Hallo liebe HF-Freunde,
mal eine rein theoretische Frage ...
... ich stelle mir in Gedanken ein Antennensystem für eine Sendefrequenz
von 3.5 MHz vor. Es besteht aus einem Lambda/2 Dipol (ca.80m),
symmetrischer Zuleitung und Anpassgerät. Ein 100 Watt Sender ist mit
einem Koaxkabel incl. SWR-Meter am Anpassgerät angeschlossen. Das
Anpassgerät ist so eingestellt, dass es die 100 Watt Sendeleistung bei
einem Stehwellenverhältnis von 1:1 an die Antenne weiterreicht. Diese
strahlt die komplette Leistung in Form einer elektrischen Welle ab.
Ich fange an, die Dipolantenne an beiden Enden ein wenig zu verkürzen.
Das Stehwellenverhältnis ändert sich minimal und ich muss am Anpassgerät
etwas nachstellen.
Jetzt schneide ich immer mehr an beiden Dipolenden ab. Das Nachstellen
des Anpassgerätes wird schwieriger aber gelingt noch.
Ich schneide noch mehr ab. In meinem Anpassgerät kommt es beim
Nachstellen zu Überschlägen. Also nehme ich ein anderes Gerät, das für
"Größeres" vorbereitet ist, riesiger Plattenabstand, dicke Spulen und
alles aus Gold und im Vakuum. Die Anpassung gelingt wieder problemlos.
Ich kann die Antenne noch weiter verkürzen, mache bei 2x1m Schluss. Das
goldene Anpassgerät passt alles super an, keine Überschläge, keine
Erwärmung.
Jetzt meine Frage: Der verkürzte Dipol ist zweifellos erheblich
schlechter als der Vollwellendipol. Ich empfange schlechter und werde
leiser gehört. Aber wo genau bleiben die 100 Watt Sendeleistung ?
Erwärmung des Anpassgerätes halte ich für unwahrscheinlich. Ist es das
veränderte Strahlungsdiagramm? Aber dann müßte die Antenne ja in
bestimmte Richtungen gut brauchbar sein, da wären ja Vorzugsrichtungen
vorhanden, das ist also auch der falsche Ansatz. Ist es vielleicht eine
Erwärmung der umgebenden Luft durch das konzentriertere EM-Feld bei
einem kurzen Strahler ?
Vielen Dank für Tipps
recently
recently schrieb:> keine> Erwärmung
Die Annahme stimmt schon nicht. Bei einem schlechten SWR mit dickem
Anpaßgerät bleibt die Energie, die nicht abgestrahlt wird, hauptsächlich
im Kabel und im Anpaßgerät.
Viele Grüße
Nicolas
Wenn du die symmetrische Zuleitung meinst, dann kann ich die ja
gedanklich ganz rausnehmen. Dann hätte ich so eine Art Mobilantenne,
direkt am Anpassgerät. Und das würde ja bedeuten, ich kann eine
Stummel-Antenne auf Dipol Qualtität bringen, wenn ich nur das
Anpassgerät so verlustfrei wie möglich mache ... ?
Nicolas S. schrieb:> Nein, das SWR der Antenne ist immer größer als 1. Und damit> pendelt> Energie zwischen Anpaßgerät und Kabel hin und her.
Sri, wollte schreiben: Damit pendelt die Energie zwischen Anpaßgerät und
Antenne durch das Kabel hin und her bis sie irgendwann dissipiert ist.
recently schrieb:> nd das würde ja bedeuten, ich kann eine> Stummel-Antenne auf Dipol Qualtität bringen, wenn ich nur das> Anpassgerät so verlustfrei wie möglich mache ... ?
Nein, Du entfernst nur von vereinfachten Modellvorstellungen so lange
Komponenten, bis die Modellvorstellung ihren Sinn verliert.
Die Aufteilung des Systems in Strahler, Wellenleitung, Anpaßnetzwerk,
HF-Quelle u.s.w. hat nur dann eine Berechtigung, wenn davon jeweils noch
genügend vorhanden ist. Gehen davon Einzelkomponenten gegen Null oder
gegen unendlich ist das Modell nicht mehr genau genug und hat damit Null
Aussagekraft. Dann hilft es nur noch, die Maxwell-Gleichungen räumlich
zu lösen.
Beispiel: Magnettron. Da sind alle Komponenten so eng zusammen, daß da
die Näherungen mit diskreter Antenne und Quelle kompletten Unsinn
liefern.
Ich könnte mir vorstellen, dass die Lösung eher über den Empfangsweg
erklärbar ist. Da hat man "begreiflich" keine Probleme damit sich
vorzustellen, das ein kurzes Stück Draht weniger Energie liefert als ein
langes. Aber beim Senden geht gedanklich alles raus was da ist, egal ob
kurz oder lang ... Konfusion
Dann nochmal anders: Ich verkürze die Antenne, bis mein Gegenüber sagt
"Du bist jetzt 3dB leiser". Das heißt ich habe irgendwo 50 Watt liegen
lassen. Mein Sender leistet aber immer noch 100 Watt. Wo bleibt der Rest
? Mein Goldkasten, an dem der nur wenig verkürzte Dipol direkt hängt,
wird nicht warm (zugegeben: Annahme).
recently schrieb:> beim Senden geht gedanklich alles raus was da ist
Aber nicht alles als EM-Strahlung. Und noch weniger in der Richtung, die
Du brauchst. Es bleibt in den unvermeidlichen Restwiderständen.
(Das ist im Empfangsfall genauso - aber da stört Dich die vom Anpaßgerät
in die Leitung zurückreflektierte Energie nicht, weil sie nichts
beschädigen kann.)
recently schrieb:> Wo bleibt der Rest ?
Im Kabel, in den Restwiderständen im Goldkasten, in den Restwiderständen
im Dipoldraht.
Und jetzt ist meine Mittagspause vorbei.
recently schrieb:> Ich könnte mir vorstellen, dass die Lösung eher über den> Empfangsweg> erklärbar ist. Da hat man "begreiflich" keine Probleme damit sich> vorzustellen, das ein kurzes Stück Draht weniger Energie liefert als ein> langes. Aber beim Senden geht gedanklich alles raus was da ist, egal ob> kurz oder lang ... Konfusion
Genau da liegt auch der Trugschluß.
