Frage zur Entstehung von Mantelwellen auf Koaxzuleitungen

Moin Peter,

Zitat von DL3PB

Finde ich eher irreführend, um nochmal das Beispiel mit dem Dipol aufzugreifen: Wenn der 'full-size' ist, braucht man keinen Tuner - leider bedeutet das nicht
dass man auch keine Mantelwellen hat.

Natuerlich hat man die, wenn sich der Dipol nicht 100% symmetrisch verhaelt. Hier ging es ja darum, ob der Tuner die Amplitude der Mantelwellen beeinflusst und das tut er. Allerdings kaum bei einem resonanten Dipol, weil der bereits ohne Tuner eine passende Last darstellt. Winnis Antenne in dieser Diskussion ist aber kein Dipol.

73, Joerg

Nein Joerg, das trifft absolut nicht zu. Einstellungen im Tuner haben absolut keinen Einfluss auf die Mantelwellen. Denn der Mantel vom Koaxialkabel ist fix verbunden zwischen Ein- und Ausgang des Tuners. Beide Buchsen sind mit dem Tunerchassis verbunden und kurzgeschlossen. Deshalb ist es unmöglich, dass der Tuner die Mantelwellen beeinflusst. Der Tuner beeinflusst nur den Innenleiter des Koaxialkabels.

73, Peter - HB9PJT

Zitat von AJ6QL

Was ich meinte ist, dass der Tuner sehr wohl einen erheblichen Einfluss auf die Staerke der Mantelwellen haben kann. Guenter hatte ja schon Kirchhoff erwaehnt. Wenn eine Antenne unsymmetrisch ist, dann muss der unsymmetrische Stromanteil irgendwo langfliessen und er kann nur ueber den Mantel laufen. D.h. das Koaxkabel wird selbst zu einer Antenne. Je mehr Leistung auf der Antenne ankommt, umso staerker sind die Mantelwellen. Der Job eines Tuners ist (normalerweise), die Leistung an der Antenne zu maximieren. Daher maximiert er unerwuenschterweise auch die Mantelwellenamplitude.

Moin Peter,

Zitat von HB9PJT

Denn der Mantel vom Koaxialkabel ist fix verbunden zwischen Ein- und Ausgang des Tuners. Beide Buchsen sind mit dem Tunerchassis verbunden und kurzgeschlossen.

Richtig.

Zitat von HB9PJT

Deshalb ist es unmöglich, dass der Tuner die Mantelwellen beeinflusst. Der Tuner beeinflusst nur den Innenleiter des Koaxialkabels.

Einspruch. Die Mantelwellen fliessen aus dem von Dir oben genannten Grund zu 100% von der Antenne ueber das Tuner-Chassis zum Koaxkabel. Wenn der Tuner nun auf bestes SWR abgestimmt wird, maximiert sich die auf die Antenne gelangende Leistung und damit natuerlich ebenfalls die Amplitude der Mantelwellen.

Ich hatte das zig-mal bei Kunden (Anpassung von Ultraschall-Transducern). Nach Verbesserung der Anpassung stieg der Mantelstrom proportional an. Auch dort wurde mir das anfangs oft nicht geglaubt. Nach der Pre-Compliance Messung dann schon

73, Joerg

Nein Joerg. Der Tuner kann die Mantelwelle nicht beeinflussen. Er wirkt nur auf den Innenleiter vom Koaxialkabel. Du verwechselst da bestimmt etwas mit Deinen zitierten Beobachtungen. Unmöglich.

73, Peter - HB9PJT

Peter, sieh Dir mal Seite 9 des Links an, den Guenter gebracht hat, rechte Seite:

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

L und C stellen den Tuner dar. Wenn L und C sauber abgestimmt werden und sich der Gesamtstrom in den Antennenspeisepunkt (I1 + I2) daraufhin aendert, was passiert dann mit dem Mantelstrom?

Das ist jetzt das Beispiel Langdraht, so wie es Winni im ersten Post angebracht hat. Wenn der Langdraht nahe an einem Spannungsmaximum betrieben wird, hat man wenig Mantelstrom. Mit einem nicht ganz symmetrisch arbeitenden Dipol ist es aber anders, der wird gewoehnlich Lambda-Halbe betrieben und mittig eingespeist, ist daher niederohmig. Die obere rote Linie ist in diesem Fall das Gehaeuse des Tuners, wenn der keine Mantelwellensperren oder Uebertrager hat.

Meine Beobachtungen waren Messungen mit HF-Stromzange an Koaxkabeln, professionelle Messausruestung HP/Agilent/R&S und so weiter. Das unangenehme war jedesmal, dass mit der Zunahme des Mantelstromes bei guter Anpassung auch die geleiteten Stoerungen ins Netzkabel zunahmen und da hat man bei solchen Anlagen im Frequenzbereich unterhalb von 30MHz oft nur wenige dB Marge. Unsere Lasten waren zwar keine Antennen, sondern Transducer, aber die hatten mit einer metallisierten Seite kapazitiven Kontakt zum menschlichen Koerper oder zu grossen Prueflingen und verhielten sich damit aehnlich wie nicht ganz symmetrische Dipole. Der Mantelstrom ist immer proportional zum in den Speisepunkt fliessenden Gesamtstrom.

