Die dicke des Drahtes

    Hallo zusammen,

    ich habe jetzt einen Artikel über eine Portabelantenne gelesen, bei dem ziemlich umfangreich auf die Dicke des verwendetetn Drahts bei den Radials eigegangen wird. So heisst es da: Wenn der Draht dünner als 0,5mm Durchmesser wird, fließen die ohmschen Verluste des Drahtes mit ein. :thumbup:


    Soweit, so gut. Aber wie viel macht das aus?


    Ausgangspunkt ist folgender Antennenaufbau:

    Slidewinder-Antenne mit Spule und vertikalem Strahler mit 4 Radials. Anfangs habe ich die Radials einfach auf den Boden gelegt und Betrieb gemacht. Es ging, ich hatte einige Verbindungen damit. Jetzt habe ich gelesen, dass es durchaus bis zu 3dB stärkere Signale liefern kann, wenn die Radials z.B. 20cm über dem Boden gespannt sind. :huh: In dem Beitrag stand dann die Aussage bezüglich der Drahtdicke. Aber leider fand ich keine greifbare Aussage, wie viel es denn jetzt ausmacht, wenn ich statt Installationsdraht mit 0,5mm² Querschnitt einen Draht mit 1,5mm² nehme. :|


    Kann mir hier eine Hausnummer genannt werden, um wie viele dB Verbesserung wir hier sprechen? Lohnt es sich, das Mehrgewicht der aufgewickelten Radials mitzuschleppen? ;)


    Gruß Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

    Hallo Stefan,


    hier gibt es u.a. eine Simulation des Einflusses der Drahtdicke (z.B. 2mm v.s. 8mm), vielleicht hilft dir das bei deinen Überlegungen ...


    73 de Günter

    dl5sdc

    Um welchen Artikel handelt es sich da? Ich würde die Begründung gerne lesen.

    Das ohmsche Gesetz gilt meines Wissens auch für Drähte, die dicker als 0,5mm sind.


    Die Aussage will wohl darauf hinweisen, dass unter einer gewissen Drahtdicke, die ohmschen Verluste (P = R x I^2) merklich auffallen. Wann dies der Fall ist, hängt wegen des Skin-Effektes von der Frequenz ab, die die Eindringtiefe des HF-Stromes und damit die effektiv an der Stromleitung beteiligte Querschnittsfläche bestimmt.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

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    Hello!

    Die Drahtstärke ausschließlich über eine rein Ohm'sche Überlegung zu betrachten ist wohl wenig zielführend. Der Corona Effekt bewirkt mit steigender Frequenz eine geringere Nutzung der innen liegenden Querschnittsanteile. Es wird aber die Oberfläche des Leiters größer das verändert die HF Eigenschaften auch. Maße mir aber nicht an hier eine Aussage im Sinne des Threadthemas zu treffen.

    -AH-

    Hi,

    diese Frage ist aus der Lamäng nicht zu beantworten, aber eine spielend leichte Übung mit einem Simulationsprogramm.

    Dabei bleiben jedoch weitere Einflüsse zu berücksichtigen:

    1. Frequenz?

    2. Leitermaterialien

    3. Leiterform

    etc.

    Hab das mal kurz mit Eznec gecheckt.

    Meine Annahmen:

    14 MHz, Vollkupfer, natürlich rund, unisoliert, 20 cm über Grund (Gartenerde, 5 mmhos, eps rel 13).

    Resultat: zwischen 0,8 mm DM (0,5 qmm) und 1,4 mm Dm (1,5 qmm) 0,07 dB Differenz (der dickere Draht natürlich der bessere. Diese Differenz ist vernachlässigbar.

    Noch 'ne Warnung:

    Bei eisenhaltigen Metallen schwankt µ relativ zwischen ein- und vierstelligen Werten. Ist dieser Werte (relative Permeabilität) unbekannt - was fast immer der Fall ist - ist eine sinnvolle Simulation (oder auch Rechnung) unmöglich!

    Hinweis: Verwendet man Stahldrähte/-seile als Antennenmaterial, mal einen Magneten ranhalten.

    Erweist sich das Zeug als magnetisch - Finger weg. Kaum/schwach magnetisch - mit Verlusten brauchbar.