Das Anpaßgerät ist im Grunde genommen dafür da, dem Sender-Ausgang ein
gutes SWR anzubieten, damit der nicht zurückregelt und um den Ausgang zu
schützen. Das heißt aber nicht, daß die gesamte Sendeenergie auch von
der Antenne abgestrahlt wird.
Stell dir mal einen Abschlußwiderstand vor. Dieses Dummy Load hat ein
ideales SWR von 1:1 und da gehst du doch auch nicht davon aus, daß du
mit diesem Dummy senden kannst, oder? Im Gegenteil, damit strahlst du
überhaupt nichts ab, sondern bekommst nur Wärme.
recently schrieb:> Mein Goldkasten, an dem der nur wenig verkürzte Dipol direkt hängt,> wird nicht warm (zugegeben: Annahme).
Ich habe eine 100W Tauchsieder, packe den in 1000l Wasser. Das Wasser
wird nicht warm (zugegeben: Annahme). Wo geht die Energie hin.
recently schrieb:> Aber beim Senden geht gedanklich alles raus was da ist, egal ob> kurz oder lang ... Konfusion
Nein. So eine Antenne existiert nicht.
Stichwort Antennenwirkungsgrad.
Auch ohne Zuleitung zu einer sehr schlechten Antenne geht dir genau so
viel Energie verloren, und zwar im Anpaßgerät. Einfachste Erklärung: Mit
idealen Bauteilen im Anpaßgerät hättest du Spannungen, bei denen ein
Überschlag kaum zu vermeiden ist.
recently schrieb:> Dann nochmal anders: Ich verkürze die Antenne, bis mein Gegenüber sagt> "Du bist jetzt 3dB leiser".
Ah, Moment, der Fall ist sogar noch einfacher: Du kürzt die Antenne so
lange, bis sich das Richtdiagramm so verändert hat, daß Dein Gegenüber
3dB weniger hat. Wo ist der Rest? Anwort: überall.
Das ist ja Unfug. Antenne und Dummy kann ich schon unterscheiden. Im
Dummy ist der Widerstand als ohmscher Widerstand eingebaut, in der
Antenne entsteht der reelle Widerstandsanteil indirekt durch die
Energieabgabe beim ablösen der EM-Welle.
Also, im Moment sieht es danach aus, wenn ich den Dipol kürzer mache,
wirds irgendwo warm :-) Aber warum kann keiner so genau sagen ....
Wenn der Rest "überall" ist, habe ich ja sogar Verbesserungen in andere
Richtungen, dass kann es doch nicht sein, der Stummel funktioniert in
gar keine Richtung ...
Wenn du ein verlustloses Anpaßgerät mit beliebigem Einstellbereich hast
und dieses mit einer verlustlosen Antenne verbindest, dann kannst du die
Antenne beliebig kürzen ohne daß das abgestrahlte Signal schwächer wird.
Auch eine Antenne mit 1cm Länge kann mit 100% Wirkungsgrad auf dem
80m-Band arbeiten, es werden aber mit wenigen Watt Sendeleistung schon
Megavolt und Kiloampere Blindstrom an dem Stummel.
Bei realen Antennen hast du immer mindestens den Widerstand des Drahtes
der Verluste verursacht, gerne kommen auch noch dielektrische Verluste
in den Halterungen dazu.
Verkürzt du eine reale Antenne dann sinkt zwar der Verlustwiderstand des
Drahtes mit der Länge, der wirksame Strahlungswiderstand aber sogar
quadratisch. Mit kürzeren Antennen wird as Verhältnis immer schlechter.
recently schrieb:> Das ist ja Unfug.
Das ist kein Unfug. Du hast sinngemäß gesagt, daß du davon ausgehst,
wenn du ein SWR von 1:1 hast, wird deine Leistung vollständig
abgestrahlt. Und genau das habe ich nur widerlegt. Eine gute Anpassung
ist nicht gleichzusetzen mit einer guten Abstrahlung.
Die Leistung wird in sämtlichen Komponenten, die zwischen Sender und
Antenne sind, in Wärme umgesetzt. Einschließlich in der Antenne selbst.
Und daß ein Anpaßgerät warm wird, siehst du unter anderem dann, wenn es
anfängt zu brennen. Alles schon gesehen ;-)
Du hast mehrere Verluste, dielektrische hauptsächlich in den
Kondensatoren, ohmsche und induktive überall in sämtlichen Leitungen.
Nimm mal so eine kurze Antenne, passe sie auf ein SWR von 1:1 an und
dann mache mal eine Weile Dauerstrich mit 100W. Dann fasse das
Anpassgerät an und du kommst zur Erkenntnis, wo deine Sendeleistung
geblieben ist.
Falls die Antenne kürzer ist, als Lambda/4, fehlt der Teil, welcher ein
magnetisches Feld abstrahlen kann bzw. befindet sich in der Zuleitung.
Dort hebt sich das Magnetfeld auf. Dadurch verhält sich die Antenne
kapazitiv.
Das Ende mit der höchsten Spannung, welches das elektrische Feld
abstahlen soll, befindet sich näher am Koaxkabel und anderen
Metallteilen, dadurch lösen sich die Feldlinien nicht ab, sondern wirken
einfach nur als Kapazität.
Der Energiefluss/Kopplung zwischen Antenne und Fernfeld ist gestört und
letztendlich wird die Energie nicht abgestrahlt, sondern im näheren
Umfeld absorbiert.
@ich
mit der Nennung eines SWRs von 1:1 wollte ich klarmachen, das genau 100
Watt in das System hinein fliessen ... mehr nicht. An der stelle wird
keine Wertung der Abstrahlung vorgenommen und es gibt da nichts zu
widerlegen. Die Frage geht in die Richtung, wo die Energie bleibt ...
Die Behauptung, das ein Anpassgerät heiß wird ist ein Ksman (kann sein,
muss aber nicht). Es kann auch unter zu hohen Spannungen leiden. Aber
auch egal, da mein theoretisches Anpassgerät ziemlich gut ist, stellt
sich diese Frage nicht.
Mittlerweile gefällt mir der Beitrag von A-Freak immer besser ...
Ich googele gerade nach "Antennen-Wirkungsgrad". Dieser Begriff scheint
nur als Parameter in Formeln, die den Antenngewinn bestimmen,
vorzukommen. Finde noch nicht, wie der Wirkungsgrad definiert ist ...
