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Forum: HF, Funk und Felder Theoriefrage - Frequenzbandüberlagerung?


Autor: T. M. Staun (Gast)
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Liebes Forum,

ich als E-Anfänger hab mal eine theoretische Frage...

Strom benötigt ja ein Medium um sich auszubreiten, und als Ladungsträger 
funktionieren die Elektronen. Deswegen auch die Wasseranalogie.
Aber wie ist das bei elektromagnetischen Wellen? Wird die Energie auch 
durch Ladungsträger übertragen, oder was IST diese Welle?
Würden hier auch Ladungsträger zum Ausbreiten benötigt, wie könnten dann 
mehrere Frequenzen zur gleichen Zeit senden, die blockieren sich doch 
immer gegenseitig weil beispielsweise die 10MHz Welle A die 
Ladungsträger schon vereinnahmen würde, so dass die 2GHz Welle B keine 
"freien Ladungsträger" mehr zur Verfügung hätte, bzw. die Welle A stören 
würde. Man kann ja auch nicht zwei elektrische Ströme über EINE Leitung 
senden, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen.

Beim Radio dagegen werden ständig viele sehr ähnliche Frequenzen 
übertragen. Wie geht das?

Wenn eine elektromagnetische Welle dagegen pure Energie wäre, müssten 
sie sich doch erst recht gegenseitig stören, denn wenn ich in einem Raum 
zwei Energiequellen aufstelle (Ofen), beeinflusst der eine ja auch den 
anderen, will sagen Ofen A erreicht 130 Grad, Ofen B aber 230 Grad. So 
wird ja die gemessene Temperatur des Raumes trotzdem 230 Grad. D.h. von 
aussen gemessen verschwindet die eine Energiequelle. Warum ist das bei 
den verschiedenen Frequenzen nicht so?

Hat jemand Links im Internet dazu, wo das genauer erklärt wird?

Es grüßt
Euer T.M.

Autor: Meck-Meck (Gast)
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Strom braucht einen Leiter, EM Wellen brauchen ein Medium. Das Medium 
fuer EM Wellen ist ein Isolator, Vakuum, Kunststoff, Keramik, usw. Das 
Medium ist linear, dh die Wellen ueberlagern sich. Dh die 
fouriertransformation kann angewendet werden. Das EM Feld besteht aus 
einem Verschiebungsstrom und aus einem Magnetfeld.

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, T.-M.,

Du: "Strom benötigt ja ein Medium um sich auszubreiten, und als 
Ladungsträger
funktionieren die Elektronen."

Dann googele mal unter "Induktion", "Influenz", "Maxwell" und "Heinrich 
Hertz".

die simpelste Antenne ist ein Elementardipol, in dem, gedacht, ein 
Elektron zwischen den beiden Dipolhälften hin und her springt.

Hin und her - also kein Ladungstranport. Und doch erlebte Heinrich 
Hertz: Wenn er zwei Parabolspiegel einander gegenüber stellte, und im 
Fokus des einen elektrischen Überschlag zwischen den Dipolhälften 
auslöste, knallte auch ein Funke im Dipol der anderen Antenne.

Das springende Elektron auf dem Dipol sendet Energie ab.
In einer Entfernung können wir die Felstärke messen.

Und zwar messen wir
a) elektrisches Feld entsprechend der Polarisation, der Richtung, in der 
das Elektron hüpft.
b) Das Hüpfen ist zugleich ein Strom, so messen wir auch eine 
magnetische Feldstärke.

Wir erklären uns das so, dass
a) die Änderung des elektrischen Feldes
b) das magnetische Feld bewirkt
c) und die Änderung des magnetischen Feldes
d) das elektrische Feld. (goto a.))

Jetzt zur "Überlagerung". Die können wir sichtbar machen.
Aber nicht mit Temperatur, sondern mit Spannung.
Schließe an einer Stabantenne einen OÄszilloguck an, schalte zwei Sender 
ein mit den Frequenzen A und B, dann mißt Du an der Antenne die 
Summenspannung von beiden.

