Hallo , bist jetzt verstehe ich nicht warum die Wellenlänge an die Antenne angepaßt werden soll. Ich habe in einem Buch gelesen, dass mit einer Frequenz von 20kz muss man ein Antenne von 15 km bauen, da die Wellenlänge 15km ist. Warum kann man nicht mit so einer Frequenz(20kz) eine 1 meter Antenne benutzen ???
Wellenlänge bei 20KHz sind 15km, stimmt, aber deswegen eine 15km Antenne
ist Quark. Die Wellenlänge ist die Länge einer vollen
Schwingungsperiode, nicht die Amplitude ("Höhe") der Schwingung.
Normalerweise sollte die Antennenlänge Lambda/4 also ein viertel
Wellenlänge betragen. Wären dann noch 3,75km.
Die Anpassung ist deshalb nötig, damit die Antenne als Teil des
Schwingkreises eine zur Sendefrequenz passende Resonanz aufweist. Gut
erklärt hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Antennentechnik#Lineare_Antennen
Da stehen auch alternative Antennentypen mit ihren Vor- und Nachteilen.
Jim T. wrote: > Warum kann man nicht mit so einer Frequenz(20kz) > eine 1 meter Antenne benutzen ??? Man kann, nur wird der Antennenwirkungsgrad halt hundsmiserabel. Längstwellen-Funkverkehr war in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts die einzige Möglichkeit für Weitstreckenfunk. Damals hat man weder Kosten noch Mühe gescheut für die entsprechende Technik: http://de.wikipedia.org/wiki/L%C3%A4ngstwellensender_Grimeton Trotzdem wird die Antenne nur 1...2 % Wirkungsgrad haben. Der Rest der vielen hunder kW heizt nur die Umgebung.
Der Fußpunktwiderstand einer sehr kurzen Langwellenantenne liegt im Milliohmbereich und läßt sich nur mit großen Verlusten an einen Sender anpassen, Wirkungsgrade von einem Prozent oder weniger, der Rest heizt nur das Anpassnetzwerk. Literatur: Längstwellenempfang mit dem PC ISBN 3889760473 QRV auf Langwelle ISBN 3881808302 The low frequency experimenter's handbook ISBN 1872309658 mal sehen ob die 13-stelligen Nummern jetzt tatsächlich funktionieren
Ach nein, die sind ja noch 10-stellig - aber amazon kennt das beam-Verlag-Buch nicht http://www.beam-verlag.de/shop/pdf_datasheet.php?products_id=1794
Die anderen Schreiben hier haben wohl übersehen, das 20 kHz noch in den Akustik Bereich fällt, genauer gesagt Ultraschall. Die Überlegungen mit 1/4 Lambda und mehrere Kilometer Antennenlänge treffen da nicht zu. Die sind nur für Funk-Wellen gültig. Ich habe mal gelernt, das sich eine Welle erst ab 100 kHz vom Leiter löst. Würde ja auch nicht gehen, schlieslich ist dein Mund als Akustische Sender selbst bei Großmäulern nicht größer wie 5cm. Dise Wellenfront breitet sich hier noch als Druckwelle (longitudinalwelle) aus und nicht als Schwingung um den elektrischen Leiter/Antenne aus (transversalwelle). Am besten mal bei wiki nachlesen
DD8OA wrote: > Ich habe mal gelernt, das sich eine > Welle erst ab 100 kHz vom Leiter löst. Sag das mal all den Besitzern von DCF77-Funkuhren. ;-)