Die Sache mit dem quadratisch abnehmenden Strahlungswiderstand gefällt
mir gut. Damit erklärt sich, warum die Leitungswiderstände auf einmal
mehr Leistung umsetzen müssen, wenn die Antenne kürzer gemacht wird.
recently schrieb:> SWR ist hier immer 1:1 ... das macht ja das Anpassgerät
Das ist schon richtig aber das Anpassgerät arbeitet beim anpassen ja
nicht verlustfrei. Verluste werden in der Regel in Wärme umgesetzt. Man
könnte auch ein Gießkanne anpassen, aber der Wirkungsgrad durfte nicht
sehr hoch sein. Beim senden ist es zunächst wichtig ,dass die Endstufe
50 Ohm sieht weil die Schutzschaltung eines modernen Transeivers sofort
die Leistung drastisch runterfährt. Kurze Antennen auch in niedriger
Aufbauhöhe müssen meistens verlustbehaftet angepasst werden schon
alleine um die Endstufe vor Schaden zu bewahren wenn das nicht schon die
Schutzschaltung erledigt....Wirkungsgrad hin oder her.
1. Wenn das goldene Anpassgerät verlustfrei arbeitet, muss die Energie
zu 100%
in das Gebilde Antenne gehen, da es keinen Rückweg zur Quelle gibt.
2. Die Antenne hat selbst auch eine Güte. Diese wird mit geringerem
Volumen
der Antenne auch kleiner.
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrically_small_antenna
Es wird also ein Teil der Energie am Strahlungswiderstand
und ein anderer Teil der Energie am Verlustwiderstand der Antenne
(Wärme) aufgebraucht.
http://www.cs.berkeley.edu/~culler/AIIT/papers/radio/antenna%20wp_dimension_limits.pdf
3. In der Praxis wird dein goldenes Anpassgerät aber auf Grund der für
die Anpassung langen Transformationswege erheblich verlustig werden
(Bauelementegüte als Stichwort).
Ende der Kommunikation
recently schrieb:> Ich kann die Antenne noch weiter verkürzen, mache bei 2x1m Schluss. Das> goldene Anpassgerät passt alles super an, keine Überschläge, keine> Erwärmung.>> Jetzt meine Frage: Der verkürzte Dipol ist zweifellos erheblich> schlechter als der Vollwellendipol. Ich empfange schlechter und werde> leiser gehört. Aber wo genau bleiben die 100 Watt Sendeleistung ?> Erwärmung des Anpassgerätes halte ich für unwahrscheinlich. Ist es das> veränderte Strahlungsdiagramm?
Wenn er aber nun mal auf seinem goldenen verlustfreien Anpassgerät
besteht und Argumente von anderen Usern als "Unfug" bezeichnet, dann ist
nun mal kein Blumentopf zu gewinnen. Jede versuchte Erklärung, daß durch
die Verluste Wärme entsteht, hat er von allen, die sich Mühe gegeben
haben, ignoriert. Schade, daß wir helfen wollten :-(
Ach Leute,
ich schätze, daß ihr den Ansatz nicht verstanden habt. Der TO hat ein
Gedankenexperiment gestartet und das ist eben kein reales Experiment,
sondern etwas, mit dem man eine theoretische Annahme verifizieren oder
verwerfen kann. Also im Prinzip etwas sehr nützliches - wenn man geistig
damit umgehen kann.
Also: Ein Sender, der XXX Watt liefert, ein ideales Anpaßgerät, was
schlichtweg ALLES anzupassen in der Lage ist und eine bis zur
Unkenntlichkeit geschrumpfte Antenne, das ist die Ausgangslage.
Nun zu den Fragen:
a) wo bleibt die Sendeleistung? Antwort: sie wird halt abgestrahlt und
zwar vollständig. Wärme gibt's nicht, siehe Annahmen.
b) wie ist das Verhältnis zwischen Senden und Empfangen? Antwort: es ist
so asymmetrisch wie die geschrumpfte Antenne relativ zur Wellenlänge.
Senden geht immer, auch wenn irgendwann die Feldstärke an der Antenne in
der Realität (aber nicht im Gedankenexperiment!) zum Lichtbogen führt.
Aber Empfangen geht (fast) nicht, denn im Gegensatz zum Senden kann man
die Empfangsfeldstärke vom Empfänger aus eben nicht erhöhen, sondern
muß sich damit begnügen, was die Antenne aus dem gegebenen Feld
herausnehmen kann (per Influenz und Induktion) - und da liefert eine
größere Antenne eben mehr Empfangsleistung. Das gilt im Prinzip bis
unendlich groß, aber man muß dann auch den Winkel des empfangenen Feldes
zur Antenne berücksichtigen, sonst gibt's Auslöschungen durch
Laufzeiteffekte.
Klaro?
W.S.
W.S. schrieb:> Also: Ein Sender, der XXX Watt liefert, ein ideales Anpaßgerät, was> schlichtweg ALLES anzupassen in der Lage ist und eine bis zur> Unkenntlichkeit geschrumpfte Antenne, das ist die Ausgangslage.
Ich denke, daß es das "ideales Anpaßgerät" nicht geben kann. Es wird
immer den Anteil der Energie, der nicht abgestrahlt wird, in Wärme
wandeln. Ein "ideales Anpaßgerät", daß mit einer Antenne der Länge Null
oder nahe Null klarkommt, ist eine Dummyload.
MfG Klaus
Hallo recently,
nicht Bange machen lasse!
Die Idee mit der ideal angepassten Antenne ist, gerade auch in der
Antennensimulation, ein völlig üblicher theoretischer Ansatz. Wie du
schon selbst schriebst, geht es dabei um den Antennenwirkungsgrad. Dabei
tauchen dann Strahlungs- und Verlustwiderstand auf. Das sind jedoch auch
nur Modellparameter mit deren Hilfe die Leistungen quantifizierbar
werden. Der Verlustwiderstand (also die Leistung die bei idealer
Anpassung nicht abgestrahlt wird) beinhaltet dabei diverse physikalische
Effekte. Bei 'normalen' Antennen sind das hauptsächlich der
Widerstandsbelag des Leitermaterials, Skineffekt, dielektrische Verluste
im Medium durch sich nicht ablösende Wechselfelder (quasistatische
Feder) ein paar magnetische Effekt im Leiter, Polarisationsverluste usw.
