Unsymmetrie auf Paralleldraht-Speiseleitungen

Hmmmm...noch keine Antwort? Dabei hatte ich erwartet, dass die Spezialisten und Befürworter symmetrischer Speisung hier willig Auskunft geben.

Ich bin ja selber leidenschaftlicher Antennenbastler und "-Simulant", beschränke mich aber bislang bewusst auf koaxial gespeiste Lösungen. Einer Erweiterung meiner Interessen auf Hühnerleiter und Co. stehen u.a. die selben Fragen wir die von Wolfgang im Weg. Also: Wer kann die Fragen in diesem Thread beantworten und ggf. auch belegen?

Wie signiert DL1EGR so schön? "Wer fragt ist dumm, wer nicht fragt bleibt dumm?" ich wollte das eigentlich nicht mit "Und wer keine Antwort bekommt kann nur dumm bleiben" erweitern...

Hallo
meine Erfahrungen sind die nachfolgenden - für "wissenschaftliche" Korrektheit kann ich nicht garantieren.
Ich betreibe einen aus baulichen Gründen recht unsymmetrischen Dipol (Hühnerleiter nahe bei einem Dipolschenkel), der mittels eines unsymmetrischen Tuners auf die Kurzwellenbänder abstimmt wird. Effekte auf den Tuner habe ich noch nicht festgestellt, aber es können erhebliche Verkopplungen auftreten, wodurch die Speiseleitung strahlt. Erkennbar in Kofferradios, externen Coputerlautsprechern usw. Gleichzeitig kann ein hoher Störpegel auftreten, denn die Speiseleitung empfängt dann auch die Störungen aus dem Haus.
Ich habe in der Speiseleitung eine Zwangssymmetrierung durch 2 Mantelwellensperren (Gleichtaktdrosseln)
- eine direkt vor dem ATu am Haus (Übergang symmetrisch-unsymmetrisch)
- eine in der Speiseleitung an der Stelle, wo der nahe verlaufende Dipolast zu Ende ist.
Ergebnis: Es knurrt weder bei mir noch beim Nachbarn etwas, wenn ich sende, und mein Empfangsstörpegel ist der niedrigste, den ich mit allen möglichen Aufbauten bisher erreicht habe. Deshalb meine persönliche Meinung, dass die Symmetrie vor allem für die Verhinderung ungewollter Abstrahlungen sowie der Verhinderung des Empfangs vor allem der hausnahen Störungen wichtig ist. Nach meinen bisherigen Erfahrungen dürfte die gleiche Problematik auch bei Koaxkabeln bestehen, wenn Mantelwellen z.B. durch unsymmetrische Verlegung in Bezug auf den Dipol auftreten (Leitung führt nicht rechtwinklig weg). Schäden für den Tuner würde ich weniger befürchten.
Zu dieser Thematik gibt es übrigens sehr verständliche Erklärungen auf den Seiten von DG0SA.

vy 73 Reiner

Hallo Ömer,
wie schon oft diskutiert, Symmetrie ist überhaupt und bei Antennen besonders sinnvoll.
Leider gelingt das nie vollständig. Es entstehen immer parasitäre Ströme, die über die Speiseleitung,
den TRX und die Hausinstallation vagabundieren.
Ein symmetrischer Koppler zwischen Koaxkabel und Speiseleitung reicht nach meiner Ansicht nicht aus.
Gleichtaktströme oder auch Mantelwellen genannt, kann dieser nicht unterbinden.
Ich favorisiere eine Variante nach DG0SA, aus TRX-Sicht zuerst Koaxkabel, dann ein Balun, dann eine Drossel und dann der Koppler.
Diese Kombination nennt der Wolfgang, DG0SA, Symba. Wie man an einem Netzwerktester leicht messen kann, erreicht ein solche
Kombination im unteren Kurzwellenbereich leicht eine Gleichtaktunterdrückung von 60 dB.
Daraus folgt, der Koppler muss keineswegs symmetrisch ausgeführt sein. Wie auch schon oft diskutiert, reicht ein einfaches LC-Glied.
Dieses hat gegenüber anderen Anordnungen den Vorteil einer eindeutigen Einstellung. Das Prinzip gestattet außerdem einen guten Wirkungsgrad.
Im Rothammel wird das als Reaktanztrafo bezeichnet. Nachzulesen auch auf der Webseite von DC9DZ.
Übrigens wäre es geschickt, den Begriff Antennenkoppler durch etwas Zutreffenderes zu ersetzen. Matchbox würde schon passen, vielleicht findet sich ein besserer
deutscher Ausdruck. Vorschlag Speiseleitungskoppler ?

