Beverageantenne mit gewendeltem Leiter

  • Hallo zusammen,


    kennt jemand hierzu Literatur, Erfahrungsberichte, Aufbauhinweise usw.? Internet-Recherche brachte bisher kaum Brauchbares; ein Test mit ChatGPT ergab ein paar plausible Hinweise incl. Literatur, die sich bei einem weiteren Aufruf aber nicht mehr reproduzieren ließen (Speicherung versagte).


    Die Idee scheint nicht neu zu sein: anstatt eines geraden Leitungsdrahts wird eine Drahtwendel verwendet, wodurch sich die benötigte Antennenlänge verringern sollte. Vielleicht ist dabei auch schlechter leitendes Material brauchbar (Stahlfedern verzinkt, ähnlich Slinky), das den Abschlusswiderstand zum Teil oder ganz ersetzt. Statt Vor-Ort-Erdung des fernen Endes wäre auch eine gut leitende Draht-Rückführung zur Einspeisestelle denkbar, evtl. sogar in der Wendel. Wendel und Rückleitung dürften unterschiedlich mit den einfallenden Wellen interagieren.


    Alles ziemlich obstruse Ideen, aber oft hilft die Schwarmintelligenz ja weiter. Wer Lust hat (ich nicht!), kann so eine Anordnung ja mal simulieren ...


    Danke fürs Suchen und Nachdenken!


    73,

    Tom, DK1IS

  • Hallo Tom,

    da eröffnest Du eine Runde "Topfschlagen im Minenfeld".

    M.E. kann so etwas Verkürztes/Gewendeltes nicht zielführend im Sinne der Beverageantenne sein.

    Ebenso verlassen die Erfindungen mit Rückleitern anstelle der Erde das Ziel, möglichst niedrige Erhebungswinkel bei langen Wellenlängen mit geringster Aufbauhöhe zu erreichen.

    Dazu ist die Nähe einer "verlustbehafteten" und mit einem Epsilon rel. >1 behafteten Erde als "Rückleiter" nötig. Diese bewirkt ein Abkippen der Vertikalkomponente des elektrischen Feldes, so dass eine rein vertikal polarisierte einfallende Welle dicht über Boden eine Horizontalkomponente bekommt und von der horizontalen Beverage aufgenommen werden kann. Der Abschluß bewirkt nur die Einseitigkeit der Richtung.

    Andere Konstruktionen (erhöht über Grund mit Rückleiter etc.) sind fragwürdig, jedenfalls im Sinne der Beverage-(Getränke-)antenne.

    Literatur auf die Schnelle nur Kraus "Antennas" 2nd Ed. 1988 Seiten 508/509 gefunden, dieser kurze Text läßt schon erahnen, wie der Hase läuft.

    Ich meine, noch mehr Literatur dazu zu haben, aber da muß ich verdammt tief graben.

    73

    Jörg

  • Hallo Jörg,


    "Topfschlagen im Minenfeld" ^^ , ja, das war mir schon etwas bewusst! Danke für Deine Anmerkungen - klar passen sie zu der üblichen (und bewährten) Darstellung der Beverage-Funktion, genauso wie John D. Kraus S. 508/509; habe ich hier auch im Regal. Aber vielleicht ist "meine" Anordnung gar keine richtige Beverage und funktioniert trotzdem? Um den möglichen Unfug auf die Spitze zu treiben: die verlustbehaftete Wendel könnte man ja als eine Art Verzögerungsleitung auffassen, so dass auf diese Weise vielleicht ein Schrägstellen des resultierenden Feldvektors gegenüber der Rückleitung eintritt?


    Bin jedenfalls auch auf mögliche weitere Hutwürfe in den Ring gespannt; irgendwann probiere ich die Sache mal aus; lange weiche Stahldraht-Federn sind im Web erhältlich (z. B. Ruhemaße 20 mm Dmr, 1800 mm lang aus CN - man könnte mehrere nehmen. Alternativ gibt es auch 20 mm Dmr x 3000 mm in Ruhe (Conatex-Didactic, gar nicht so teuer).