...
Letztendlich wird Antenne und Medium warm und strahlen eben diese Wärme
ab.
Interessant wird die ganze (theoretische) Sache erst bei
unkonventionellen Antennenleitern, z.B. supraleitende Materialien, bei
den die stromabhängigen Verlustanteile nicht mehr so zum Tragen kommen,
also die Antennengüte auch extrem ansteigt.
Das ideale Anpasgerät ist eine abgestimmte im Freiraum ausreichend hoch
betriebene Antenne. Was motiviert einen Troll? Manchmal sind es halt
sehr verunsicherte Zeitgenossen die wenn sie merken falsch zu liegen
sich als Troll aus dem Holzweg verabschieden. Ein Troll ist ja einer der
vorgibt absichtlich Käse zu erzählen.
Mir fallen gerade diese dämlichen Handfunkgeräte ein mit höchstens 1m
Antenne für das 11m Band. Der Effekt ist wie beschrieben: Man ist ganz
gut zu hören, aber selber hört man nur Stationen im nächsten Umkreis.
Das hatten wir schon mal in der innovativen Firma damals ;)
herbert schrieb:> Was motiviert einen Troll? Manchmal sind es halt> sehr verunsicherte Zeitgenossen die wenn sie merken falsch zu liegen> sich als Troll aus dem Holzweg verabschieden.
Das ist eine interessante Frage. Würde aber die Einsicht, daß man falsch
liegt einbeziehen.
Die Tendenz, daß an "Gedankenexperimenten" mit Modellvorstellungen
festgehalten wird, selbst wenn Unsinn herauskommt ist bei vielen
Zeitgenossen verbreitet - meist ohne böse Absicht. Es wird einfach
vergessen, daß ein richtiges Gedankenexperiment so geht: Man prüft seine
Hypothese an einem Gedankenmodell. Kommt Unsinn heraus, muß das
Gedankenmodell angepaßt werden.
Der letzte Schritt wird dann gerne weggelassen und es ergeben sich lange
Diskussionen wie diese hier, bis alle entnervt aufgeben.
Es hat ein bischen etwas wie der Beweis durch vollständige Induktion:
"Erst zeige ich für n=1, dann für n=2 und damit ist durch vollständige
Induktion bewiesen, daß die Hypothese für alle n gilt. - verdammt, wo
liegt der Fehler?" - die naheliegende Ursache, daß jemand nicht mehr in
der Methodik sattelfest ist will leider kaum jemand wahrhaben.
Gedankenexperimente durchführen macht nämlich viel mehr Spaß, als sich
noch einmal gründlich mit der Methodik auseinanderzusetzen.
Also verdammt nochmal, warum seht ihr nicht alle ein, daß die korrekte
Lösung lautet: "Das ist unerklärbar!" - stimmt auch. Innerhalb des
unvollständigen Modells.
Viele Grüße
Nicolas
P.S.: Das mit den -3dB war ein Scherz mit ernstem Hintergrund: für einen
Signalabfall von 3dB muß nicht viel passieren. Die Antenne muß nur
leicht in eine andere Richtung zielen. Z.B. eine Seite des Strahlers ein
wenig kürzen und schon schielt sie. Oder die Antenne drehen. An der
abgestrahlten Leistung ändert das aber auch wenig. Was der Empfänger
empfängt hat eben nicht so viel mit abgestrahlter Leistung zu tun. Sonst
machte QRP auch keinen Spaß.
Moin Helge,
viele Grüße nach Hamburg, dass man sich nach so langer Zeit zufällig im
Mikrocontroller-Forum trifft finde ich cool ... die Welt ist klein.
Geht ja hoch her hier. Für mich war die Frage bereits durch A-Freak
zufriedenstellend geklärt:
>Verkürzt du eine reale Antenne dann sinkt zwar der Verlustwiderstand des>Drahtes mit der Länge, der wirksame Strahlungswiderstand aber sogar>quadratisch. Mit kürzeren Antennen wird das Verhältnis immer schlechter.
Diesen Zusammnenhang hatte ich nicht parat. Gut, warum das so ist, also
wie man den Stahlungswiderstand eines Antennengebildes berechnet, ist
mir leider nicht gegeben :-) Mir genügt zunächst, dass er quadratisch
absinkt. Das erklärt, warum es beim "kürzer werden" kritisch wird.
Viele Grüße ins Forum
recently (der böse Troll)
Hallo recently.
> Die Behauptung, das ein Anpassgerät heiß wird ist ein Ksman (kann sein,> muss aber nicht). Es kann auch unter zu hohen Spannungen leiden. Aber> auch egal, da mein theoretisches Anpassgerät ziemlich gut ist, stellt> sich diese Frage nicht.
Gerade das ist aber der Knackpunkt.
Gesetzt den Fall, Du hättest das ideale Anpassgerät. Ohne Verluste.
Wenn Du jetzt eine sehr kurze Antenne hast, bilden die Bauteile im
Anpassgerät einen Schwingkreis mit sehr hoher Güte. Durch die
Resonanzüberhöhung steigen jetzt Strom und Spannung an der Antenne, die
ja Teil des Systems ist, stark an.
Die (noch) reale Antenne ist eine Zusammenschaltung aus
Abstrahlungswiderstand und Verlustwiderstand, mit einem sehr ungünstigen
Verhältnis. D.h. die Antenne strahlt wenig ab, und wird sehr warm.
Durch die hohen Feldstärken direkt um die Antenne herum werden auch dort
viele Verluste erzeugt. Spätestens wenn die Feldstärke an der
Antennenspitze so hoch wird, das die Luft dort ionisiert.....
Selbst wenn Du jetzt eine goldene Antenne aus dem gleichen Unobtainium
baust wie Deine goldene Matchbox, verstärkst Du dieses Problem noch. Und
wenn Du jetzt die Ionisation der Luft loswerden willst, indem Du das
ganze im Weltall im Vakuum betreibst, steigt die Feldstärke weiter an,
bis Du keine Luft zur Ionisation mehr benötigst, sondern Atome und
Elektronen dazu aus dem Material der Antennenspitze selber kommen.....
