Hallo, ich habe einen kleinen RF-Modulator mit Verstärker gebaut. Ich
komme auch ganz schön weit mit meinem Sender. Jetzt wäre interessant zu
wissen wie viel Leistung eigentlich abgestrahlt wird.
Wenn ich eine Antenne mit einer Impedanz von 50 Ohm habe und meinen
Verstärker mit auch 50 Ohm Ausgangswiderstand anschließe, so wäre die
abgestrahlte Leistung folgende:
P=U²/50Ohm
Stimmt das so?
Ohne die Anpassung und den Wirkungsgrad deiner Antenne zu kennen wird
das nichts.
Bei perfekter Anpassung und verlustloser Antenne kannst du Betrachtungen
wie in deinem Beispiel anstellen - in der Realität wird das nicht
funktioniern.
Siebzehn mal Fuenfzehn schrieb:> Abgesehen davon, dann man die Leistung, resp, spannung als Vpp misst
Wie darf ich das denn bitte verstehen??
MfG
Olgir U.
Olgir U. schrieb:> Hallo, ich habe einen kleinen RF-Modulator mit Verstärker gebaut. Ich> komme auch ganz schön weit mit meinem Sender. Jetzt wäre interessant zu> wissen wie viel Leistung eigentlich abgestrahlt wird.
Du vermischt da zwei Probleme miteinander. Die von deinem Verstärker an
einer bestimmten Last bereitgestellte Leistung ist das eine. Die kannst
du einfach messen, indem du eine entsprechende Dummy Load anschließt.
Was die Antenne davon abstrahlt, hängt ganz wesentlich von den
Antenneneigenschaften ab. Für die Messung verwendet man i.A. einen
Messempfänger mit Referenzantenne in HF-geeigneter Umgebung.
Olgir U. schrieb:> P=U²/50Ohm>> Stimmt das so?
Das ist die Leistung die der Sender an einen reellen 50 Ohm Widerstand
abgeben würde.
Aber es stellt sich zunächst mal die Frage, womit hast du das gemessen?
Hast du das an einen auch für deine erzeugte Frequenz noch reellen
Widerstand von 50 Ohm gemessen?
Woher weist du das dein Belastungswiderstand bei deiner Frequenz noch
frei
von kapazitiven oder induktiven Blindanteilen ist?
Der Wirkungsgrad , die Impedanz der Antenne bei deiner Frequenz ist dann
noch eine ganz andere Sache.
Was für eine Antenne ist es denn?
Betreibst du die Antenne auch wirklich bei seiner Resonanzfrequenz?
Ist dir der Fusspunktwiderstand der Antenne wirklich bekannt?
Wie du siehst hast du es mit lauter unbekannten Parametern zu tun.
In solch einen Falle wäre vermutlich eine Feldstärkemessung in einigen
Wellenlängen Abstand in der Hauptstrahlungskeule hilfreich ( sofern man
überhaupt diese recht anspruchsvollen Messmöglichkeiten hat ).
Man könnte die Antenne aber auch mit einer Referenzantenne vergleichen
( Hertzscher Dipol ) und aus dessen Pegelunterschied zunächst mal
feststellen wieviel Antennengewinn ( oder Verlust ) gegenüber dem
Hertzschen Dipol vorhanden ist.
Einfach mal nach hertzsche Dipol googeln ).
Aber ich vermute das auch das für den TE zu anspruchsvoll ist.
Ganz grob überschlägig kann man seine Antennenform im Internet ergoogeln
und hoffen , das die veröffentlichte Gewinnangaben einigermasen passen.
Die Leistung des Senders kann man noch einigermasen verlässlich messen,
wenn man ein paar Grundregeln der HF Technik beachtet, und die Frequnzen
noch nicht zu hoch sind. 100MHz dürfte da längst die Grenze sein.
Wenn man beides hat ( ungefährer Antennengewinn und im etwa die
tatsächliche Leistung des Senders ) so kann man sehr grob abschätzen,
mit welche Strahlungsleistung man abstrahlt. Das aber auch nur sofern
die Anpassung zwischen Antenne und Sender optimal ist, ( eine weitere
Unbekannte ).
Ralph Berres
Spannungen im HF Bereich werden, sofern mit einem Oszilloskop, nicht in
Veff (Volt-effektiv), sondern in Vpp (Volt-peak-peak) gemessen. Fuer die
Leistung wird aber Veff verwendet. Der Rest ist Mathe.
Ralph Berres schrieb:> Aber ich vermute das auch das für den TE zu anspruchsvoll ist.
Nana...
Es war auch eine eher theoretische Frage. Eigentlich will ich nur eine
ungefähre Hausnummer haben.