    Vy 73,
    Tom, DK1IS

  • Das Strahlungsdiagramm einer Antenne ergibt sich aus der mechanischen Länge, nicht aus der elektrischen. Eine gewendelte Beverage ist gleich gut wie eine ungewendelte bei gleicher mechanischen Länge.


    73, Petzter - HB9PJT

  • Interessante Fragestellung.

    In der Literatur ist meist von der Drahtlänge die Rede.


    Beverage Antenna Construction – W8JI Website

    darin steht:

    "Zigzagging Wire

    While a nice clear straight wire looks great, it does more to make us feel

    better than hear better! Minor ups and downs in height, or dips or valleys, will not

    significantly impact performance.

    Although it probably is a good idea to keep the wire as straight as possible,

    it is the overall direction and length that is most important because each small

    area contributes on a similar small portion to the overall directivity and

    signal reception."




    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 ()

  • Wenn die elektrische Länge für das Strahlungsdiagramm bestimmend wäre, hätte eine um 50 % verkürzte Lambda/2 Vertikalantenne dasselbe Strahlungsdiagramm wie eine ungekürzte. Hat sie aber nicht. Das kann jeder selbst mit einee Antennenberechnungssoftware selbst prüfen. Die um 50 % gekürzte Antenne hat dann dasselbe Strahlungsdiagramm wie eine Lambda/4 Antenne.


    73, Peter - HB9PJT

  • Was man aber meines Erachtens nicht 1:1 vergleichen kann, denn das Funktionsprinzip der Beverage Antenne beruht auf Laufzeitunterschieden auf einer Leitung. Es ist des Nachdenkens wert.


    73

    Günter


    Aus C. Balanis "Antenna Theory, Analysis and Design" 4th ed. Seite 534


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

    Einmal editiert, zuletzt von DL4ZAO ()

  • Hi miteinander,


    >> it is the overall direction and length that is most important because each small

    area contributes on a similar small portion to the overall directivity and

    signal reception


    100 %.

    Das muß aber zu Ende gedacht werden. Das Richtdiagramm der Antenne kommt durch die Überlagerung der durch diese "small portion(S)" bewirkten Feldanteile an den möglichen Empfangsorten zustande. Dabei spielen sowohl die Amplituden als auch die Phasenlagen auf den "small portion(S)" die entscheidende Rolle. Richtig interessant wird es, wenn mehrere Halbwellenzüge auf der Antenne existieren. Dabei spielt auch der Ort der Einspeisung auf dem Draht eine Rolle. Bei Peter's Beispiel: Wo soll die 50% gekürzte Antenne gespeist werden? Mittig oder am Ende

    Noch 'ne Überlegung: stark gewendelter Draht könnte bei gleicher Länge zwischen den Aufhängepunkten mehr Wellenzüge aufweisen als ein gerader Draht.

    Und auf der Beverage existieren (idealerweise) keine stehenden Wellen - darauf läuft wohl Günters Einwurf hinaus.

    73

    Jörg

  • Hallo Peter,

    Das Strahlungsdiagramm einer Antenne ergibt sich aus der mechanischen Länge, nicht aus der elektrischen. Eine gewendelte Beverage ist gleich gut wie eine ungewendelte bei gleicher mechanischen Länge.

    das ist eine kühne These! Wenn ich Deine These weiterentwickle, müsste ich mit 100 m isoliertem Draht, der sich noch (gewendelt) auf der Transportrolle befindet, genauso gut empfangen, wie mit der gestreckt ausgelegten Version. Da habe ich meine Zweifel.