Ok, Dein Unobtainium sei so gut, das auch das nicht passiert. Dann
steigt die Feldstärke noch weiter an, und es wird auch mehr
abgestrahlt...das ist ja das was Du wolltest.
Nun, Du willst den Aufwand sparen, und Deine Matchbox plus Antenne nicht
in den Weltraum schiessen? Du kommst auch am Boden ganz ohne Antenne
aus. Mach die Matchbox so groß wie die Antenne, dann kann sie selber
Strahlen und braucht keine Antenne. ;O)
Bei der sehr sinnvollen Aufteilung der Anordnung in die "Black boxes"
Sender, Leitung, Anpassgerät und Antenne wird eben oft übersehen, dass
das ganze nur ein Modell ist. Es gibt/gab Antenensysteme, die
erfolgreich vermarktet wurden, und die darauf beruhten, die Strahlung
der Speiseleitung zu nutzen. Die Antenne obenauf ist dann in erster
Linie für den Showeffekt bzw. als unterstützende Dachkapazität zu sehen.
Du hast kein Unobtainium, und Du hast auch keine ideale
Antennenposition. Gerade kurze Antennen, Platzprobleme und ein nicht
ideales Antennenumfeld korrelieren ja miteinander. Und in dem "nicht
idealen Antennenumfeld" entstehen viele Verkopplungen mit zusätzlichen
Verlusten (und Störungen). Das fängt schon bei der PVC Ummantelung eines
Antennendrahtes an, weil PVC HF-Technisch gesehen nicht gut ist, aber es
zählt halt zu den am witterungsbeständigsten billigen Kunststoffen.
Weiter geht es mit anderen Metallteilen, in denen Du Wirbelströme
induzierst. Die Strahlen zwar dann auch wieder selber, aber die sind
noch weniger auf Anpassung und minimale Verluste optimiert als Deine
Antenne. Und sie machen, dass mit Deinem Strahlungsdiagramm merkwürdige
Sachen passieren.
> Mittlerweile gefällt mir der Beitrag von A-Freak immer besser ...
Den find ich auch gut.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Auch die Wirkfläche eines 1/2-Lamda-Dipols nimmt mit der Länge
quadratisch zu oder ab. Absorptions-/Wirkfläche, Strahlungswiderstand,
Wirkungsgrad u.a. -> http://de.wikipedia.org/wiki/Antennentechnik
> Ein Troll ist ja einer der vorgibt absichtlich Käse zu erzählen.
Ein Troll setzt einen Köder und holt sich dann gleich mal Bier und
Chips.
Nehmen wir mal eine Hohlkugel, innen verspiegelt mit 100%
Reflektionsfaktor. Durch ein winziges Loch nahezu mit dem Durchmesser
Null leuchtet Jemand mit der Taschenlampe rein. Wo geht das Licht hin,
es kann ja nicht weg sein?
PS
Ich geh mal Kaffee holen, für Bier ist es mir noch zu früh.
B e r n d W. schrieb:>> Ein Troll ist ja einer der vorgibt absichtlich Käse zu erzählen.>> Ein Troll setzt einen Köder und holt sich dann gleich mal Bier und> Chips.>> Nehmen wir mal eine Hohlkugel, innen verspiegelt mit 100%> Reflektionsfaktor. Durch ein winziges Loch nahezu mit dem Durchmesser> Null leuchtet Jemand mit der Taschenlampe rein. Wo geht das Licht hin,> es kann ja nicht weg sein?>> PS> Ich geh mal Kaffee holen, für Bier ist es mir noch zu früh.
Hm, mein Kasten ist leer, also wird's Kaffee.
Eine Frage: es wird hier immer davon geredet wo die Energie hingeht, was
ist das eigentlich, was ist Energie?
Kurt
> Nehmen wir mal eine Hohlkugel, innen verspiegelt mit 100%> Reflektionsfaktor. Durch ein winziges Loch nahezu mit dem Durchmesser> Null leuchtet Jemand mit der Taschenlampe rein. Wo geht das Licht hin,> es kann ja nicht weg sein?
Die Lichtstrahlen werden fast unendlich lang reflektiert bis sie doch
irgendwann (es kann auch Jahre dauern) doch einmal wieder das Loch
treffen und dort wieder herauskommen.
Auch ein beliebig unwarscheinliches Ereignis wird mit 100% Sicherheit
eintreffen wenn du unenlich viele Versuche machen kannst.
> Wo geht das Licht hin
Eine künstliche Singularität, quasi.
> (es kann auch Jahre dauern) doch einmal wieder das Loch> treffen und dort wieder herauskommen
Würde nicht irgendwann der Strahlungsdruck so groß werden, dass die
Kugel Explodiert?
B e r n d W. schrieb:>> Wo geht das Licht hin>> Eine künstliche Singularität, quasi.>>> (es kann auch Jahre dauern) doch einmal wieder das Loch>> treffen und dort wieder herauskommen>> Würde nicht irgendwann der Strahlungsdruck so groß werden, dass die> Kugel Explodiert?
Sie braucht ja nur ein bisserl grösser werden dann passt der Lichtstrahl
rein ohne dass er irgendwo anstösst. Die Reibung erzeugt hat ein bisserl
Spannungsabfall der zu Boden fällt.
Schütteln darf halt niemand, sonst staubts.
Kurt
Hallo Kurt
> Die Reibung erzeugt hat ein bisserl Spannungsabfall der zu Boden fällt.
Der wird hier sofort zusammengefegt, da staubt nix. In der Firma macht
das der Azubi. Die Bezeichnung Azubi wurde ja in Süddeutschland
erfunden, schonmal rückwärts gelesen? -> "I buz a".
Einen schönen Feiertag,
Bernd
B e r n d W. schrieb:> Hallo Kurt>>> Die Reibung erzeugt hat ein bisserl Spannungsabfall der zu Boden fällt.>> Der wird hier sofort zusammengefegt, da staubt nix. In der Firma macht> das der Azubi. Die Bezeichnung Azubi wurde ja in Süddeutschland> erfunden, schonmal rückwärts gelesen? -> "I buz a".>> Einen schönen Feiertag,> Bernd
Ebenfalls Bernd.
(Wenn du nur echt hättest mit dem Azubi, die puzzen ja nur wenn sie
einen freien Platz zum Urlaubsscheinausfüllen brauchen)
Kurt
Ich bin hochfrequenztechnisch ein (wenn auch interessierter) Laie.