Zur Trennschärfe. Beispiel: Uralt-Detektorempfänger mit einem 
Schwingkreis an der Antenne und danach ein Gleichrichter.

Der Schwingkreis kriegt das Summensignal beider Sender - ist aber selbst 
auf Frequenz A in Resonanz.

Zum Bastelen findest Du Bauanleitungenbei www.aatis.de, Arbeitskreis 
Amateurfunk in der Schule.

Auch gut: Suche unter www.darc.de die Adresse Deines Ortsvereins, dort 
Datum und Ort des nächsten Treffens, und Du brauchst nur ein paar Bier 
zu spendieren für alle Deine Antworten.



Ciao
Wolfgang Horn

Autor: T. M. Staun (Gast)
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Danke schön für die zwei Antworten.

@Wolfgang Horn:
> Jetzt zur "Überlagerung".

Bis hier hin ist auch alles klar, aber...

> Die können wir sichtbar machen. Aber nicht mit Temperatur, sondern mit
> Spannung. Schließe an einer Stabantenne einen OÄszilloguck an, schalte
> zwei Sender ein mit den Frequenzen A und B, dann mißt Du an der Antenne
> die Summenspannung von beiden.

Wenn das elektrische Feld ein magnetisches Feld bedingt, und ich mit 
zwei Antennen jeweils zwei unterschiedliche magnetische Felder mit 
unterschiedlicher Intensität erzeuge, warum verschmelzen bzw. addieren 
sich die beiden magnetischen Felder nicht miteinander (so dass aus den 
beiden Signalen ein einzigstes wird?).

(PS: Das mit dem Oszilloskop wäre eine gute Idee, wenn ich eins hätte, 
und in der Schule hatten wir auch keins - nur bevor irgendwelche 
Hinweise kommen.)

@ Meck-Meck:
> Das Medium fuer EM Wellen ist ein Isolator, Vakuum, Kunststoff, Keramik,
> usw. Das Medium ist linear, dh die Wellen ueberlagern sich.

Warum überlagern sich dort die Wellen, wie kann man sich in der Richtung 
weiterbilden (interessante Links, Schlagwörter)?

Es grüßt
Euer T.M.

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, T.M.,

Du: "Wenn das elektrische Feld ein magnetisches Feld bedingt, und ich 
mit
zwei Antennen jeweils zwei unterschiedliche magnetische Felder mit
unterschiedlicher Intensität erzeuge, warum verschmelzen bzw. addieren
sich die beiden magnetischen Felder nicht miteinander (so dass aus den
beiden Signalen ein einzigstes wird?)."

Weil Felder nur Hilfskonstrukte unserer Vorstellung sind, ähnlich wie 
der Äquator. Wie sehen ihn als breites blaues Band auf unserem Globus, 
aber als Kreuzfahrer erleben wir das Gaudi der Äquatortaufe ohne 
Überfahren eines mehrer hundert km breiteh blauen Bandes.

Wir können keine Felder messen - aber wir können mit dem 
Feldstärkemessempfänger durch die Landschaft wandern, alle Meter die 
Feldstärke messen und nachher Messpunkte gleicher Feldstärke auf der 
Karte mit einer Linie verbinden.


Tatsächlich messen wir an der Empfangsantenne beide Sendesignale 
gleichzeitig. Im Falle gleichfrequenter Sender können wir an der 
Empfangsantenne nicht mehr unterscheiden, welcher Anteil der 
Summenspannung von welcher Sendeantenne kam. Das könnte man 
"Verschmelzen der Felder" nennen.
(Geht dann wieder mit Richtwirkung und Polarisation, aber das ignoriere 
ich.)

Jetzt zur Frage, warum das magnetische und das elektrische Feld nicht 
verschmelzen: Sie sind beide zwei orthogonale Aspekte derselben 
Wellenausbreiteung.
Vergleichbar der Wasserwelle - wir messen Wellenamplituden und 
gleichzeitig auch Strömungsgeschwindigkeiten der Wassermoleküle.

Wir können beides wohl getreennt messen, aber nicht wirklich trennen.