    73

    Jörg


    Nachtrag:

    als Antenne in der Simulation eine Groundplane mit 4 Radialen zugrundegelegt.

    Zitat von OE1IAH

    Die Drahtstärke ausschließlich über eine rein Ohm'sche Überlegung zu betrachten ist wohl wenig zielführend. Der Corona Effekt bewirkt mit steigender Frequenz eine geringere Nutzung der innen liegenden Querschnittsanteile

    Das Ohm'sche Gesetz gilt auch für Wechselströme beliebiger Frequenz. Durch den Skin-Effekt (nicht Corona-Effekt) und die mit zunehmender Frequenz verursachte effektive Querschnittsabnahme des Leiters steigt auch der Widerstand eines Drahtes mit der Frequenz an. Man darf halt nicht den Draht mit einem DC-Multimeter messen und glauben, das sei ganz allgemein sein Widerstand.


    Ob neben dem Leiterwiderstand die Oberflächenkapazität eines dickeren Leiters bei den Radials eine maßgebliche Rolle spielt sei dahingestellt, das ließe sich leicht mit einer Antennensimulation aufzeigen. Darum hätte ich ja gerne mal den vom TO erwähnten Artikel im Zusammenhang gelesen.


    73

    Günter


    Nachtrag: Hab gerade gesehen, Jörg DL3NRV hat diese Simulation schon gemacht. Bestens.

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Zitat von DL3NRV

    Bei eisenhaltigen Metallen schwankt µ relativ zwischen ein- und vierstelligen Werten....

    ...Erweist sich das Zeug als magnetisch - Finger weg. Kaum/schwach magnetisch - mit Verlusten brauchbar.

    Wobei wir wieder beim ohmschen Widerstand und seinen Auswirkungen auf den Antennenwirkungsgrad angelangt sind. Die Permeabilität des Leiter-Materials beinflusst nämlich die frequenzabhängige Eindringtiefe eines Wechselstromes im Leiter. Wegen der hohen Permeabilität von magnetischen Eisenmaterialien ist die Eindringtiefe des Stromes klein und damit steigt der frquenzabhängige Wechselstromwiderstand und die Verluste im Vergleich zu Kupfer.


    Skineffekt - frequenzabhängiger Widerstand


    73

    Günter

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    Hallo zusammen,

    danke für eure Antworten und danke für die Simulation einer Antenne zu meiner Frage.

    Der Reihe nach: Es geht um diesen Artikel von DK2FQ mit dem Titel "Monopol und Vertikalantennenmanuskript". Das ist das vierte pdf auf der Seite. Hier der Link zur Seite:

    Vorträge
    NEU: Bau einer handgeführten Satellitenantenne für 2m (3-El.)-70 cm (7-El.) Gezeigt wird, wie mit dem Antennensimulationsprogramm MMANA die optimalen…
    dk2fq.jimdofree.com


    Auf Seite 21 spricht er das erste Mal über die Verluste bezüglich des Durchmessers, ich konnte aber keine sichere Aussage in seinem Manuskript finden, die die daraus resultierenden Verluste beschreibt. Aber das wurde ja hier jetzt geklärt.


    Für mich als Fazit: Bei Portabelbetrieb ist es viel wichtiger, die Radials nicht auf den Boden zu legen, als auf deren Durchmesser zu sehr zu achten.


    Gruß Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

    Danke für den Link, Stefan


    Zitat Seite 21 aus dem interessanten Papier von DK2FQ "Monopol_und-Vertikalantennen-Manuskript." pdf


    "Der Durchmesser der Radialdrähte spielt kaum eine Rolle (nur

    unter 1mm Drahtstärke kommen die ohmschen Verluste in den

    Radialdrähten ins Spiel)"


    Das bestätigt das vorher Diskutierte und das Simulationsergebnis von Jörg. Die praktisch auftretenden Verluste bei dünnem (Cu) Draht bei den Radials mögen zwar ins Spiel kommen, sind aber für den Portabelbetrieb der Größe nach vernachlässigbar. Für die Praxis hat Stefan das richtige Fazit daraus gezogen.


    73

    günter



    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

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    Zitat von DL3NRV

    Hinweis: Verwendet man Stahldrähte/-seile als Antennenmaterial, mal einen Magneten ranhalten.

