

Wie funktioniert eine Yagi-Antenne?

Eine Yagi besteht aus mindestens drei Elementen auf einem gemeinsamen Träger (Boom):

• Reflektor: Ein Element hinter dem Strahler, etwas länger als eine halbe Wellenlänge. Er reflektiert Energie nach vorne und verbessert das Vor-Rück-Verhältnis.
• Strahler (Dipol): Das einzige Element, das direkt mit dem Koaxialkabel verbunden ist. Hier wird die Energie eingespeist bzw. empfangen. Seine Länge beträgt etwa eine halbe Wellenlänge.
• Direktoren: Eines oder mehrere kürzere Elemente vor dem Strahler. Sie lenken die Energie nach vorne und erhöhen den Gewinn. Je mehr Direktoren, desto schmaler die Keule und desto höher der Gewinn — aber auch desto länger der Boom.

Das Prinzip basiert auf der gegenseitigen Kopplung der Elemente: Reflektor und Direktoren sind nicht elektrisch angeschlossen, sondern werden durch das elektromagnetische Feld des Strahlers angeregt (parasitäre Elemente). Durch ihre Länge und ihren Abstand zueinander erzeugen sie konstruktive Interferenz in der Vorwärtsrichtung und destruktive Interferenz nach hinten.

Yagi-Grundlagen: Gewinn, Vor-Rück-Verhältnis und Bandbreite

• Gewinn: Wird in dBd (über Dipol) oder dBi (über isotropen Strahler) angegeben. Eine 3-Element-Yagi bringt etwa 6 dBd, eine 10-Element-Yagi etwa 12 dBd. Jedes weitere Element bringt abnehmenden Zusatzgewinn.
• Vor-Rück-Verhältnis (F/B): Gibt an, wie stark Signale von hinten unterdrückt werden. 20 dB F/B bedeutet: Signale von hinten sind 100-mal schwächer als von vorne.
• Bandbreite: Eine Yagi ist von Natur aus schmalbandig. Eine für 145 MHz optimierte Yagi funktioniert nicht auf 146 MHz optimal. Je mehr Elemente, desto schmaler die Bandbreite.
• Impedanz: Am Speisepunkt des Strahlers variiert die Impedanz je nach Design — typisch 25–50 Ohm. Für 50-Ohm-Koaxialkabel wird oft ein Gamma-Match, Haarnadel-Match oder T-Match verwendet.

Yagi-Designs für verschiedene Bänder

6 m (50 MHz)

Auf 6 m sind die Elemente bereits recht lang (ca. 3 m). Eine 3-Element-Yagi für 50 MHz hat einen Boom von etwa 2 m und bietet ca. 6 dBd Gewinn. Ideal für Sporadic-E im Sommer — mit einer solchen Antenne lassen sich Stationen in 1.000–2.000 km Entfernung arbeiten.

2 m (144 MHz)

Das beliebteste Band für Yagi-Antennen. Typische Designs:

• 5-Element-Yagi: Boomlänge ca. 1,8 m, Gewinn ca. 9 dBd — guter Allrounder für Relaisbetrieb und lokales DX
• 9-Element-Yagi: Boomlänge ca. 4 m, Gewinn ca. 12 dBd — für Conteste und Sporadic-E
• Langyagi (14+ Elemente): Boomlänge 6–10 m, Gewinn 14+ dBd — für EME und ernsthaftes DX. Oft als Gruppe (Stack) montiert.

70 cm (432 MHz)

Auf 70 cm sind die Elemente nur noch etwa 35 cm lang — kompakte Antennen mit hohem Gewinn sind möglich. Eine 12-Element-Yagi für 432 MHz hat einen Boom von nur 2 m und erreicht dennoch über 14 dBd. Für EME werden oft Arrays aus 4 oder mehr Yagis verwendet.

Selbstbau: Eine 2-m-Yagi bauen

Der Selbstbau einer Yagi-Antenne ist ein lohnendes Projekt und erfordert nur wenige Materialien:

Material

• Boom: Aluminium-Vierkantrohr (20×20 oder 25×25 mm) oder Holzlatte (isoliert den Boom von den Elementen)
• Elemente: Aluminiumrundstab (Ø 6–10 mm). Im Baumarkt als Schweißdraht oder Aluminiumstange erhältlich
• Elementhalterungen: Isolierte Durchführungen oder 3D-gedruckte Halter — besonders beim Aluminium-Boom wichtig, um den Strahler zu isolieren
• Koaxialkabel: RG-58 oder RG-213, je nach Kabellänge und gewünschter Verlustarmut
• Anpassnetzwerk: Gamma-Match, Haarnadel-Match oder DK7ZB-Match für 50-Ohm-Anpassung

Beliebte Designs zum Nachbauen

• DK7ZB-Yagis: Martin Steyer DK7ZB hat eine umfangreiche Sammlung optimierter Yagi-Designs veröffentlicht — von 3 bis 17 Elemente, alle mit 28-Ohm-Anpassung über ein einfaches Viertelwellen-Koaxial-Transformationskabel. Eine der zuverlässigsten Quellen für Selbstbauer.
• G0KSC LFA/OWA Yagis: Justin Johnson G0KSC bietet optimierte „Low Noise Yagi“ (LFA) und „Optimised Wideband Antenna“ (OWA) Designs — besonders rauscharm und breitbandig.
• WA5VJB Cheap Yagi: Kent Britain WA5VJB zeigt, wie man mit Holzlatten und Schweißdraht eine funktionale Yagi für wenige Euro baut — das perfekte Anfängerprojekt.