Du: "Warum überlagern sich dort die Wellen, wie kann man sich in der 
Richtung weiterbilden (interessante Links, Schlagwörter)?"

Wir schauen vom Leuchtturm auf den Hafen mit seiner Kaimauer, 
ausgerichtet von West nach Ost.
Die Wellen laufen von Nordwest an, werden an der Kaimauer reflektiert 
und laufen nach Nordost weiter.
Wo sie sich di reflektierten mit den anrollenden kreuzen, da sind die 
Touristen auf der Hafenbarkasse besonders seekrank. Weil das Oberdeck 
des Bootes auf einer besonders komplizierten Bahn tanzt.

Weiterbilden? Äh bäh. Nix Bildung, macht nur Besserwisser, die alles 
wissen aber nix können.
Meinen besten Rat habe ich dazu schon gegeben: Such Die Gleichgesinnte 
und Erfahrene im Ortsverein des DARC, dann bastelt.
Ein Hifi-Tuner mit 0,1% Klirrfaktor ist wohl gut. Aber viel süßer klingt 
das Gekrächze aus dem Eigenbau-Detektor. Wegen des "Eigenbau".
Theorie lernt man nebenher und hinterher, ähnlich wie mit der 
Fahrschule.


ciao
Wolfgang Horn

Autor: Sugarbabe (Gast)
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Was passiert wenn man in einen feinen Metallnetz mehrere Frequenzen 
übereinnander moduliert?

Autor: Markus_B (Gast)
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Ich glaube die Frage zielte in eine andere Richtung ab...

Wenn Elektronen in einem Dipol auf eine bestimmte Frequenz angeregt 
werden, wieso kann der Dipol dann zeitgleich auf eine zweite, andere 
Frequenz senden ? Schwingen dann die einen Elektronen auf z.B. 434 MHz 
und die anderen auf 860 MHz ?

Autor: Sugarbabe (Gast)
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ICH glaube die Frage kommt vom Fragesteller.

;)

Autor: Christian Erker (DL3CE) (Gast)
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"Wenn das elektrische Feld ein magnetisches Feld bedingt, und ich
mit zwei Antennen jeweils zwei unterschiedliche magnetische Felder mit
unterschiedlicher Intensität erzeuge, warum verschmelzen bzw. addieren
sich die beiden magnetischen Felder nicht miteinander (so dass aus den
beiden Signalen ein einzigstes wird?)."

Die Felder der beiden Antennen überlagern sich sehr wohl, aber das 
heisst noch lange nicht das man sie dann nicht mehr trennen kann! Wenn 
du einen Sinus von 1000 Hz und einen von 1200 Hz addierst, wird daraus 
auch ein einziges Signal, dennoch bleiben es 2 Frequenzen, auch wenn 
einer von beiden deutlich leiser oder lauter ist.

Gruß,
Christian

Autor: Interessierter (Gast)
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Hallo, @T. M. Staun:

Die elektromagnetische Energie breitet sich auch im Vakuum aus, benötigt 
also kein Medium wie z.B. Schall.

Es handelt sich um elektromagnetische Wellen; sowohl Magnetfelder als 
auch elektrostatische Felder sind auch im leeren Raum wirksam.

( Beispiel: Sonnenlicht, der Weltraum ist näherungsweise ein "Vakuum".)

Ist ein Stoff enthalten, verringert sich die 
Ausbreitungsgeschwindigkeit, und da weiterhin i.d.R. Verluste auftreten, 
wird die Energie teilweise absorbiert und dabei in Wärme umgewandelt.
An Grenzflächen zwischen "Vakuum" und anderer Schicht ( oder auch 
zwischen Schichten mit verschiedenener "Dichte" gibt es weiter 
Reflektion, Streuung, Beispiele: Spiegel, Regenbogen, Prisma u.v.m. ).

Solange ein eingefügtes Medium sich linear verhält, addieren sich die 
einzelnen Wellen bzw. Energien einfach ( bei nichtmagnetischen 
Werkstoffen ist das praktisch immer so ), wenn nicht, wird es etwas 
komplizierter.

Gruss

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