73, Joerg

Nur mal so am Rande zum Nachdenken: Mantelwellenströme treten gleichermaßen bei reinen Empfangsantennen auf, auch bei perfekt angepassten Aktivantennen. Und da ist weit und breit kein Tuner und kein TX und keine ALC im Spiel. Die Entstehungsursache der Ausgleichsströme auf dem Kabelaußenmantel ist - äquivalent wie beim Sendebetrieb - in der Regel eine Unsymmetrie bzw. Potentialdifferenz gegen Erde. Abhilfe schafft eine/mehrere Verdrosselungen des Außenmantels im Kabelweg aber bestimmt kein Antennen-Tuner.

73

Günter

Hast Du den falschen Link oder die falsche Seite genannt Joerg? Da sehe ich eine Klingel mit Locken.

73, Peter - HB9PJT

Zitat von AJ6QL

Peter, sieh Dir mal Seite 9 des Links an, den Guenter gebracht hat, rechte Seite:

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

L und C stellen den Tuner dar. Wenn L und C sauber abgestimmt werden und sich der Gesamtstrom in den Antennenspeisepunkt (I1 + I2) daraufhin aendert, was passiert dann mit dem Mantelstrom?

Wahrscheinich ist dieses Papier von Wippermann gemeint

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

mit dem Bezug auf dieses Bild.

Die Zeichnung zeigt beispielhaft an einem LC angepassten Langdraht und den Kirchhoffschen Knotenregeln, wie an der durch Z = 2200 Ohm verusachten Stromaufteilung nach Masse ein Teilstrom als Mantelwelle geleitet wird. Das hat aber nichts ursächlich mit dem L-C Anpassglied zu tun. Das kann man weglassen und das L durch eine Brücke ersetzten, ohne dass sich an der Mantelwellenführung etwas ändert. Das Bild taugt mitnichten als Erklärung, dass ein Tuner Mantelwellen verursacht oder beiseitigen könnte. Im Gegenteil, DG0SA zeigt damit sehr deutlich, dass die Mantelwellenströme ab dem Enststehungsknoten um das LC-Glied Anpassglied herum fließen. Das geht auch aus dem verbal erläuterten Zusammenhang von DG0SAs Beispiel hervor.

Jörg hat sich da in etwas verrannt.

73

Günter

Zitat von AJ6QL

Ich hatte das zig-mal bei Kunden (Anpassung von Ultraschall-Transducern). Nach Verbesserung der Anpassung stieg der Mantelstrom proportional an. Auch dort wurde mir das anfangs oft nicht geglaubt. Nach der Pre-Compliance Messung dann schon

Hallo Jörg,

entscheidend scheint mir hier der proportionale Anstieg. Würden die Mantelwellen überproportional ansteigen, würde ich sofort Tuner als 'Ursache' gelten lassen.

Anderenfalls ist der Effekt der gleiche wie bei einer Erhöhung der Leistung (wenn die PA das mitmacht), natürlich steigen dann auch die Mantelwellen.

Das kann sicher einen Unterschied machen z.B. ob der Router damit noch klarkommt. Statt den 'bösen' Tuner wegzulassen, könnte man Winnie auch empfehlen,

die abgestrahlte Leistung zu erniedrigen. Ob man das dann unbedingt durch einen niedrigeren Wirkungsgrad wegen mangelnder Anpassung erreichen will,
ist ein Frage des persönlichen Geschmacks.

73

Peter

Ich sehe das so:

Ist irgendetwas an der Antenne nicht erdsymmetrisch ist (wie es hier zuletzt DL4ZAO dargestellt hat - es ist für das Verständnis sehr förderlich, den gesamten Vortrag von DG0SA zu lesen, auf seiner HP stehen noch mehr sehr gute Artikel zu diesen Themen), tritt ein vom Gesamtaufbau abhängiger Teilbetrag der Energie als Mantelwellen auf. Dieser Betrag steigt also mit dem Betrag der Gesamtenergie im Antennensystem. Im Empfangsfall ist er sehr klein, man merkt ihn hauptsächlich an der verstärkten Aufnahme von Störungen und nicht am beißenden Mikrofon. Beim Senden ist der Betrag aufgrund der erhöhten Gesamtenergie deutlich größer, so fällt die Schnittstelle am Computer erst bei einer gewissen Leistung aus, das Mikrofon beißt erst in die Nase, wenn man optimal abgestimmt hat, und die Effekte sind weg, wenn man den Leistungsregler zudreht oder die Taste loslässt.
Ursache ist der Teil der Antennenkonstruktion, der Mantelwellen in das Kabel einkoppelt, deren Energie natürlich von der Gesamtenergie abhängig ist. Der Tuner, die Mikrofontaste, der Leistungssteller oder die Morsetaste verändern die Gesamtenergie im Antennensystem und damit die anteilige Energie, die als Mantelwelle auftritt. Sie verursachen diese Mantelwellen aber nicht.
So erkläre ich mir das, ohne mich in Mathematik zu verheddern.