Berechnung und Simulation

Vor dem Bau sollte die Antenne am Computer simuliert werden:

• MMANA-GAL: Kostenloser Antennenmodellierungsprogramm, einfach zu bedienen, umfangreiche Modellbibliothek mit fertigen Yagi-Designs
• 4nec2: Leistungsfähigerer NEC2-basierter Simulator, mehr Möglichkeiten zur Optimierung
• EZNEC: Kommerziell, aber der Standard für professionelle Antennensimulation im Amateurfunk

Abgleich und Messung mit dem NanoVNA

Nach dem Bau muss die Antenne abgeglichen werden. Der NanoVNA ist dafür das ideale Werkzeug:

1. SWR über den gewünschten Frequenzbereich messen (z.B. 144–146 MHz)
2. Resonanzfrequenz finden (SWR-Minimum)
3. Elementlängen anpassen: Elemente kürzen = Resonanz nach oben, verlängern = nach unten
4. Impedanz am Speisepunkt prüfen und ggf. Anpassnetzwerk justieren
5. Ziel: SWR unter 1,5:1 im gewünschten Bereich

Montage und Rotor

Eine Yagi-Antenne zeigt nur in eine Richtung — für flexiblen Betrieb braucht man einen Antennenrotor, der die Antenne horizontal dreht:

• Leichte Rotoren (Yaesu G-450C, Hy-Gain HAM-IV): Für einzelne VHF-Yagis oder leichte Stacks
• Schwere Rotoren (Yaesu G-2800DXA): Für große Arrays, mehrere Yagis oder Kombinations-Stacks
• Elevationsrotor: Für Satellitenbetrieb und EME wird zusätzlich ein Elevationsrotor benötigt, um die Antenne nach oben/unten zu schwenken

Für den portablen Einsatz bei SOTA oder Contests reicht ein Foto-Stativ oder ein selbstgebauter Drehmechanismus — die Antenne wird manuell ausgerichtet.

Stacking: Mehrere Yagis kombinieren

Durch „Stacking“ — das Übereinander- oder Nebeneinanderanordnen von zwei oder mehr identischen Yagis — lässt sich der Gewinn um bis zu 3 dB pro Verdopplung steigern. Ein 2er-Stack (zwei Yagis übereinander) bringt also etwa 3 dB mehr Gewinn als eine einzelne Yagi — das entspricht einer Verdopplung der effektiven Sendeleistung.

Wichtig beim Stacking: Die Yagis müssen korrekt phasengleich gespeist werden (gleich lange Koaxialkabel zu einem Power-Splitter), und der vertikale Abstand muss zum Design passen (typisch 1–2 Wellenlängen).

Anwendungen

• Sporadic-E und Tropo-DX: Die Yagi bündelt das Signal und ermöglicht DX-Verbindungen auf 2 m und 6 m, die mit einer Rundstrahlantenne unmöglich wären.
• EME (Moonbounce): Für EME werden Arrays aus 4–16 Yagis mit zusammen 20–30 dBd Gewinn verwendet.
• Satellitenempfang: Eine kreuzdipol-gespeiste Yagi (oder zwei Yagis für H und V Polarisation) eignet sich hervorragend für den Empfang von Amateurfunksatelliten.
• Conteste: Bei VHF/UHF-Contesten ist die Yagi Pflicht — Gewinn und Richtcharakteristik entscheiden über die Punktezahl.
• Relaisbetrieb: Auch für den Zugang zu entfernten Relais kann eine kleine Yagi die Lösung sein.

Tipps für den Bau

1. Genau arbeiten: Bei VHF/UHF zählt jeder Millimeter. Die Elementlängen und -abstände exakt einhalten.
2. Alu statt Stahl: Aluminiumelemente sind leicht, korrosionsbeständig und haben gute Leitfähigkeit.
3. Isolierter Boom: Wenn der Boom aus Aluminium ist, müssen die Elemente isoliert montiert werden — oder man verwendet einen Holz-/GFK-Boom.
4. Wetterschutz: Koaxialstecker und Anpassnetzwerk mit selbstverschweißendem Klebeband oder Schrumpfschlauch gegen Feuchtigkeit schützen.
5. Messen statt raten: Einen NanoVNA verwenden, um die fertige Antenne zu vermessen und abzugleichen.

Die Yagi-Antenne ist eine der lohnendsten Selbstbauprojekte im Amateurfunk. Mit einfachen Materialien, einem guten Design und sorgfältiger Ausführung baut man eine Antenne, die kommerziellen Produkten ebenbürtig ist — und das für einen Bruchteil der Kosten. Ob als erste Richtantenne für den Sporadic-E-Sommer oder als EME-Array — die Yagi bleibt das Fundament des VHF/UHF-Amateurfunks.

73 – eure oeradio.at-Redaktion

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