73
Andreas
DL5CN

Hallo Andreas,

wie sieht denn die auf Deinem Bild gezeichnete "Drossel" mit Koaxkabel aus ? Kx-Kabel ? mit Kern ?
auch für die unteren Bänder ?

Pse Info

vy 73 Gerd, dk4fp

Hallo Andreas,

für den abgebildeten L/C Koppler habe ich an der Stelle von Wolfgangs Symbia auch schon öfter einen
"Kellermann Balun" gesehen.

Wie verhält es sich mit statischen Aufladungen beim einfachen L/C Koppler, wie in deiner Skizze ?

Mir fehlt da gerade die "Fantasie" bezüglich der statischen Aufladung.

Vielleicht kann jemand dazu posten.

73, Frank

Zitat von DL2KI

Nun müsste doch innerhalb des Kopplers die Abstimmung der beiden Zweige der Hühnerleiter jeweils unabhängig voneinander erfolgen, da ja jeder Zweig durch die Unsymmetrie der Diopddrähte eine eigene Abstimmung erfordert. Wenn man sich die Schaltungen älter Geräte, wie z.B. einer "Johnson Matchbox" ansieht, scheint das am Ausgang der Matchbox der Fall zu sein.
.

Es gibt bei einer symmetrischen Paralleldrahtleitung keine zwei Zweige - es ist EINE Leitung, deren Potentiale (des Nutzsignasl) im Idealfall symmetrisch gegenüber dem Bezugspotential Erde sind. Die primäre Aufgabe einer Matchbox ist die Anpassung der Impedanz eines Generators auf die Impedanz am Eingang derLeitung. Anpassung und Symmetrierung betrachtet man am besten als zwei grundsätzlich voneinander unabhängige Vorgänge. Insofern besteht kein Nutzen darin vermeintliche "Zweige" voneinander unabhängig anzupassen. Eine Zwangs-Symmetrierung erreicht man am sinnvollerweise durch entsprechende Symmetrieglieder (landläufig als Balun bezeichnet), nicht dadurch, dass man mit einer absichtlich unsymmetrischen Abstimmung eines symmetrischen Anpassnetzwerk versucht eine Unsymmetrie der Antenne zu kompensieren.

73
Günter

Moin zusammen,

Zitat von dl5cn

Variante nach DG0SA,

IMHO, die Variante macht die unsymmetrische Antenne nicht "symmetrischer".
Eine (angeblich) symmertisch aufgebaute Antenne die (aus welchem Grund auch immer ) HF-unsymmetrisch bertieben wird mach wenig Sinn als solche.
Hier hilft nur Eins: Symmetrie messen und HF-Ströme mittels (echten) Symmetrischen Kopplers in der Antennenhälften ausgleichen.
Gute Vorschläge dafür gibt es bei PA0FRI.

73

Zitat von DL1KWK

Wie verhält es sich mit statischen Aufladungen beim einfachen L/C Koppler, wie in deiner Skizze ?

Mir fehlt da gerade die "Fantasie" bezüglich der statischen Aufladung.

Hallo Frank,

der erste Balun schafft Gleichstromdurchgang zwischen den Dipolschenkeln.

73 Wolfgang

Hallo Wolfgang,

danke für die schnelle Antwort.

73, Frank

Hallo Ömer,
jetzt möchte ich auch noch meinen "Senf" dazu geben. Ich betreibe einen Dipol mit L/C Matchglied + Symba nach DG0SA mit bis zu 750Watt auf allen Bändern. Das funktioniert recht gut. Man muss nur darauf achten, das die Impedanz auf allen Bändern nicht in extreme hochohmige Bereiche tentiert. Das kann man mit einem vektoriellen Analyser gut kontollieren und mit der Länge der Lecherleitung etwas beeinflussen.