Allerdings stellt sich mir folgende Frage (die auf den Sinn der Annahme,
ein Sendeverstärker, der die Leistung x erzeugt) abziehlt:
Ist nicht ein Sendeverstärker sozusagen eine Spannungsquelle, die
hochfrequente Wechselspannung erzeugt? Wenn ich da etwas anschließe, das
die Leistung x nicht abnehmen kann/möchte bei der betreffenden Spannung,
dann wird diese eben einfach nicht abgegeben (oder gelten in der
HF-Technik andere Regeln?).
Wenn ich ein DC-Netzteil 24V/48W habe, kann dieses an einen Widerstand
von 12 Ohm 48 W abgeben.
Schließe ich einen höheren Widerstand an, gibt es eben weniger Leistung
ab.
Wird das bei einem HF-Sendeverstärker nicht einfach ganz genauso sein?
gummigam schrieb:> Sendeverstärker sozusagen eine Spannungsquelle
Hm...Du könntest es als ideale Spannungsquelle mit 50 Ohm
Innenwiderstand betrachten, das sollte passen.
> Nun zu den Fragen:> a) wo bleibt die Sendeleistung? Antwort: sie wird halt abgestrahlt und> zwar vollständig. Wärme gibt's nicht, siehe Annahmen.
Bullshit! Eine Antenne hat einen bestimmten Wirkungsgrad auch bei
idealer Anpassung. Das Ersatzmodell für eine Antenne besteht aus
Strahlungswiderstand und Verlustwiderstand. Und am Verlustwiderstand
wird ganz klar Wärmeleistung umgesetzt.
> Klaro?
LOL! Bitte erst mit den Basics beschäftigen und dann altkluge Vorträge
halten.
Danke.
Ende der Kommunikation.
http://www.amateurfunk-wiki.de/images/thumb/b/b8/Ersatzschaltbild_Antenne.gif/300px-Ersatzschaltbild_Antenne.gif
gummigam schrieb:> Ich bin hochfrequenztechnisch ein (wenn auch interessierter) Laie.> Allerdings stellt sich mir folgende Frage (die auf den Sinn der Annahme,> ein Sendeverstärker, der die Leistung x erzeugt) abziehlt:>> Ist nicht ein Sendeverstärker sozusagen eine Spannungsquelle, die> hochfrequente Wechselspannung erzeugt?
Ja.
> Wenn ich da etwas anschließe, das> die Leistung x nicht abnehmen kann/möchte bei der betreffenden Spannung,> dann wird diese eben einfach nicht abgegeben (oder gelten in der> HF-Technik andere Regeln?).
Wenn das Gerät richtig angepasst ist, wird es die Energie abnehmen und
weiterleiten oder es wird durch thermische Überlastung zerstört.
Wenn das Gerät nicht richtig angepasst ist, wird die EM-Welle zur Quelle
reflektiert und unter Umständen die Quelle zerstört.
> Wenn ich ein DC-Netzteil 24V/48W habe, kann dieses an einen Widerstand> von 12 Ohm 48 W abgeben.> Schließe ich einen höheren Widerstand an, gibt es eben weniger Leistung> ab.> Wird das bei einem HF-Sendeverstärker nicht einfach ganz genauso sein?
Ähnlich. http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung
Ende der Kommunikation
HFIng schrieb:> Wenn das Gerät nicht richtig angepasst ist, wird die EM-Welle zur Quelle> reflektiert und unter Umständen die Quelle zerstört.
Dieser Unfug mit der Welle, die in die Quelle zurückschlüpft und dort
Zerstörungen anrichtet hält sich konsequent, obwohl es physikalisch
Unsinn ist!
Im Falle von Fehlanpassung "sieht" die Quelle an ihrer Schnittstelle
eine komplexe von ihrem Innenwiederstand abweichende Impedanz. In der
Folge wird ein Teil der Energie aus der Quelle erst gar nicht abgegeben.
Wer sich für eine plausible Erklärung und die exakte Herleitung
interessiert lese bitte hier: http://www.cq-cq.eu/dj5il_rt002.pdf
Gruß
Hans Dampf schrieb:> HFIng schrieb:>> Wenn das Gerät nicht richtig angepasst ist, wird die EM-Welle zur Quelle>> reflektiert und unter Umständen die Quelle zerstört.>> Dieser Unfug mit der Welle, die in die Quelle zurückschlüpft und dort> Zerstörungen anrichtet hält sich konsequent, obwohl es physikalisch> Unsinn ist!>> Wer sich für eine plausible Erklärung und die exakte Herleitung> interessiert lese bitte hier: http://www.cq-cq.eu/dj5il_rt002.pdf>
Wenn du die nicht existierenden Felder weglässt, Energie als das
anschaust was sie ist, eine reine Rechenilfe, erkennst dass Licht, und
somit auch Funk, reiner longitudinaler Druckausgleich im Medium ist,
verstanden hast wie Polarisation zustande kommt, dann hast du die
richtige Erklärung dafür warum die althergebrachte
"Welle_läuft_zurück_Erklärung nicht stimmt.
Kurt
@Hans:
@Kurt:
Jetzt habt ihr mich aber neugierig gemacht :-)
Wie funktioniert das dann mit einem Richtkoppler, wenn es überhaupt
keine rücklaufende Welle gibt? Die kann man doch damit messen. Die
hinlaufende und auch die rücklaufende.
Und bei der Kabelfehlerortung, da wird doch auch an der Stoßstelle (oder
anders gesagt Fehlanpassung) der hinlaufende Impuls reflektiert und
kehrt zum Meßgerät zurück. Und aus der Laufzeit wird die Entfernung
berechnet. Habe ich sogar schon mit dem Oszi gemacht.
Wie funktioniert das alles, wenn es in Wirklichkeit keine Reflexionen
gibt?
"Die Reflexion einer elektromagnetischen Welle kann auf der Leitung
2
abhängig von der Betriebsart sehr wohl streckenweise oder zeitweise
3
zu einem Energiefluss in Richtung Generator führen, aber es gibt
4
niemals und nirgends auf der Leitung zugleich zwei entgegengesetzte
5
Energieflüsse und sowohl Generator als auch Last geben zu jedem
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Zeitpunkt entweder Leistung ab oder nehmen Leistung auf aber
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niemals beides zugleich."