    73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

  • Hallo lngo,


    so hat das Peter nicht gemeint. Beide Längen, also gewendelt aufgespannt oder nur einfach aufgespannt liegen auf einer Achse und bilden die gleiche Strecke ab. Anfang A und Ende B sind in beiden Fällen identisch. Die absolute Drahtlänge ist natürlich bei der gewandelt Ausführung höher.

    vy 73 de Dirk, DH4YM

  • Hallo Jörg


    Vielleicht ist es am einfachsten, den von mir vorgeschlagenen Berechnungstest mit einer vertikalen mittengespeisten Dipolantenne durchzuführen. Einmal eine Totalllänge von Lambda/2 und einmal Lambda/4.


    73, Peter - HB9PJT

    Bei Peter's Beispiel: Wo soll die 50% gekürzte Antenne gespeist werden? Mittig oder am End

  • Man könnte auch eine Beverage einmal normal gestreckt und einmal auf die gleiche Distanz aber mit vielen Zickzacks simulieren (ist im Simulator leichter zu realisieren als eine Spirale), so dass auf die gleiche Distanz ein längerer Drahtweg kommt - analog wie bei gewendeltem Leiter. Nach Peters Ansicht müsste dabei das gleiche rauskommen.


    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 ()

  • Um Missverständnisse auszuräumen, ich gehe davon aus, dass

    • eine Beverage-Antenne aus einem 100 m langen gestreckten Draht dasselbe Strahlungsdiagramm hat, wie
    • ein Gewendelter Draht, welcher sich über dieselbe Länge von 100 m erstreckt, dessen Draht wegen der Wendelung aber länger ist als 100 m.
    • Eine Beverage-Antenne, welche aus 100 m gewendeltem Draht besteht, aber sich wegen der Wendelung nur über eine Länge von 50 m erstreckt, hat ein schlechteres Strahlungsdiagramm.

    Günters Vorschlag, statt einem gewendelten Draht für die Simulation einen Zickzack-Draht zu simulieren, finde ich eine sehr gute Idee.


    73, Peter - HB9PJT


    Man könnte auch eine Beverage einmal normal gestreckt und einmal auf die gleiche Distanz aber mit vielen Zickzacks simulieren (ist im Simulator leichter zu realisieren als eine Spirale), so dass auf die gleiche Distanz ein längerer Drahtweg kommt - analog wie bei gewendeltem Leiter. Nach Peters Ansicht müsste dabei das gleiche rauskommen.


    73

    Günter

  • Erst einmal ein Kommentar dazu, warum wendeln wir Antennen:

    Bei Sendeantennen brauchen wir Resonanz und/oder Impedanz Anpassung. Eine gewendelte Antenne hat mehr Drahtlänge auf gleicher Baugröße, erhöht durch das Wendeln die Induktivität und ergänzt auch noch zu der Kapazität gegen die Umgebung die Koppelkapazitäten der Windungen zueinander. Ergebnis: Mit kürzerer Aufbaulänge können wir die gleiche Resonanz erreichen wie mit gestreckter Länge. Aber wir regen das Feld nicht in der gleichen Länge an, wie mit dem Langdraht, also werde wir nicht ganz so effektiv abstrahlen (auch wenn wir die gleich gute Anpassung an den Sender haben).


    Die Beverage soll das Feld auf der Distanz Leiterhöhe gegen Erde (oder rücklaufender Draht auf dem Boden) aufnehmen und über die Laufzeit der Länge aufsummieren. Das hat also nichts mit Resonanz zu tun, sondern mit Laufzeit der Welle auf dem Draht und in Bodennähe. Wenn beides gut angepasst ist und eine entsprechende Länge zur Aufsummation vorhanden ist, dann gibt es ein gutes Empfangssignal. Aber auch hier macht die Länge den Effekt, nicht die Resonanz. Die Laufzeit der Welle auf dem Draht zu verlängern und dafür die Summations-Länge zu kürzen, könnte ich mir als recht negativ vorstellen. Zumindest bei Betrachtung des einfachen Models kann man damit nur verlieren.