Ich vertrete voll die Meinung von DG0SA und DL5CN. Der symmtertriesche Antennenkoppler macht ja die Antenne nicht symmetrischer als die ganze Antennenanlage ist. Deshalb recht ein LC-Glied für die Impedanzanpassung aus. Nach der Impedanzanpassung hat man die reele Impedanz von 50 Ohm. An diesem Punkt wird der Balun/Mantelwellesperre (Symba nach DG0SA) montiert. Dieser Symba garantiert das im Koaxzuleitungskabel die HF-Ströme in gleicher Grösse gegensinnig in Seele und Schirm fliessen. Genau dieser Zustand verhindert, dass das Koaxkabel als Sendeantenne wirkt. Auch der Empfang wird ruhiger, weil das Koaxkabel wenig HF aus der Umgebung aufnehmen kann.

Ich habe mal mit einfachen Begriffen meine Erfahrungen in diesem Bereich mitzuteilen.
Der Koppler ist auf meiner Internetseite zu sehen.

vy 73 Andreas DL4JAL

Hi Andreas und All,

Zitat von dl4jal

Der symmtertriesche Antennenkoppler macht ja die Antenne nicht symmetrischer als die ganze Antennenanlage ist. Deshalb recht ein LC-Glied für die Impedanzanpassung aus. Nach der Impedanzanpassung hat man die reele Impedanz von 50 Ohm

Als Impedanzanpassung reich der LC-Glied aus. Aber nur dafür.
Eine symmetrische Antenne soll ja auch möglichst symmetrisch abstrahlen.
Sonst wird der m.e. größte Vorteil der Symmetrischen Antennen nicht realisiert.
Auch wenn man ideelle Aufbaumöglichkeiten hat , soll man trotzdem die Symmetrie der HF-Stöme in symmertischer Speiseleitung messen.
Und wenn mann sie einmal bei einer reale Antenne misst, was mit einfachen AFU-Messmittel geht , dann weiss man was außer Impedanzanpassung noch zu tun hat.
IMHO, ein guter/echter symmetrische Tuner soll auch in gewissem Maße die Assymetrie kompensieren können (gute Beispiele- militär/kommerzielle KW-Sender).

Zitat von dl4jal

Dieser Symba garantiert das im Koaxzuleitungskabel die HF-Ströme in gleicher Grösse gegensinnig in Seele und Schirm fliessen.

Gut für TX und Coax. Löst aber Assymertrie-Problem der Antenne nicht.

@ DL2KI, Wolfgang: "..Dipolschenkel
bereits vorab in der mechanischen Länge so zu verändern, so dass sich
eine möglichst einheitliche elektrische Länge beider Schenkel ergibt?"
Das könnte man bei einer Monoband-Antenne machen. Aber nicht bei der Multiband-G5RV. Stichwort- elektrische Länge des Drahtes, sie wird stark unterschiedliche Wirkung auf restliche
Bänder haben.

73 & guten Abend

Also eines verstehe ich nicht:

Wenn in dem Schaltbild von DL5CN hinter dem trifilaren Balun und der Koaxdrossel eine symmetrische HF-Spannung steht, dann kann das doch hinter dem asymmetrischen Anpaßglied nicht mehr der Fall sein. Denn die Spule muß doch einen HF-Spannungsunterschied verursachen, der im unteren HF-Leiter nicht vorhanden ist.

Oder?

73

Hallo Ömer,
ich bleibe bei meiner oben gemachten Aussage.

Am Ende der Lecherleitung, an den beiden Drahtenden, hast du eine Impedanz die meistens ungleich 50Ohm reel ist.

Diese Impedanz muss man auf die Impedanz des sogenannten Symmetrieübertragers bringen.

Als Symmetrieübertrager kann man verschiedene Komponenten verwenden (Mantelwellensperre, Symba nach DG0SA (der war bei mir die beste Lösung) oder auch einen einfachen Balun mit 1:4 oder 1:1).

