1090-MHz-Antenne selber bauen: Spider, Collinear und Groundplane

Wer einen eigenen ADS-B-Empfänger betreibt, merkt schnell: Der SDR-Stick ist austauschbar, die Antenne nicht. Sie entscheidet darüber, ob du nur den Anflug auf deinen Hausflughafen siehst oder Flugzeuge im Reiseflug weit hinter dem Horizont. Das Schöne daran: Eine 1090-MHz-Antenne selber bauen ist eines der dankbarsten Bastelprojekte überhaupt. Ein paar Zentimeter Draht, ein Stecker und etwas Koaxkabel reichen. In diesem Guide bekommst du die Maße für die drei bewährten Bauformen – Groundplane, Spider und Coax-Collinear –, die Rechnung dahinter und die Fehler, die fast jeder beim ersten Mal macht.

Die kurze Antwort

Für den Einstieg baust du eine Spider-Antenne: einen senkrechten Strahler von rund 69 mm und vier bis acht Radials gleicher Länge, die etwa 45 Grad nach unten gebogen sind. Wer mehr Reichweite will, baut eine Coax-Collinear aus acht Abschnitten RG-6-Kabel von je rund 116 mm. Beide Antennen montierst du senkrecht, weil ADS-B-Signale vertikal polarisiert sind, und so hoch und frei wie möglich.

Den kompletten Empfänger mit Raspberry Pi, Stick und Software beschreibt der Guide ADS-B-Empfänger selber bauen. Hier geht es nur um das Bauteil, das den größten Unterschied macht.

Die Physik in drei Sätzen

Flugzeuge senden ihre ADS-B-Meldungen über den Mode-S-Transponder auf 1090 MHz aus – wie das technisch abläuft, erklärt der Artikel Transponder Mode A, C und S. Eine Antenne arbeitet am besten, wenn ihre Länge in einem festen Verhältnis zur Wellenlänge steht. Die Wellenlänge ergibt sich aus Lichtgeschwindigkeit geteilt durch Frequenz: 299.792 km/s geteilt durch 1090 MHz ergibt rund 275 mm.

Daraus folgen die Grundmaße:

Bruchteil	Länge in Luft	Wofür
λ (volle Welle)	≈ 275 mm	Rechengrundlage
λ/2	≈ 137,5 mm	Dipol, Halbwellen-Elemente aus Draht
λ/4	≈ 69 mm	Strahler und Radials bei Groundplane und Spider
λ/2 × 0,85	≈ 116 mm	Element einer Collinear aus RG-6-Koaxkabel
λ/4 × 0,85	≈ 58 mm	Viertelwellen-Stub aus RG-6

Der dritte Satz ist der wichtigste: In einem Kabel ist die Welle kürzer als in Luft. Das Dielektrikum zwischen Innenleiter und Schirm bremst die Ausbreitung. Der Verkürzungsfaktor (englisch velocity factor) gibt an, um wie viel. Bei geschäumtem Satellitenkabel liegt er häufig um 0,85, bei Kabel mit massivem Polyethylen deutlich niedriger. Für Draht-Antennen spielt er keine Rolle, für Elemente aus Koaxkabel ist er entscheidend.

Bauform 1: die Groundplane

Die Groundplane ist die Urform der Viertelwellen-Antenne. Ein senkrechter Strahler von rund 69 mm sitzt auf einem Gegengewicht – entweder einer Metallfläche oder mehreren Radials, die von seinem Fußpunkt aus waagerecht abstehen. Der Strahler hängt am Innenleiter des Kabels, das Gegengewicht am Schirm.

Die einfachste Variante hast du vielleicht schon in der Schublade: die Magnetfuß-Stabantenne, die vielen SDR-Sticks beiliegt. In der Community der FlightAware-Feeder ist es ein klassischer Einsteigertrick, deren Stab auf etwa 67 mm zu kürzen und den Magnetfuß auf eine Blechdose, eine Metallplatte oder ein Backblech zu setzen. Die Fläche wirkt als Gegengewicht, und schon empfängt die Antenne deutlich besser als vorher.