Hans Dampf schrieb:> Dieser Unfug mit der Welle, die in die Quelle zurückschlüpft und dort> Zerstörungen anrichtet hält sich konsequent, obwohl es physikalisch> Unsinn ist!
Diese beiden Ansichten sind aber grundverschieden. Die zurücklaufende
Welle ist laut DJ5IL kein Unfug (siehe Zitat). Aber die Energie läuft
nicht zurück, und das ist ein großer Unterschied, Hans!
Sie interferiert mit der hinlaufenden Welle und dabei kommt es auch zu
Auslöschungen. Wichtig ist nur, daß es keine reflektierte Energie gibt,
aber reflektierte Wellen sehr wohl.
Natürlich gibt es Reflexionen. Natürlich gibt es eine hinlaufende und
eine reflektierte Welle. Aber es gibt keine hinlaufende oder
rücklaufende Leistung, die (im eingeschwungenen Zustand)wieder aus dem
Leitungseingang austritt und in die Quelle eintritt um dort Schaden
anzurichten.
Es bildet sich an einem Punkt auf einer Leitung als Ergebenis der
Superposition der Wellenkomponenten an dieser Stelle einen
Leistungsfluss. Und der ist immer von der Quelle zur Senke gerichtet.
Nicht der Energiefluss ist die Ursache der Wellen, sondern umgekehrt.
Eine Quelle kann auch nicht in die Zukunft schauen. Sie kann nicht
erkennen, ob die Impedanz, die sie als Last "sieht" aus einer
Kombination eines Widerstandes und z.B. einer Kapazität oder
Induktivität (Bauteil) besteht, oder ob die Last eine Leitung ist, die
sich an ihrem Eingang als Ergebnis der Überlagerung vor- und
rücklaufender Wellen mit genau der gleichen Kombination aus Real- und
Blindanteil darstellt.Sie verhält sich in beíden Fällen gleich.
SWR schrieb:> Diese beiden Ansichten sind aber grundverschieden. Die zurücklaufende> Welle ist laut DJ5IL kein Unfug (siehe Zitat). Aber die Energie läuft> nicht zurück, und das ist ein großer Unterschied, Hans!
Dem wollte ich will ich auch nicht widerstprechen. Aber die rücklaufende
Welle VERLÄSST nicht den Eingang der Leitung um in die Quelle zu
zurückzufließen und dort "Schaden anzurichten" . An den Enden der
Leitung endet auch die Leitungstheorie. An dieser Schnittstelle ist als
Ergebnis der Wellensuperposition eine Impedanz R+jX auf die die Quelle
arbeitet.
Hans Dampf schrieb:> SWR schrieb:>> Diese beiden Ansichten sind aber grundverschieden. Die zurücklaufende>> Welle ist laut DJ5IL kein Unfug (siehe Zitat). Aber die Energie läuft>> nicht zurück, und das ist ein großer Unterschied, Hans!>> Dem wollte ich will ich auch nicht widerstprechen. Aber die rücklaufende> Welle VERLÄSST nicht den Eingang der Leitung ...
Dass eine "Stehwelle" uns, aufgrund von Hin/Rücklauf entsteht das will
ich auch nicht abschaffen (die brauch ich für mein Atommodell).
Mir geht es primär um die Erklärungen wie das was geschieht geschieht.
Darum wie das Signal entsteht, sich ausbreitet, was da der
Resonanzkörper ist, wie Polarisation sein kann wo doch das Signal
longitudinaler Art ist.
Kurt
Hans Dampf schrieb:> Im Falle von Fehlanpassung "sieht" die Quelle an ihrer Schnittstelle> eine komplexe von ihrem Innenwiederstand abweichende Impedanz. In der> Folge wird ein Teil der Energie aus der Quelle erst gar nicht abgegeben.
Da liegst Du leider nicht ganz richtig.
Die Quelle "sieht" zunächst eine 50 Ohm Leitung, der fehlangepasste Teil
kommt zeitlich etwas später. Dort tritt dann auch eine Reflexion auf
bzw. Richtungsumkehr der Welle auf.
Das kann soweit gehen, dass es zB. einen Verstärker zum oszillieren
bringt und der dann ganz schnell abraucht.
Als HF-Ingenieur weiss man sowas. Ich weiss ja nicht aus welcher Ecke du
kommst :)
SWR schrieb:> Wichtig ist nur, daß es keine reflektierte Energie gibt,> aber reflektierte Wellen sehr wohl.
Häh? Das der Poynting Vektor ein Vektor ist, ist aber bekannt oder?
http://de.wikipedia.org/wiki/Poynting-Vektor
Natürlich wird elektromagnetische Energie reflektiert.
Das einfachste Bsp. ist eine Satellitenantenne Schüssel.
Hoffe geholfen zu haben :-)
...und beim Vector ist die Resultierende immer vom Sender weg gerichtet.
Daß es im Detail gesehen auch Vectoren in die andere Richtung gibt, ist
ja unbestritten, aber für den Energietransport ist ja die Summe, also
die Resultierende wichtig. Und die zeigt immer vom Sender weg. Es kann
ja niemals mehr zum Sender hinfließen, als aus dem Sender herauskommt.
HFEntwickler schrieb:> Da liegst Du leider nicht ganz richtig.> Die Quelle "sieht" zunächst eine 50 Ohm Leitung, der fehlangepasste Teil> kommt zeitlich etwas später....> Als HF-Ingenieur weiss man sowas. Ich weiss ja nicht aus welcher Ecke du> kommst :)
Als so von sich überzeugter HFEntwickler aus der wissenden Ecke hätte
"man" vielleicht den Hinweis lesen können, dass hier vom
eingeschwungenen Zustand die Rede ist.
Wie es SWR schreibt: Die Resultierende des Poynting Vektors aus den
überlagernden Wellen ist maßgeblichh. Und die zeigt (bei aktiver Quelle
im eingeschwungenem Zustand) von der Quelle weg hin zur Senke.
Gruß
HFIng schrieb:> Bullshit! Eine Antenne hat einen bestimmten Wirkungsgrad auch bei> idealer Anpassung.
Ah, sind wir jetzt bei den Kraftausdrücken, ja?