    Erweist sich das Zeug als magnetisch - Finger weg.

    Nicht unbedingt. Ich habe es frueher benutzt, auch mit QRO (1200W) und wurde nicht warm. Derzeit habe ich eine Koaxstrecke von mehr als 50m Laenge fuer die 30m/80m Baender mit RG6 gelegt, welches eine Stahlseele mit Kupferbelag hat. Ein Wattmeter am Anfang und dann nochmal am Ende ergab vernachlaessigbare Verluste.


    Durchmesser: Bitte auch bei Portabelantennen beachten, dass manche Vogelarten Probleme haben, Draehte unter 1mm Durchmesser rechtzeitig zu erkennen. Sie koennen sich bei einer Kollision schwer verletzen.


    73, Joerg

    Zitat von AJ6QL

    Durchmesser: Bitte auch bei Portabelantennen beachten, dass manche Vogelarten Probleme haben, Draehte unter 1mm Durchmesser rechtzeitig zu erkennen. Sie koennen sich bei einer Kollision schwer verletzen.

    Das geistert immer wieder mal durch die Amateurfunkforen. Niemand konnte bisher eine fachlich kompetente Quelle oder einen Verweis beibringen, der diese Behauptung stützt. Auch keine amtliche Vogelschutzverordnung, die das fordert. Meine Beobachtung ist, Vögel haben mehr Probleme mit Fensterscheiben als mit Drähten.


    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Zitat von DL4ZAO

    Das geistert immer wieder mal durch die Amateurfunkforen. Niemand konnte bisher eine fachlich kompetente Quelle oder einen Verweis beibringen, der diese Behauptung stützt. Auch keine amtliche Vogelschutzverordnung, die das fordert. Meine Beobachtung ist, Vögel haben mehr Probleme mit Fensterscheiben als mit Drähten.


    73

    Günter

    Weil weniger dünne Drähte in der Luft sind, und wenn man /p unterwegs ist, wieviele Vögel sind dann in der Nähe der Funkanlage?


    Fenster kennen Tiere nunmal nicht, und auch Menschen rennen dagegen.

    Mir ist das noch niiie passiert, nichtmal im Zug wo man mehrerere Türen hintereinander aufmacht und dann ist eine die ist zu.... *hust*


    Man sollte dünne und "Stealthantennendrähte" vlt. wirklich nicht verwenden, Tiere können nichts dafür. Aber es gibt sicher mehr tote Vögel durch Autos.

    73, Jens


    Und immer schön locker bleiben.

    Zitat von DL4ZAO

    Das geistert immer wieder mal durch die Amateurfunkforen. Niemand konnte bisher eine fachlich kompetente Quelle oder einen Verweis beibringen, der diese Behauptung stützt. Auch keine amtliche Vogelschutzverordnung, die das fordert. Meine Beobachtung ist, Vögel haben mehr Probleme mit Fensterscheiben als mit Drähten.

    Guenter, dazu gibt es viele fachlich kompetente Studien und Veroeffentlichungen. In diesen Faellen geht es um die wesentlich haeufiger vorkommenden duennen Static-Draehte ueber Hochspannungsleitungen. Mit den dickeren Stromleitern kollidieren die Voegel hingegen kaum, doch wuerde eine solche Drahtdicke fuer Static-Draehte teuer und daher loest man das Problem ueber Markierung:


    Mark power lines to reduce incidental bird mortality - Conservation Evidence
    www.conservationevidence.com


    IMO muss auch nicht alles immer in Verordnungen stehen, es reicht doch, wenn das Problem bekannt ist. Aehnlich wie mit den Rehen bei uns. Auch da gibt es keine Vorschriften zu, aber wo Abspannseile tiefer als deren Sprunghoehe sind, habe ich dicke und hellere genommen. Alternativ Sollbruchstellen.


    Zitat von DD5NT

    Weil weniger dünne Drähte in der Luft sind, und wenn man /p unterwegs ist, wieviele Vögel sind dann in der Nähe der Funkanlage?