Für die Impedanzanpassung Lecherleitung 2 Pole --> Symmetrieübertrager braue ich ein 2 Tor(oder Port)-Netzwerk, welches HF-schwimmend angeordnet wird.
An Tor1 werden die 2 Pole der Lecherleitung angeschlossen und Tor2 die 2 Pole des Symmetrieübertragers.
In diesem 2Tor-Netzwerk kann ich ein L/C-Glied oder 2xL/C-Glied oder PI-Glied oder 2x PI-Glied oder T-Glied oder 2xT-Glied installieren.
Aber am Ende ist das egal.

Alle die diese Anpassglieder machen das Gleiche. Sie transformieren die Impedanz an den 2 Polen der Lecherleitung auf die Impedanz der 2 Pole des Symetrieübertragers.
Wenn ich da ein doppeltes L/C Glied zur Transformation oder ein einfaches L/C bleibt doch gleich. Das kann ich sogar mit dem Netztwerkanalyser messen. Der muss nur dafür geeignet sein HF-Mässig schimmende 2Tor-Netzwerke messen zu können. Ich habe zum Messen den VNWA3.0 und ein kleines Notbook im Batteriebetrieb. Das hat ausreichend genau funktioniert.
Es ist sogar so, dass ein einfaches L/C Glied zur Impedanzwandlung die geringeren Verluste hat. Das habe ich auch gemessen.

Jetzt braucht man nur noch eine Anpassung auf das unsymmerische Koaxkabel. Das macht bei mir der SymBa nach DG0SA am besten. Aber man kann natürlich auch andere 4 Pol-Netzwerke für die Wandlung von symmetrisch -> unsymmetrisch verwenden. Das steht jedem frei.

So das war mein letzter Beitrag dazu.

Ich bin noch nicht auf die eigentliche Frage eingegangen "Unsymmetrie auf der Lecherleitung".
Die Lecherleitung sollte ja eigentlich symmetrisch arbeiten und nur den Transport der HF zur Antenne übernehmen. Aber manchmal macht sie das nicht. Bei den höheren Bändern hilft da die Länge der Lecherleitung zu ändern etwa 50cm zusätzlich einschleifen oder 1m. Bei den unteren Bändern kommt man aber meistens nur zu guten Impedanzverhältnissen durch Verlängern oder Kürzen des Dipoles. Ich denke der unterschiedliche Stromfluss in den beiden Schenkeln der Lecherleitung ist auf zu extreme Impedanzen am oberen Ende der Lecherleitung zurückzuführen oder auf eine schlechte Gleichtaktunterdrückung vor (im) Antennentuner. Mit einem Messgerät könnte man diese Frage beantworten.

vy 73 Andreas

Natürlich wäre vor allem der Relaisaufwand für ein symmetrisches LC-Glied höher. Die Frage, ob ein einfaches oder ein doppeltes LC-Glied benutzt wird, sehe ich in der Konsequenz so:

Beim einfachen LC-Glied ist es meiner Meinung nach nicht zu vermeiden, daß die Ströme in der symmetrischen Leitung zwar gleich sind, aber vor allem bei hochohmigen Blindelementen in Serie zu einer Leitung entsteht eine Phasenverschiebung zwischen den Strömen auf den beiden Leitern, so daß auch die Leitung selbst etwas strahlt.

HW?

73

Hallo,
offenbar ist es nötig, nochmals auf das Prinzip des Reaktanztrafos hinzuweisen.
Das hatte ich am 20.5. schon mal getan.
Nochmals als Wiederholung:
Anpassung wird dadurch erreicht, dass man einer zu großen Impedanz ein Blindelement parallel schaltet und ein
zweites Blindelement der zu kleinen Impedanz in Reihe. Die zu große Impedanz wird also verringert und die zu kleine
vergrößert. Bei einer bestimmten Frequenz kompensieren sich die Blindelemente L und C und es herrscht eine ohmsche Situation vor.
Dabei entsteht weder eine Phasenverschiebung noch eine Unsymmetrie. L und C lassen sich vertauschen.
Daher ist die Anordnung bestens geeignet eine Hühnerleiter auf 50 Ohm zu transformieren.
Es handelt sich NICHT um eine Resonanzsituation. Das bedeutet unter anderem geringe Verluste.
Die bei einer praktischen Antennenausführung immer vorhandene Unsymmetrie wird mit der schon gezeigten Anordnung aus Koaxialdrossel
und Balun am senderseitigen Ende der Anpaßschaltung beseitigt.
Wer's nachmessen will, nimmt eine Stromzange und schaut sich das Koaxkabel an. Dort darf kein Strom außen auf dem Kabel meßbar sein.
Die beiden Ströme auf den Hühnerleiterbeinen sind betragsgleich aber 180° phasenverschoben.
Die Wirkung des Baluns in Verbindung mit der Drossel ergibt eine hohe Gleichtaktunterdrückung.
Daher stellt sich die Frage, wo soll der Strom denn anders hin als symmetrisch in die Hühnerleiter zu fließen?