Also nochmal: Idealisierte Verhältnissen, keine Wärme. Das war die
Vorgabe, an die auch DU dich zu halten hast, wenn du hier mitreden
willst.
Es ist bei einem Gedankenexperiment schon vorher völlig klar, daß es
all die Dinge wegläßt, die man im täglichen Leben so hat, beispielsweise
Reibung in allen ihren Varianten. Deswegen ist es ja auch ein
_GEDANKEN_-Experiment, weil es kein reales Experiment sein kann.
Ohne solche Gedankenexperimente wäre Newton nie und nimmer auf seine
Gravitationsformel gekommen und selbst die einfachen Bewegungsgesetze
hätte man nie entdeckt.
Soviel zu Einwürfen, die daherkommen mit "Aber in der Realität wird es
doch warm, weil nix ideal ist.."
Denk mal an den Unterschied zwischen Differenzenquotient und
Differentialquotient. Natürlich kann man beim dx/dt nicht dx und dy in
der Praxis beliebig klein machen, aber in der Mathematik KANN man das
und heraus kommt Differentialrechnung... ohne die wir heutzutage
aufgeschmissen wären.
SO. Gut Nacht für heute.
W.S.
Ich finde ,die Vogaben des Gedankenexperiments sind Dinge die in der
Praxis nicht zusammengehen. Mein Gedankenexperiment wäre : Wie schnell
schwimmt ein
idealer 1 kg Hammer dem Auer Mühlbach runter und welche Form müßste er
haben?
da es sich um ein Gedankenexperiment handelt möchte ich aber nicht hören
,dass ein Hammer nicht schwimmen kann.
Ironie Modus off:
herbert schrieb:> Ich finde ,die Vogaben des Gedankenexperiments sind Dinge die in der> Praxis nicht zusammengehen. Mein Gedankenexperiment wäre : Wie schnell> schwimmt ein> idealer 1 kg Hammer dem Auer Mühlbach runter und welche Form müßste er> haben?> da es sich um ein Gedankenexperiment handelt möchte ich aber nicht hören> ,dass ein Hammer nicht schwimmen kann.
Im Gegensatz zu deinem Beispiel verletzt aber Verlustfreiheit keine
physikalischen Gesetze. Es ist lediglich so, dass es in der
Alltagselektrotechnik keine verlustfreien Strukturen gibt. Aber die
Theorie auf verlustfreie Elemente anzuwenden und nachzudenken, wie die
Lösung dann ausschaut, ist jederzeit zulässig.
Plasmon schrieb:> Aber die> Theorie auf verlustfreie Elemente anzuwenden und nachzudenken, wie die> Lösung dann ausschaut, ist jederzeit zulässig.
Wenn dadurch weniger Kinder auf diesem Planeten in Ermangelung
einfachster Dinge wie Wasser und Nahrungmitteln zu tode kommen dann bin
ich für diese äüßerst zeitintensive Tätikeit des nachdenkens. Ansonsten
fände es besser weniger egoististsche Annahmen auf den Prüfstand zu
stellen und sich die Reflektion zb. über strahlende Kinderaugen zu holen
anstatt über Hochfrequenz.;-)
HFIng schrieb:> Das Ersatzmodell für eine Antenne besteht aus Strahlungswiderstand und> Verlustwiderstand. Und am Verlustwiderstand wird ganz klar Wärmeleistung> umgesetzt.
Und wo genau ist an der realen Antenne dieser Widerstand verbaut?
An dem müsste man ja bei der Fehlanpassung die Wärme spüren können. ;-)
Ansonsten war das alles weiter oben schon erklärt worden, deine
Kraftausdrücke hättest du in der Mottenkiste lassen dürfen. Der
Verlustwiderstand ist eben auch nur ein Modell, welches sämtliche
bei Fehlanpassung auftretenden realen Verluste in sich vereint. Man
kann eben nur ganz theoretisch eine Antenne bauen, die keine Verluste
hat. Auch Gold leitet nicht unendlich gut (und sogar noch schlechter
als Kupfer, es ist nur zuweilen besser, weil es nicht korrodiert).
Genau da ist der Knoten, den der TE im Kopf hatte: er geht immer nur
davon aus, eine ideal gute Antenne bauen zu können.
@Kurt, bitte verschone uns mit deinen Theorien. Du hattest genügend
eigene Threads dafür, wenn du jetzt auch noch fremde Threads kaperst,
werden die entsprechenden Beiträge gelöscht.
Hallo,
habe die 76 Antworten vor mir nicht alle gelesen, aber ich gebe trotzdem
mal meinen Senf dazu:
recently schrieb:> Das> Anpassgerät ist so eingestellt, dass es die 100 Watt Sendeleistung bei> einem Stehwellenverhältnis von 1:1 an die Antenne weiterreicht.
In der Praxis natürlich unmöglich, aber da es sich hier um ein
Gedankeexperiment handelt, kann man das natürlich so definieren.
> Diese> strahlt die komplette Leistung in Form einer elektrischen Welle ab.
Das ist ein Postulat von Dir und setzt voraus, dass die Antenne ideal
elektrisch leitend ist und sich im Nahfeld der Antenne keine
verlustbehafteten Materalien befinden. Aber auch das ist im
Gedankenexpermient realisierbar und in dem Fall wird dann wirklich alles
abgestrahlt, was rein geht.
> Jetzt meine Frage: Der verkürzte Dipol ist zweifellos erheblich> schlechter als der Vollwellendipol.
Eben nicht. Unter den o.g. Voraussetzungen ist Dein "Stummel" fast
genauso gut wie ein Dipol. Die Richtwirkung wird ein bisschen geringer
ausgeprägt sein, aber dadurch verlierst Du in Hauptabstrahlrichtung
vielleicht einige Zehntel dB.
In der Praxis hast Du natürlich Deine Idealbedingungen nicht, sprich
Dein Anpassgerät macht vermehrt Verluste und auch der Wirkungsgrad der
Antenne sinkt.
Hallo Thread-Ersteller,
interessantes Thema angestoßen, leider ausgeufert. Mein Beileid.
Der Antennenwirkungsgrad viel schon ein paar mal. Er ist abhängig von
der Länge der Antenne. Bild erklärt und begründet deinen Sachverhalt.
Näheres findest du in Klaus W. Kark - Antennen und Strahlungsfelder.