    Jens, da kommt das Anspruchsdenken wilder Tiere hervor. Antenne -> Mensch darunter -> Der muss doch mal Mittagspause machen -> Brotkrumen! :)


    73, Joerg

    Zitat von AJ6QL

    Guenter, dazu gibt es viele fachlich kompetente Studien und Veroeffentlichungen. In diesen Faellen geht es um die wesentlich haeufiger vorkommenden duennen Static-Draehte ueber Hochspannungsleitungen.

    Bei euch in Amiland vlt., k.A. Hast Du da Bilder von?

    Hier in D sind die Erdungsleitungen bei den Hochspannungsleitungen ziemlich Dick, die sieht man von unten ganz gut.

    73, Jens


    Und immer schön locker bleiben.

    Moin Jens,


    Da wuerde meine Kamera ohne Mastklettern nicht fuer reichen. Ich habe mal ein Stueck Static Wire am Boden liegen sehen, als sie eine oertliche Mittelspannungsleitung reparierten. Das war sehr duenn. Bei uns geht es auch eher um grosse Voegel wie Turkey Vultures, die bis 2m Fluegelspannweite haben. Von denen ist sogar mal einer im Gleitflug voll in meinen 1-1/2" Rohrmast reingetachelt und dann abgestuerzt. Er hat sich aber berappelt.


    73, Joerg

    Ich habe vor ein paar Jahren eine niedere Inverted-V 80 m Dipolantenne berechnet mit NEC-2 for MMANA. Die Antenne habe ich mit Kupferlackdraht aufgebaut und am Schweizerischen NMD Contest eingesetzt, bei welchem das Stationsgewicht begrenzt ist. Das Ergebnis:


    DurchmesserGain dBi
    0.283.67
    0.54.36
    14.82
    25.06


    Eine verkürzte Dipolantenne reagiert viel stärker auf dünnen Draht. Da die Antennenimpedanz geringer ist, macht sich die Impedanz des Drahtes stärker bemerkbar.


    HB9BXE hat versuche gemacht mit verschiedenen Antennendrähte: https://hb9bxe.ch/Antenna/Feld…d%20Auswertung%202009.pdf


    73, Peter - HB9PJT

    Peter, das war eine Super Idee von HB9BXE mit Blind-Vergleich als Feldversuch; und zudem professionell durchgeführt. Die Auswertung absolut lesenswert - wird sofort abgeheftet.


    Zur Eingangsfrage dieses Threads das Fazit aus dem Bericht von HB0BXE:


    "Die Dicke und das Material des Antennendrahtes spielen im KW-Bereich eine untergeordnete

    Rolle. Sicher wirkt sich der Skinefekt negativ aus, der Effekt ist aber nur mit den Messgeräten

    feststellbar. Ob wir mit einem 0.3 mm Cu-Draht oder mit einem 3 mm dicken Cu-Seil senden –

    der QSO-Partner wird nie einen Unterschied an seinem S-Meter feststellen können"



    73

    Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    3 Mal editiert, zuletzt von DL4ZAO ()

    Danke für diesen Link, den merke ich mir auch!


    Leider gehen solch interessante Antworten im Laufe der Zeit unter. Ich habe darüber schon nachgedacht, ob es gerade für solche Erkenntnisse nicht sinnvoll wäre, ein kompaktes Wikipedia der Antennen zu erstellen. Ein Buch, das nicht seitenlang die kleinsten Kleinigkeiten aufzählen, sondern kurz das Fszit auf den Punkt bringt.


    Gruß Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

    Moin Guenter,

    Zitat von DL4ZAO

    aus dem Bericht von HB0BXE: ... Ob wir mit einem 0.3 mm Cu-Draht oder mit einem 3 mm dicken Cu-Seil senden – der QSO-Partner wird nie einen Unterschied an seinem S-Meter feststellen können"

    Wobei 1.5dB Unterschied nicht vernachlaessigbar sind. Dazu noch ein duennes Kabel und schwupps, ist man 3dB los. Ich hatte vorige Woche ein CW-QSO, wo die Gegenstation mit 25W trotz 50Hz BW meinerseits nur gerade so lesbar war, sehr muehsam. Auf meine Bitte ging er auf sein Maximum von 45W und das ermoeglichte uns einen laengeren entspannten Kloen.


    73, Joerg