Frage zur Entstehung von Mantelwellen auf Koaxzuleitungen

Zitat von DK6JK

Abschlussfrage, wie mißt man Mantelwellenspannungen mit einfachen Meßmitteln?

Heinz DL8MH hatte die Tage ein Interessantes Video dazu:

Hallo Winni,

ich sehe es so , wie Du es beschrieben hast. Es bilden sich "stehende Wellen" auf dem Kabel aus, und je nach Auskopplung (induktiv oder kapazitiv) ändert sich dann die Helligkeit des Testers, wenn wir uns im Spannungs/ oder Strommaximum befinden oder auch nicht. Das Teil hier funktioniert ja wie ein Strommeßkopf im SWR-Meter, ich teste hier richtungsabhängig die Summe aller Ströme auf dem Kabel. Ich vermute mal, daß sich in der Praxis keine ausgeprägten Nullstellen bilden und ein genügend empfindlicher Tester überall etwas anzeigt. Letztlich soll ja der Tester dazu dienen, bei Problemen zu erkennen, inwieweit eigene Maßnahmen gegen Mantelwellen wirksam sind.
Wo Mantelwellen entstehen? Entweder werden sie bereits von einer gegen Erde unsymmetrischen Antenne (z.B. Vertikaldipol) ins Kabel eingespeist oder sie entstehen durch unsymmetrische Einstrahlung der Antenne in das Kabel (z.B. Speiseleitung außermittig). Wo einschleifen? Sicherlich eine Glaubensfrage. Ich verwende (/P) gern eine direkt an meinem Vertikaldipol und eine zweite etwas weg von ihm.

Soweit meine persönliche Meinung.

73 Reiner

Wenn das Koax kürzer als Lambda/2 ist, soll wohl eine Sperre ausreichen. (hab ich mal gelesen)

Die Sperre sollte natürlich Außerhalb des Funkraumes sein, sonst hat man die HF ja da wo sie nicht sein soll (selbst mit wenig Leistung kann man da Geräte stören. Bei mir war dann immer das I-Net tot).

Ach ja. Da hab ich ja nichts zu gesagt.

Koax hat 3 Leiter.

Innenleiter, Koax innen und Koax aussen.

Innenleiter und Koax liefern das Signal zur Antenne und aussen auf dem Koax kommt (wie auch immer es entsteht) etwas zurück.

Es kann natürlich auch in das Koax eingestrahlt werden, z.B. wenn das Koax Parallel zur Drahtanenne liegt.

Aber meine Aussagen sind keine Profidaten.

Einfach nachlesen bei Leuten, die sich damit beschäftigt und hervorragende Papiere zum Thema Gleichtaktströme und Mantelwellen verfasst haben, wie z.B. Wolfgang Wippermann, DG0SA (sk)

https://www.dg0sa.de/balun.pdf

https://www.dg0sa.de/langdraht.pdf

73

Günter

Zitat von DL4ZAO

Einfach nachlesen bei Leuten, die sich damit beschäftigt und hervorragende Papiere zum Thema Gleichtaktströme und Mantelwellen verfasst haben, wie z.B. Wolfgang Wippermann, DG0SA (sk)

Die Homepage von DK7ZB oder die von PA0FRI sind auch sehr zu empfehlen

73, Berthold

Hallo Mantelwellensperrer,

reiner Gleichstrom breitet sich bekanntlich in der gesamten Dicke eines Leiters aus. Deshalb bezeichnet man den vorhandenen Widerstand auch als Gleichstromwiderstand.

HF-Ströme breiten sich hingegen nie (!) in der ganzen Dicke eines Leiters aus, sondern aufgrund des Skin-Effekts immer nur in einer relativ dünnen Schicht an der Oberfläche. Die Eindringtiefe ist von der Frequenz abhängig. Deshalb reicht es beispielsweise, einen Draht nur dünn zu versilbern als einen durchgängig aus Silber bestehenden Draht zu verwenden. Die Wirkung ist bei HF-Signalen gleich.