Also, wenn ich einen HF-Ausgang habe mit 50Ohm Innenwiderstand, eine
Koaxleitung mit 50Ohm Wellenwiderstand und eine Antenne mit 50Ohm
Fußpunktwiderstand, so wird ja nichts zurück reflektiert. Folglich ist
die abgesendete Energie vom HF-Ausgang auch wirklich draußen. Natürlich
verursachen ein Koaxkabel und die Steckverbindungen Dämpfung. Die
Leitung ist aber sehr kurz und daher zu vernachlässigen. Die Frage ist
nun wie viel Leistung, die in eine Antenne gespeist wird, abgestrahlt
wird. Ich denke durch den Stromfluss in der Antenne wird auch da
Leistung in Wärme umgewandelt. Meine Antenne wird aber nicht warm.
Wie auch immer... stimmt es, dass wenn die Ausgangsimpedanz des
Verstärkers dem Fußpunktwiderstands einer Antenne angepasst ist, sich
die an die Antenne abgegebene Leistung folgendermaßen berechnet?:
P=U²/R
Noch eine Frage: Gefährdet man, nicht das das bei mir so wäre, mit
abgesendeten Oberwellen irgendwelche Personen, oder sind die deutschen
Funkgesetze übertriebene hysterie?
PS: Das hätte ich fast vergessen:
Siebzehn mal Fuenfzehn schrieb:> Spannungen im HF Bereich werden, sofern mit einem Oszilloskop, nicht in> Veff (Volt-effektiv), sondern in Vpp (Volt-peak-peak) gemessen. Fuer die> Leistung wird aber Veff verwendet. Der Rest ist Mathe.
Jaa das ist logisch. Meine Frage bezog sich eher auf den Beweggrund
dieses Hinweises. Ich hatte nirgends etwas von Vpp oä. erwähnt.
MfG
Olgir U.
Olgir U. schrieb:> Also, wenn ich einen HF-Ausgang habe mit 50Ohm Innenwiderstand, eine> Koaxleitung mit 50Ohm Wellenwiderstand und eine Antenne mit 50Ohm> Fußpunktwiderstand, so wird ja nichts zurück reflektiert.
Das ist korrekt
Olgir U. schrieb:> Folglich ist> die abgesendete Energie vom HF-Ausgang auch wirklich draußen.
Nein das ist nur die Leistung, die die Antenne erreicht.
Olgir U. schrieb:> Die Frage ist> nun wie viel Leistung, die in eine Antenne gespeist wird, abgestrahlt> wird.
Das ist hier die entscheidende Frage.
Olgir U. schrieb:> in der Antenne wird auch da> Leistung in Wärme umgewandelt. Meine Antenne wird aber nicht warm.
Frage mit wieviel Kilowatt ( oder sind es Megawatt ) gehst du auf die
Antenne?
Auser das es in der Antenne selbst Verlustwiderstände gibt, gibt es auch
nicht zu vernachlässigende Verlustwiderstände in der Erde, falls es eine
Groundpläne oder ähnliches ist, und kein Dipol.
Prinziepiell muss eine Antenne an das 50 Ohm System angepasst sein.
Kannst du das messen? Hast du wenigstens eine SWR Messbrücke?
Solange du nichts über den wirklichen Fusspunktwiderstand keine
Informationen hast, ist das ganze einfach nur Kaffeesatz lesen.
Generell, je verlustärmer die Antenne ist, desto besser der
Wirkungsgrad, aber desto schmalbandiger ist sie auch.
Eine Antenne ist nun mal ein Schwingungsfähiges Gebilde, weelches die 50
Ohm reell an den Freifeldwiderstand von 377 Ohm transformieren soll.
Dessen Fusspunktwiderstand ist nur bei wenigen Frequenzen frei von
Imaginären Anteilen, was aber noch nicht bedeutet, das dann der reelle
Fusspunktwiderstand 50 Ohm beträgt. Eigentlich kann man das nur mit
einen vektoriellen Antennenanalyser richtig auseinander klabüstern.
Aber wie ich schon geschrieben habe hilft für eine grobe Beurteilung oft
schon wenn man eine vergleichbare Antenne mit bekannten Daten sucht, und
diese Eigenschaften dann einfach annimmt. Ein einwandfreie Anpassung ist
aber auch hier von Nöten.
Was noch garnicht besprochen wurde, ist die Tatsache, das Antennen frei
abstrahlen können muss. Auf UKW und höher sicherlich noch kein Problem
solange nicht andere metallische Gebilde ( oder Antennen ) in
unmittelbaren Einfluss der Strahlungskeule sich befinden.