Material für eine Groundplane mit Radials:

• eine Einbaubuchse (N, SO-239 oder F) als Basis
• fünf Stücke Kupferdraht, etwa 1 bis 2 mm stark und je rund 10 cm lang zum Zurechtschneiden
• vier kleine Schrauben mit Muttern oder Lötzinn für die Radials
• Koaxkabel mit passendem Stecker und gegebenenfalls Adapter zum SDR-Stick

Den Strahler lötest du in den Mittelpin der Buchse, die vier Radials befestigst du an den Montagelöchern des Flanschs. Gemessen wird beim Strahler ab Oberkante Buchse bis zur Spitze, bei den Radials ab dem Befestigungspunkt.

Bauform 2: die Spider

Die Spider ist eine Groundplane mit nach unten gebogenen Radials – und eine der beliebtesten Selbstbau-Antennen für ADS-B. Der Name kommt vom Aussehen: Mit vier, sechs oder acht schrägen Beinen sieht sie aus wie eine kleine Spinne.

In einer viel zitierten Bauanleitung aus dem FlightAware-Forum ist die Sechs-Bein-Variante so beschrieben: Der Strahler misst 69 mm von der Oberkante eines F-Steckers bis zur Spitze, die Radials 69 mm vom Knickpunkt bis zur Spitze, gebogen etwa 45 Grad unter die Waagerechte. Als Draht dient der rund 1 mm starke Innenleiter von RG-6-Kabel, dickerer Draht geht ebenfalls. Gelötet wird bei dieser Variante gar nicht – alles hält per Stecker, Mutter und Unterlegscheibe.

Warum die Schräge? Gebogene Radials verändern die Impedanz am Fußpunkt und die Abstrahlung nach unten. Für den Empfang heißt das in der Praxis: Die Antenne passt besser zum Kabel und „schaut“ etwas flacher Richtung Horizont. Laut einer Bildunterschrift in der Anleitung schneidet die Acht-Bein-Version besser ab als die mit vier Beinen, Messdaten dazu liefert sie aber nicht. Vier Radials sind ein guter Start.

Sonderform: die Cantenna

Eine Variante mit Kultstatus in der Feeder-Szene ist die Cantenna: Ein Viertelwellen-Strahler sitzt auf einer leeren Getränkedose oder Konservendose, die das Gegengewicht bildet. Auch hier nennt die Forumsanleitung 69 mm Strahlerlänge aus dem Innenleiter eines RG-6-Kabels, wobei der Erbauer mit isoliertem Draht nach dem Einkürzen auf 66 mm besseren Empfang meldete. Die Cantenna ist eher ein Experiment für die Fensterbank als eine Dauerlösung auf dem Dach.

Bauform 3: die Coax-Collinear

Wenn die Spider läuft und du mehr willst, ist die Coax-Collinear (oft kurz „CoCo“) der nächste Schritt. Sie stapelt mehrere Halbwellen-Abschnitte übereinander. Das Prinzip: Statt Energie gleichmäßig in alle Höhenwinkel zu verteilen, konzentriert eine gestapelte Antenne ihre Empfindlichkeit auf den Horizont. Genau dort stehen die weit entfernten Flugzeuge im Reiseflug – und genau die machen die Reichweite aus.

Der Trick beim Koax-Aufbau: Bei jeder Verbindung werden Innenleiter und Schirm vertauscht. Der Innenleiter des einen Abschnitts geht an den Schirm des nächsten und umgekehrt. Dadurch strahlen die Außenseiten der Abschnitte phasengleich, und die Antenne verhält sich wie mehrere übereinander gestapelte Dipole.

Maße und Material

Eine ausführlich dokumentierte Bauanleitung eines Funkamateurs auf balarad.net rechnet so: halbe Wellenlänge 137,5 mm mal Verkürzungsfaktor 0,85 ergibt rund 116 mm pro Element. Verwendet wurden 75-Ohm-Kabel vom Typ RG-6 mit Faktor 0,85 und ein 50-Ohm-Kabel mit Faktor 0,83 – bei beiden mit derselben Elementlänge.