Puh, das ist aber eine Menge Halbwissen konzentriert... Da muß man erstmal aufteilen: 1. Die Frequenz einer Welle hat nicht unbedingt etwas mit dem Medium zu tun. Bleiben wir mal bei 100kHz, die es sowohl als Schallwellen (Ultraschall) in Luft oder anderen Materialien gibt- mit entsprechend dem Medium und dessen Schallgeschwindigkeit veränderlicher Wellenlänge. -> Longitudinalwelle. Natürlich gibt es auch elektromagnetische Wellen mit der gleichen Frequenz (-> Transversalwelle) und einer anderen Länge, bestimmt durch die Lichtgeschwindigkeit im entsprechenden Material (Luft, Leiter, ...). Über die Reichweite (=Streckendämpfung) in Luft sagt das erstmal nichts aus. 2. Antennen/Kabel/Lautsprecher Existiert die Welle im Kabel und soll als Schallwelle an den (Luft-)Raum abgegeben werden, wird eine Anpassung an den akustrischen Wellenwiderstand der Luft benötigt. Dazu nimmt man gerne Lautsprecher. Wie man an den unterschiedlichen Lautsprechergrößen sehen kann, sind für unterschiedliche Frequenzen unterschiedliche Lautsprechergrößen vorteilhaft. Schallwandler für Ultraschall z.B. sind meist nicht sehr groß. Existiert die Welle im Kabel und soll als elektromagnetische Welle in den Raum abgegeben werden, erledigt man die Anpassung am sinnvollsten über eine Antenne. (=Anpaßglied zwischen Leiter und Freiraum). Auch hier gibt es unterschiedliche Größen für unterschiedliche Frequenzen und Wirkungsgrade. Wie bei den Lautsprechern gilt im allgemeinen: je größer die Antenne desto besser die Anpassung bei niedrigen Frequenzen. Gehen die Frequenzen höher, darf das Anpaßglied kleiner werden bei gleichbleibendem Wirkungsgrad. P.S.: Wir haben hier Werkstoffprüfer sitzen, die mit Schallwellen mit mehreren Megahertz arbeiten. P.P.S.: Das "je größer desto niedrigere Frequenzen desto besserer Wirkungsgrad" ist natürlich nicht universell gesehen- ich habe die Bandbreite der Anpassung mal außen vorgelassen.
auch bei 50Hz kann sich eine Welle ablösen - aus dem Grund sind auch die Wechselspannungsnetze die in der Ausdehnung begrenzt.
Peter wrote:
> auch bei 50Hz kann sich eine Welle ablösen
Naja, der Antennenwirkungsgrad ist ziemlich bescheiden, lambda liegt
schließlich in der Größenordnung des Erdradiusses. ;-) Da die
Energieversorgungsnetze außerdem ,,kreuz und quer'' gehen, dürften
sich die geringen abgestrahlten Energien noch dazu statistisch
im Großen und Ganzen weitgehend aufheben.
Naja, also 6000 km Wellenlänge sind vom vom Erdumfang noch ein ganze Stück weit weg. Bei Wikipedia gibt es übrigens einen sehr schönen Artikel zu Hochspannungs-Gleichstromübertragung.
Leider nicht, es ist ein wirkliches Problem http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung >Ein weiterer Grund kommt aus dem Wellenverhalten von Wechselstrom und dem >Wellenwiderstand der Leitung. Die Wellenlänge bei 50 Hz beträgt in Kabeln >ca. 4000 km (2/3×300.000 km/s / 50 Hz, Faktor 2/3 wegen der Verkürzung der >Wellenlänge von elektromagnetischen Wellen in Medien). Damit würde bei ca. >1000 km Kabellänge durch die auf der Leitung hin und herlaufenden >Reflexionen ein Lambda-Viertel-Transformator entstehen, d. h. ein offenes >Leitungsende würde sich am Leitungsanfang wie ein Kurzschluss verhalten. >Mit solch einem Verhalten lässt sich bei gewissen Leitungslängen, nämlich >bei ungeradzahligen Vielfachen von Lambda-Viertel, keine Energie mehr >vernünftig übertragen.