Auf Kurzwelle ein um so größeres Problem, je niedriger die Frequenz ist.
Ein Dipol sollte nämlich mindestens 1/2 Lambda Abstand von der nächsten
beeinflussende Fläche haben. Das ist auf 40m vielleicht noch machbar,
aber auf 80m mit Sicherheit ein Problem. Nicht jeder kann sich in seinen
Garten 40m hohe Türme aufstellen.
Ich würde dir empfehlen das Antennenbuch von Karl Rothammel zu Gemüte zu
führen. Da sind eine Menge Antennenkonstruktionen beschrieben, auch die
Theorie kommt nicht zu kurz, und jede Menge praktische Hinweise zum
Selbstbau.
Olgir U. schrieb:> Noch eine Frage: Gefährdet man, nicht das das bei mir so wäre, mit> abgesendeten Oberwellen irgendwelche Personen, oder sind die deutschen> Funkgesetze übertriebene hysterie?
Das Fernmeldeanlagengesetz und die VO Funk gibt vor, das der Neben und
Oberwellenabstand eines Senders auf KW bis 30MHz mindestens 40db und bei
höheren Frequenzen mindestens 60db betragen muss. Dann gibt es noch
Grenzwerte für die Rundfunkbänder. Waren glaube ich 4nW.
Jeder Funkdienst ( auch Funkamateure ) benötigen ab 10 Watt EIRP ( also
equivalente abgestrahlte Leistung eines isotropenstrahlers ) einen
Nachweis, das die zulässigen Grenzfeldstärken auserhalb des
kontrollierten Bereiches nicht überschritten werden. Kontrollierter
Bereich ist der Bereich, bei der der Betreiber sicherstellen kann, das
sich keine unautorisierte Person aufhällt. Meist die Grundstücksgrenzen.
Funkamateure dürfen als einziger Funkdienst mit einer Selbsterklärung
den Nachweis selbst erbringen. Dafür gibt es Rechenprogramme wie z.B.
Watt32
Alle anderen Funkdienste brauchen eine kostenpflichtige
Standortbescheinigung der Bundesnetzagentur.
Ob diese Grenzwerte jetzt übertrieben sind oder nicht, darüber streiten
sich die Gelehrten. In diese Diskusion möchte iich mich nicht
einklinken, da es fast ein Glaubenskrieg ist.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Olgir U. schrieb:>> Folglich ist>> die abgesendete Energie vom HF-Ausgang auch wirklich draußen.>> Nein das ist nur die Leistung, die die Antenne erreicht.
Ja, ich meinte die Energie ist vom Ausgang selber draußen und wird nicht
wieder "hineinreflektiert"
Danke für die Mühe. Ich werde mir mit sicherheit Rothammel mal zu Gemüse
führen, wenn ich mal dazu komme.
Na, wenn die Anpassung sooo toll ist, wie beschrieben... ALLES !
Warum werden eigentlich immer solche Fragen gestellt, wie:
"Ich habe ein Auto, wie schnell fährt das ?"
"Ich habe einen Sender, wieviel Leistung bringt der ?"
Wenn man nicht gerade eine alte Rumänin mit Kristallkugel ansprechen
möchte...
Wie wäre es denn damit, sich mal mit allereinfachsten Grundlagen zu
beschäftigen ?
Wie war das mit der Messung der Leistung am Widerstand, bei
Wechselspannung ?
Und wenn man dann schon mal Hilfe benötigt, wäre es nicht vielleicht
möglich, anzugeben, was, wie, usw. ?
Mit einem Oszillographen, wie weiter oben bemerkt, kann man zwar messen,
aber der sollte dann die Frequenz darstellen können.
Also wäre mal eine Frequenzangabe hilfreich.
Dann kann man die Stromaufnahme eines Leistung abgebenden Gerätes
messen, einfach mit dem Amperemeter. Und anhand von Erfahrungswerten (je
nach Schaltungsart) abschätzen, welche Leistung ÜBERHAUPT zu ERWARTEN
wäre.
Ansonsten gibt es geeignete Gerätschaften dafür, die Anpassung messen
können, die Leistung am Dummy anzeigen- nur die Antennenabstrahlung muß
man selbst ermitteln.
Oh Gott, Nein ! schrieb:> Na, wenn die Anpassung sooo toll ist, wie beschrieben... ALLES !
Nein. Auch ein 50-Ω-Widerstand ist ideal toll angepasst, trotzdem
strahlt er (theoretisch) rein gar nichts ab.
Ansonsten war Ralphs Antwort doch umfassend und allemal wertvoller
als dein “rant”.