Material für eine Acht-Element-Collinear:

• rund 1,5 m geschäumtes Koaxkabel mit bekanntem Verkürzungsfaktor (zum Beispiel RG-6)
• ein Kunststoffrohr (PVC) von etwa 1 m Länge als Gehäuse, plus Endkappe
• Isolierband, Schrumpfschlauch, etwas Kleber
• ein Stecker am Fußende (F oder SMA, je nach Empfänger)
• optional ein Abschlusswiderstand mit 75 oder 50 Ohm am oberen Ende

So gehst du vor

1. Elemente schneiden: Acht Abschnitte auf exakt dieselbe Länge schneiden. Am Schirm misst du die 116 mm, der Innenleiter steht an beiden Enden jeweils rund 50 mm über – er wird für die Verbindung und die Stabilität gebraucht.
2. Kreuzweise verbinden: Den überstehenden Innenleiter von Element 1 mit dem Schirm von Element 2 verbinden, den Innenleiter von Element 2 mit dem Schirm von Element 1. Ein Stück Isolierband zwischen den Elementen verhindert Kurzschlüsse.
3. Nach jedem Schritt messen: Mit einem Multimeter prüfen, dass zwischen Innenleiter und Schirm am Fußende kein Kurzschluss besteht. Ist die Antenne einmal im Rohr, findest du einen Fehler kaum noch.
4. Abschluss oben: Der Erbauer setzt einen Widerstand passend zur Kabelimpedanz ans obere Ende, schreibt aber selbst, dass dieser für guten Empfang nicht nötig ist. Er erleichtert vor allem die Durchgangsprüfung der Elemente und leitet statische Aufladung ab.
5. Einbauen und abdichten: Die Kette ins Rohr schieben, Stecker unten verkleben und abdichten, oben eine Endkappe aufsetzen.

Ein zusätzliches Detail aus derselben Anleitung ist ein Viertelwellen-Stub: ein am Ende kurzgeschlossenes Stück Koaxkabel von rund 58,5 mm am Antennenanschluss. Bei 1090 MHz wirkt er wie ein hoher Widerstand und kostet kaum Empfang, auf anderen Frequenzen ist er dagegen niederohmig; geerdet kann er zudem statische Ladung ableiten. Für den ersten Bau ist er optional.

Die drei Bauformen im Vergleich

Kriterium	Groundplane	Spider	Coax-Collinear
Bauzeit	unter 1 Stunde	etwa 1 Stunde	ein Nachmittag
Material	Buchse, Draht, Schrauben	Stecker, Draht, ggf. Buchse	1,5 m Koax, PVC-Rohr, Kleinteile
Fehlertoleranz	hoch	hoch	gering, jede Verbindung zählt
Empfang nahe dem Horizont	ordentlich	ordentlich, etwas flacher	am stärksten
Wetterfestigkeit	mit Abdichtung gut	mit Abdichtung gut	im Rohr sehr gut
Ideal für	Fensterbank, ersten Test	Dach, Balkon, Einstieg	feste Dachinstallation

Wer lieber kauft als baut, findet einen Überblick in Fertige ADS-B-Empfänger und Kits kaufen.

Kabel, Stecker und Verluste

Bei 1090 MHz frisst Koaxkabel spürbar Signal, und zwar umso mehr, je dünner und länger es ist. Im FlightAware-Forum wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass RG-6 ab etwa 5 m Länge so viel dämpft, dass sich ein Vorverstärker lohnen kann. Daraus folgen ein paar Grundregeln:

• Kabel so kurz wie möglich. Jeder Meter weniger ist geschenkte Reichweite.
• Dickes, geschäumtes Kabel statt dünner Strippen. Billiges Antennenkabel mit hohem Verlust macht jede Antenne schlecht.
• Wenige Übergänge. Jeder Adapter zwischen F, N, SMA und MCX kostet ein wenig und ist eine potenzielle Fehlerquelle.
• Verstärker an die Antenne, nicht an den Empfänger. Ein rauscharmer Vorverstärker (LNA) direkt am Mast gleicht die Kabelverluste aus. Wie das funktioniert und wann ein 1090-MHz-Filter hilft, erklärt der Guide ADS-B-Reichweite erhöhen mit LNA und Filter.