73
Andreas
DL5CN

Zitat von DL4ZAO

Eine Zwangs-Symmetrierung erreicht man am sinnvollerweise durch entsprechende Symmetrieglieder (landläufig als Balun bezeichnet), nicht dadurch, dass man mit einer absichtlich unsymmetrischen Abstimmung eines symmetrischen Anpassnetzwerk versucht eine Unsymmetrie der Antenne zu kompensieren.

Man könnte also mit einem Doppel-Abstimmglied bei fehlender Zwangssymmetrierung sogar erreichen, dass auf den beiden Leitern der Speiseleitung dem Betrag nach gleichgroße Ströme fließen, obwohl die damit verbundene Antenne überhaupt nicht erd-symmetrisch ist?

Muss weiterhin bei einer an passender Stelle eingefügter Zwangssymmetrierung (Balun), unabhängig vom verwendeten Anpassnetzwerk, der Strom auf den beiden Leitern des feeders immer gleich sein, da jeweils nur die Ströme ungehindert passieren können, die auf beiden Dipolschenkeln in gleicher Größe fließen, und die Stromanteile, die ohne die Zwangssymmetrierung z.B. zur Erde abfließen würden, unterdrückt werden?

Somit bedeutet also gleiche Stromstärke auf beiden Hühnerleiterbeinen alleine noch nicht Symmetreie des ganzen Systems?

73 Wolfgang

Zitat von DL1GWW

Somit bedeutet also gleiche Stromstärke auf beiden Hühnerleiterbeinen alleine noch nicht Symmetrie des ganzen Systems?

Genau so ist es! Beispiel: Zeppelin- Antenne . Hier herrscht absolute Unsymmetrie am Antennenende, am senderseitigen Ende der Hühnerleiter ist jedoch (bei bestimmten Frequenzen) Symmetrie vorzufinden.
Im Übrigen kann man sich das Folgende einmal anschauen:
http://www.dg0sa.de/aga.pdf

Die normale, eine Halbwelle lange Zeppelinantenne ist eigentlich auch als Mehrbandantenne ganz unproblematisch, wenn sie nach dem Vorschlag von AA5TB mit einem Kurzdipol gespeist wird!

Siehe CQ-DL 5/2014 Seite 33.

73

Logischerweise muss der Strom in beiden Leitern identisch sein und die gleiche Phase haben, wenn symmetrisch oder unsymmetrisch getunt wird. Sonst müsste ja der Strom irgendwohin abfliessen.

73, Peter - HB9PJT

Zitat von dj1zb

Beim einfachen LC-Glied ist es meiner Meinung nach nicht zu vermeiden, daß die Ströme in der symmetrischen Leitung zwar gleich sind, aber vor allem bei hochohmigen Blindelementen in Serie zu einer Leitung entsteht eine Phasenverschiebung zwischen den Strömen auf den beiden Leitern, so daß auch die Leitung selbst etwas strahlt.

Hallo Peter,
der Strom auf den Hühnerleiterbeinen ist betragsgleich aber gegenphasig.
Er hat in der Tat keine andere Chance als in die Speiseleitung zu fließen, wenn die
Anpass- und vor allem die Symmetrieschaltung eine ausreichende Gleichtaktunterdrückung bewirken.
Man mag es auch Mantelstromsperre nennen, die Wirkung ist identisch.

73
Andreas
DL5CN