    vy73, Karsten

  • Hallo zusammen,


    danke für die Rückmeldungen: alles sehr erwägenswert - aber wie schon gesagt, ich werde um einen Feldtest meiner schrägen Idee wohl nicht herumkommen 😉 Zur allgemeinen Beruhigung: für den realen Betrieb fühle ich mich antennenmäßig genügend ausgestattet, aber man gönnt sich ja sonst nichts …


    Im Einzelnen zu ein paar Vorschlägen:


    Vorab: Externe Aussagen zu gewendelten Beverage-Antennen

    Bisher einzige Fundstelle https://www.aytechnologies.com/TechData/ShortBev.htm Gary beschreibt dort unter "Can we go even shorter?" die Einfügung von Verlängerungsspulen und erwähnt auch kurz einen kontinuierlichen Induktivitätsbelag mittels Wendelleiter. Er warnt aber: " Be warned that it can be extremely difficult to calculate or experiment until you get just the right amount of loading using a Slinky." - aber noch gebe ich nicht auf!


    Drahtlänge vs. Wendellänge

    In Veröffentlichungen zu realisierten Wendelstrahlern (Normal-Mode, linear oder als Loop) findet man unterschiedliche Aussagen; eine Resonanzabstimmung erfolgt zum Teil durch Ausziehen der Wendel (variabler Induktivitäts- und Kapazitätsbelag), zum Teil durch Anzapfung der Gesamtwindungszahl bei unveränderter Gesamtlänge. Beides erscheint nicht unplausibel; müsste man mal grundsätzlich untersuchen. Der Nano-VNA freut sich …


    Simulation per Zick-Zack-Leiter

    Interessanter Ansatz; weniger Aufwand als die Nachbildung einer kompletten Federwendel mit zusätzlich variablem Auszugsgrad. Wer es trotzdem mal versuchen will: die Federmaße finden sich in meinem Post vom 24.10.2023.
    CN-Feder (hier vorhanden): Drahtdurchmesser 1,25 mm, locker ausziehbar auf 6 m; ermittelter DC-Leitwert 5,62 x 10 exp 6 S/m, liegt in der Mitte zwischen Edelstahl und Eisen. Material war als "Edelstahl" angegeben, erscheint chromatiert. Conatex-Feder (noch nicht vorhanden): Drahtdurchmesser 1 mm, sollte auf mindestens 9 m ausziehbar sein; Material wurde auf Nachfrage als "Stahl verzinkt" angegeben.


    Verzögerungsleitung

    Werde ich mit innen sowie außen liegendem Rückleiter weiter untersuchen. Verhalten ist wegen zusätzlichem Skineffekt sicher nicht trivial; auch hier freut sich der Nano-VNA …


    Falls alles schiefgeht, sind die Federn immer noch ein nettes Spielzeug für die Enkel; Stichwort: Veranschaulichung der Ausbreitung mechanischer Wellen - dafür waren sie ursprünglich gedacht ...


    Ansonsten können wir den Thread wohl erstmal schließen – falls sich bei späteren Versuchen etwas Interessantes ergibt, würde ich mich hier nochmals melden.


    Danke für die Diskussion und vy 73,

    Tom, DK1IS

  • Drahtlänge vs. Wendellänge

    In Veröffentlichungen zu realisierten Wendelstrahlern (Normal-Mode, linear oder als Loop) findet man unterschiedliche Aussagen; eine Resonanzabstimmung erfolgt zum Teil durch Ausziehen der Wendel (variabler Induktivitäts- und Kapazitätsbelag), zum Teil durch Anzapfung der Gesamtwindungszahl bei unveränderter Gesamtlänge.

    Das passt aber nicht ins Bild. Eine Beverage Antenne, und von der ist doch hier die Rede, ist keine resonante Antenne. Es ist eine aperiodische Wanderwellenatenne. Eine Leitung mit Abschluss.


    73

    Günter

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

  • Ist schon recht, Günter - das Resonanz-Thema gehört nicht zur Beverage, ist aber ein interessanter Nebenkriegsschauplatz ;)


    73,
    Tom, DK1IS


    nw sk es cl.