Welcher Stick am anderen Ende hängt, beeinflusst das Ergebnis ebenfalls – manche Modelle haben Verstärker und Filter schon eingebaut. Mehr dazu im Vergleich der SDR-Sticks für ADS-B.

Typische Fehler beim Selbstbau

• Falsch gemessen. Der Strahler zählt ab dem Punkt, an dem er den Stecker verlässt, nicht ab der Lötstelle im Inneren. Radials misst du nach dem Biegen.
• Verkürzungsfaktor vergessen. Wer Collinear-Elemente mit 137 mm statt rund 116 mm schneidet, baut eine Antenne für eine ganz andere Frequenz.
• Ungleiche Elemente. Bei der Collinear zählt Gleichmäßigkeit. Lieber eine Schneidlehre aus Holz bauen als jedes Element einzeln abmessen.
• Kurzschluss im Rohr. Ein einziger Drahtsplitter zwischen Innenleiter und Schirm legt die Antenne lahm. Nach jedem Schritt messen.
• Liegende Antenne. ADS-B ist vertikal polarisiert. Eine schräg oder waagerecht montierte Antenne verschenkt viel Signal.
• Feuchtigkeit. Wasser im Stecker oder im Kabel verschlechtert den Empfang schleichend. Alles, was draußen hängt, gehört konsequent abgedichtet – Tipps dazu im Artikel ADS-B-Empfänger im Freien betreiben.

Testen und vergleichen

Ob deine neue Antenne besser ist, siehst du nicht am Bauchgefühl, sondern an Zahlen. Vergleiche über mindestens einen ganzen Tag, besser mehrere: Anzahl der empfangenen Nachrichten pro Sekunde, Zahl der Flugzeuge mit Position und die maximale Reichweite in alle Himmelsrichtungen. Wie du diese Statistiken mit graphs1090 auswertest, zeigt der Guide Empfangsleistung messen.

Wichtig: Tausche immer nur eine Sache auf einmal. Neue Antenne und neuer Standort am selben Tag – und du weißt nicht, was den Unterschied gemacht hat. Und erst danach lohnt es sich, Millimeter zu trimmen. Fast immer bringt ein besserer Platz mehr als die perfekte Länge. Wo die Antenne am besten hängt und wie du sie befestigst, steht in Den besten Antennenstandort finden.

Mit einer starken Antenne profitiert auch das ganze Netzwerk: Je mehr gut empfangende Stationen eine Region abdecken, desto zuverlässiger funktioniert die Ortung von Flugzeugen ohne eigene ADS-B-Position per Multilateration (MLAT). Deine Daten kannst du zum Beispiel über den Flightradar24-Feeder oder an ADS-B Exchange und andere Community-Netzwerke weitergeben. Was beim Empfang und Teilen rechtlich zu beachten ist, fasst der Artikel ADS-B-Daten empfangen: die Rechtslage zusammen.

Und am Spot?

Nicht jede Antenne muss auf dem Dach leben. Eine kleine Spider oder eine gekürzte Stabantenne auf einer Metallfläche passt in jede Fototasche und macht zusammen mit Stick, Smartphone und Powerbank aus jedem Spotterplatz eine kleine Empfangsstation. Wie das unterwegs funktioniert, beschreibt Mobiler ADS-B-Empfang am Spot. Wie du Live-Daten für dein Spotting allgemein nutzt, zeigt der Guide Flugverfolgung mit ADS-B für Spotter.

Fazit

Eine eigene 1090-MHz-Antenne ist Geometrie plus ein bisschen Sorgfalt. Aus 275 mm Wellenlänge leiten sich alle Maße ab: rund 69 mm für Strahler und Radials einer Groundplane oder Spider, rund 116 mm pro Element einer Collinear aus RG-6. Die Spider ist der ideale Einstieg, die Collinear das Upgrade für den festen Dachplatz. Und egal, welche Bauform du wählst: Ein freier, hoher Standort, ein kurzes Kabel und dichte Stecker bringen mehr als jeder letzte Millimeter.