Da der Sender seine Leistung in der Regel an einer Koax-Antennenbuchse abgibt, erzeugt der Sender nur ein HF-Feld zwischen der Oberfläche des Innenleiters und der Innenseite des Außenleiters/Geflechts - sodass nur dort ein HF-Ströme fließt. Das kann jeder selbst nachvollziehen, wenn er ein Dummyload, das ja bekanntlich nicht nach außen strahlt, über ein Koaxialkabel an den Sender anschließt. Dann sind keine Mantelwellen vorhanden. Selbst wenn man ein Dummyload statt der Antenne an das Ende des langen Koaxialkabels anschließt, würde den Außenleiter des Koaxialkabel keine HF-Energie erreichen und somit keine Mantelwellen entstehen.

Am anderen Ende der langen koaxialen Speiseleitung ist die Antennen angebracht. Da die Antenne bekanntlichermaßen strahlt, landet ein Teil des abgestrahlten HF-Felds auch auf der Außenseite des Außenleiters/Geflechts. Wenn die Funkstation z.B. über die Masse der Stromversorgung geerdet ist, fließt dieser als Mantelwellen bezeichnete Strom in Richtung Station und kann dort unvorhergesehene Auswirkungen haben. Und auch wenn die Station wie beispielsweise bei der Versorgung aus einem Akkumulator nicht geerdet ist, "verbrennt" man sich beim Vorhandensein von Mantelwellen beispielsweise an der Morsetaste oder dem Mikrofon die Finger oder die Lippen, weil ja der Operator immer (!) geerdet ist.

Das HF-Feld der Antenne trifft das Koaxialkabel ja auf der gesamten Länge. Man kann daher prinzipiell so viele Mantelwellensperren wie gewünscht auf dem Weg vom der Antenne zum Transceiver einfügen. Direkt am Transceiver sollte jedoch immer (!) eine Mantelwellensperre vorhanden sein, denn die Mantelwellen sollen ja nicht nur zwischendurch aufgehalten werden sondern vor allem vom Transceiver ferngehalten werden. Da ist eine Mantelwellen an der Koaxialbuchse die wirksamste Stelle und somit Plicht.

Direkteinstrahlungen in den Transceiver, die ebenfalls ungeahnte Folgen haben können, kann eine Mantelwellensperre hingegen nicht beseitigen. Leider lassen sich die Wirkungen von Mantelwellen und Direkteinstrahlungen meist nicht unterscheiden. Wenn man aber zumindest am Transceiverausgang eine Mantelwellen eingefügt hat und trotzdem Funktionsstörungen auftreten, kann man in der Regel von einer Direkteinstrahlung in Transceicer oder in direkt angeschlossene Geräte (Morsetaste, Mikrofon, Rechner) ausgehen.

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

Winni, was Mantelwellen sind lässt sich leichter erklären, als was sie verursacht. Dazu muss man etwas weiter ausholen, denn es stehen mehrere Ursachen zur Auswahl.

Günter

Immer noch das Routerproblem? Hatte ich nicht mal gelesen, dass sich dies erledigt hat?

73, Peter - HB9PJT

Zitat von DK6JK

*ihr wißt ja, die Mantelwellen mit ihrer Strahlungsleistung ärgern in meinem Fall nicht den TRX, sondern den Internetrouter

Winni, das von Dir erwaehnte Verursacherprinzip ist der richtige Ansatz. In Deinem Fall hat man eine unsymmetrische und unangepasste Antenne, die der Tuner HF-maessig so "hinbiegen" soll, dass der TRX gluecklich ist. Wenn nun der Tuner keinen Balun hat, dann verursacht er im Rahmen seines Jobs Mantelwellen. Baluns oder Mantelwellensperren an beiden Enden des Koaxkabels ist natuerlich immer gut, kostet aber Aufwand und Geld. Mit einer Sperre am Tuner bekommt man normalerweise die besten Ergebnisse, wenn nur eine Sperre eingesetzt werden soll.