> 1. Die Frequenz einer Welle hat nicht unbedingt etwas mit dem Medium zu > tun. Bleiben wir mal bei 100kHz, die es sowohl als Schallwellen > (Ultraschall) in Luft oder anderen Materialien gibt- mit entsprechend > dem Medium und dessen Schallgeschwindigkeit veränderlicher Wellenlänge. > -> Longitudinalwelle. Natürlich gibt es auch elektromagnetische Wellen > mit der gleichen Frequenz (-> Transversalwelle) und einer anderen Länge, > bestimmt durch die Lichtgeschwindigkeit im entsprechenden Material > (Luft, Leiter, ...). Das stimmt so nicht. Die Unterscheidung zwischen EM-Wellen und Schall hängt nicht davon ab, ob die Wellen transversal oder longitudinal sind. Schallwellen sind Dichteschwankungen in einem Medium, während elektromagnetische Wellen durch sich ändernde Ströme und Spannungen hervorgerufen werden, gemäss den Maxwell-Gleichungen. Schall und EM-Wellen haben also nicht im geringsten miteinander zu tun, einzig die mathematische Beschreibung ihres Verhaltens ist sehr ähnlich. > Die anderen Schreiben hier haben wohl übersehen, das 20 kHz noch in den > Akustik Bereich fällt, genauer gesagt Ultraschall. Troll oder Dummkopf?
> Das stimmt so nicht. Die Unterscheidung zwischen EM-Wellen und Schall > hängt nicht davon ab, ob die Wellen transversal oder longitudinal sind. Hallo, das habe ich auch nicht gemeint. Aber es sind einfach nicht viele Beispiele außer Schall- und EM-Wellen als longitudinal- oder transversalwellen allgemein (=unter Laien) bekannt. Biegeschwingungen sind noch recht bekannt, aber dann?
Nicolas S. wrote: > Naja, also 6000 km Wellenlänge sind vom vom Erdumfang noch ein ganze > Stück weit weg. Bei Wikipedia gibt es übrigens einen sehr schönen > Artikel zu Hochspannungs-Gleichstromübertragung. Eine Reflektion hat doch aber noch nichts mit einer Antennenwirkung zu tun, sondern nur erstmal damit, dass es sich bei derartigen Leitungen halt nicht mehr um eine ,,elektrisch kurze'' Leitung handelt. Abstrahlen muss sie deshalb noch lange nicht. Ein halber Meter RG-58 strahlt ja bei Fehlanpassung durch einen Leerlauf am Ende auch nicht automatisch die 145 MHz meiner Handfunke ab.
Jetzt muß ich nochmal klugscheißen: Ich verwette eine selbstgewickelte Mantelwellensperre darauf, daß ein 50cm Antennenkabel mit offenem Ende durchaus 145 Mhz abstrahlt.
Nicolas S. wrote: > Jetzt muß ich nochmal klugscheißen: Ich verwette eine selbstgewickelte > Mantelwellensperre darauf, daß ein 50cm Antennenkabel mit offenem Ende > durchaus 145 Mhz abstrahlt. Irgendwas wird es sicher abstrahlen davon. ;-) Aber das Gros der Verluste entsteht dabei nicht durch die Strahlung, sondern indem die rücklaufende Welle dann in Wärme umgesetzt wird -- im Kabel oder in der PA... Darum knallt es ja dann auch irgendwo bei höheren Leistungen, wenn die Fehlanpassung zu grob wird (bzw. regeln Transistor-PAs dort ihre Leistung runter).
Ich darf auch mal klugscheißen: Es ist nicht die reflektierte Welle, deren Leistung die Endstufe zerstört. Stattdessen sorgt die am offenen Ende reflektierte Welle dafür, dass keine weitere Wirkleistung von der Endstufe ins Kabel abgegeben wird. Da die Endstufe meist im C-Betrieb arbeitet, zieht sie weiter Versorgungsstrom (denn sie wird ja weiterhin vom Treiber angesteuert). Sie nimmt also etwa die gleiche Leistung auf, da sie aber weniger Leistung abgibt, wird sie heißer und kann überhitzen.
Zurück zum Thema... Ich denke eine "kleine" Antenne sollte auch bei Längstwellen möglich sein, ich denke da an das Prinzip von Ferittstab-Antennen, wie sie früher in den alten Dampfradios zu finden waren...
...bzw Rahmen- oder Halfloop-Antennen. Alle diese Antennen haben gemeinsam, dass sie die elektromagnetische Welle hauptsächlich über ein H-Feld anregen, statt über das E-Feld.
Der bereits angesprochene winzige Wirkungsgrad für gegenüber der Wellenlänge sehr kleine Antennen gilt aber auch für Ferrit- und Rahmenantennen.
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