73 Reiner

Gut und verständlich zusammengefasst, Rainer.

73

Günter

Zitat von DL4ZAO

Die Entstehungsursache der Ausgleichsströme auf dem Kabelaußenmantel ist - äquivalent wie beim Sendebetrieb - in der Regel eine Unsymmetrie bzw. Potentialdifferenz gegen Erde. Abhilfe schafft eine/mehrere Verdrosselungen des Außenmantels im Kabelweg aber bestimmt kein Antennen-Tuner.

Natuerlich kann der Tuner keine Mantelwellen wegmachen. Er erhoeht deren Amplitude aber, wenn durch ihn die Anpassung besser wird. Also hat er einen Einfluss auf Mantelwellen. Nimmst Du einen gut abgestimmten Tuner heraus, sinkt die Amplitude der Mantelwellen. Im Empfangsfall ergibt sich fuer den Funkbetrieb kein Unterschied, da sich das Stoersignal dann ebensoviel aendert wie das Nutzsignal, proportional. Doch man braucht den Tuner, damit der TRX bei Senden gluecklich ist und nicht abregelt.

Zitat von DL4ZAO

Wahrscheinich ist dieses Papier von Wippermann gemeint

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

Ja, danke, das ist der korrekte Link.

Zitat von DL4ZAO

Das kann man weglassen und das L durch eine Brücke ersetzten, ohne dass sich an der Mantelwellenführung etwas ändert.

An der Fuehrung andert sich nichts, da der Tuner keinen Loetkolben und keine Schueppe eingebaut hat

Es ging hier um die Amplitude der Mantelwellen und die aendert sich.

Zitat von DL3PB

entscheidend scheint mir hier der proportionale Anstieg. Würden die Mantelwellen überproportional ansteigen, würde ich sofort Tuner als 'Ursache' gelten lassen.

Er verursacht durch sein Verhalten wegen dieser Proportionalitaet mehr Mantelwellen. Und damit mehr TVI, mehr unerwuenschte HF-Energie auf Gehaeusen im Shack, Ausrasten eines Routers, und so weiter.

Zitat von DL8LRZ

Der Tuner, die Mikrofontaste, der Leistungssteller oder die Morsetaste verändern die Gesamtenergie im Antennensystem und damit die anteilige Energie, die als Mantelwelle auftritt.

Bingo! So ist es.

Leider wird dieser ganze Kram an Unis nicht gelehrt, oder zumindest nicht mehr.

73, Joerg

Hallo Jörg,

Zitat von AJ6QL

Natuerlich kann der Tuner keine Mantelwellen wegmachen. Er erhoeht deren Amplitude aber, wenn durch ihn die Anpassung besser wird. Also hat er einen Einfluss auf Mantelwellen.

Nur so viel:

Natuerlich kann das Netzteil keine Mantelwellen wegmachen. Es erhoeht deren Amplitude aber, wenn durch das Netzteil für den TRX die maximal erlaubte Spannung gewählt wird. Also hat es einen Einfluss auf Mantelwellen.

Ist das nicht ein schöner Vergleich?

Und noch zum Schluss, dann bin ich aus diesem Thema endgültig raus: Ich bin froh, dass solch ein Kram nicht an Unis gelehrt wird.

Winni, da war nach Verbesserung der Anpassung meist eine Entstoerung im geleiteten Bereich (conducted EMC) angesagt. Es sei denn, der Kunde hatte dort genuegend Marge. Im Med-Tech Bereich ist so ein Nachbessern unangenehm, weil alles x-mal geprueft und abgesegnet werden muss.

73, Joerg

Zur Frage zur Enstehung von Mantelwellen die Erkenntnis: "Wenn wegen eines Tuners mehr Leistung an die Leitung abgegeben wird, dann gibt es auch mehr Mantelwellen, darum ist der Tuner als eine Ursache von Mantelwellen anzusehen."

Ich dachte erst das wäre satirisch gemeint. Die logische Folgerung daraus ist: Die Hauptursache für Mantelwellen ist der Netzschalter. Denn so lange der Sender abgeschaltet ist, geht keine HF-Leistung raus und es gibt auch keine Mantelwellen. Warum ist da vorher noch keiner draufgekommen?

Das war hier mal ein ernstzunehmendes technisches Forum.

73, Günter

Zitat von DL4ZAO

....

Das war hier mal ein ernstzunehmendes technisches Forum.

73, Günter

Hallo Günter,
laß Dich bitte nicht entmutigen, dieses Forum ist immer noch ziemlich gut u.a. wegen Deiner Beiträge.

Manche Mythen im AFU sind langlebig (diesen kannte ich auch noch nicht) und man wird nicht immer

alle überzeugen können. Selbst Themen, die auf den ersten Blick etwas sperrig sind bringen dann doch

unvermutete Perlen hervor wie z.B. die Diskussion über nicht reziproke Ausbreitung.

73

Peter

Winni ,

ich bin hier ein Diskussionsteilnehmer wie Andere auch - kein Protagonist.

73

Günter