73, Joerg

Zitat von AJ6QL

Wenn nun der Tuner keinen Balun hat, dann verursacht er im Rahmen seines Jobs Mantelwellen.

Wie ein Tuner im Rahmen seines Jobs - der konjugiert komplexen Impedanzanpassung - Mantelwellen erzeugen soll ist mir neu und erschließt sich mir nicht logisch. Vielleicht könntest du mal auf den Enstehungsmechanismus bitte näher eingehen. Nach meinem Verständnis sind Mantelwellen Gleichtaktströme auf dem Außenleiter des Koaxialkabels zu Erde im Gegensatz zu den symmetrisch-entgegengesetzten Strömen im Inneren des Kabels. Wie alle Ströme, werden auch Mantelströme durch eine Potentialdifferenz also eine Spannung verursacht. Ohne die gibt es auch keine Mantelwelle.

73

Günter

Winni, mit der beschriebenen Hf-Stromzange auf der gesamten Leitung messen.
Wo ein Strommaximum ist, ist auch eine MW-Sperre wirksam.

Günter, Joerg: ist gemeint, dass Baluns, so wie sie in manchen Tunern zusätzlich verbaut sind, um einen symmetr. Antennenausgang zu schaffen, zur Unterdrückung der Gleichtaktströme beitragen, also quasi wie eine MWS wirken, sicher aber weniger effektiv?

ROGER: das dürfte nur auf genau einer Frequenz funktionieren. Verteilen sich Strommaxima auf Koax-Außenleitern nicht ebenso frequenzabhängig wie auf den Strahlern selbst?

Ein Antennentuner mit LC-Gliederrn zur konjugiert komplexen Anpassung einer komplexen Last hat mit der Entstehung von Mantelwellen m. E. rein gar nichts zu tun. Die Ursache von Gleichtaktströmen auf dem Koaxialkabel liegen in einer gegen Erdpotential unsymmetrischen Last. Dadurch ist es möglich, dass zu dem Stromkreis im Inneren des Koaxialkabels (Gegentaktströme, gleich aber entgegengesetzt, daher keine Strahlung) ein zweiter unabhängiger Stromkreis über den Kabelmantel zu Erde und zurück fließt. Dies ist ein Gleichtaktstrom, der zur Wellenablösung führt, der Leitungsmantel strahlt. Das hat aber rein gar nichts mit einem Tuner an sich zu tun. Die Mantelwellenströme fließen mit und ohne Tuner, und lassen sich auch durch Tuning nicht beeinflussen. Mantelwellenströme fließen um den Tuner herum über das Gehäuse oder - bei aktiven Tunern - auch über die Versorgungsleitung zu Erde.

Die Aufgabe eines Strombaluns ist es, dem Stromfluss auf dem Außenmantel einen hohen Widerstand entgenzusetzen ohne den Stromfluss im Inneren des Koaxialkabels zu beeinflussen. Darum nennt man den Strombalun auch Mantelwellensperre oder Gleichtaktdrossel. Er wirkt am besten in einem Strombauch, also an der Stelle mit maximalem Strom der stehenden Welle auf dem Außenleiter.

73

Günter

Tut mir leid Winni, dass Du immer noch mit dem Internet zu kämpfen hast.

Die Position der Mantelwelle ist am wirksamsten dort, wo der grösste Strom eines Strahler ist, also an der niederohmigsten Position. Da ist der Unterschied zur Impedanz der Mantelwellensperre am höchsten, weshalb sie am meisten bewirkt. Das ist in Lambda 1/4, 3/4, 5/4 usw. vom Ende des Antennenstrahlers. Der Verkürzungsfaktor vom Leiter und dessen Aussenisolator muss berücksichtigt werden. Aber nicht der Verkürzungsfaktor vom Koaxialkabel. Also etwa 0.95.

73, Peter - HB9PJT