Gedanken zur außermittigen Speisung symmetrischer Dipole

  • Hallo Uwe,


    ich denke das ist wieder der Unterschied zwischen Theorie und Praxis. Die klassische "Rothammel-Zepp" arbeitet mit abgestimmter Hühnerleiter. Die ist im Antennenspeisepunkt einseitig offen. Das andere Ende ist mit einem Lambda/2-Draht verbunden. Was man daraus erkennt ist doch folgendes: Der Antennenspeisepunkt ist hier hochohmig. In Näherung fliesst kein Strom im Antennenspeisepunkt (praktisch natürlich Unsinn). Daher ist auf beiden Seiten der Hühnerleiter auch die gleiche Strom-/Spannungsbelegung und daher strahlt die Speiseleitung auch theoretisch nicht.


    In der Praxis kann das aber nicht sein. Die Hühnerleiter der endgespeisten Zepp strahlt theroretisch geringfügig, weil sie einseitig keinen Strom zu fliessen hat, am anderen Hühnerleiterdraht aber ein - wenn auch geringer - Strom in die Antenne fliessen muss. Andernfalls würde die Antenne ja keine Energie abstrahlen. Mit einem Koaxkabel wäre das nicht anders.


    Allerdings wird dieser Effekt deutlich abnehmen, wenn man den Speisepunkt in Richtung Mitte verschiebt, weil ja jetzt - gegenüber dem Extremfall der Original-Zepp - immerhin auch im anderen Speiseleiter ein Strom zu fliessen beginnt. Bei Speisung in der Mitte der Antenne herrscht Symmetrie und beide Ströme im Speisekabel müssen zwangsläufig gleich gross sein.


    Ohne es praktisch ausprobiert zu haben meine ich, dass man ohne Mantelwellensperre am unsymmetrischen Speisepunkt der Antenne immer eine strahlende Speiseleitung hat. Der Effekt dürfte aber in der Praxis relativ gering sein, wenn man eine abgestimmte Speiseleitung verwendet.


    Heute verwendet man Abstimmgeräte und passt die Länge der Speiseleitung nicht unbedingt an die Arbeitsfrequenz an. Das führt zu ganz anderen Strom-/Spannungsbelägen auf der Leitung, was durchaus zu mehr parasitäter Strahlung der Speiseleitung führen kann. Jedenfalls habe ich schon oft "eine gewischt" bekommen, wenn ich keine Mantelwellensperre an einer unsymmertsichen Antenne verwendet hatte.


    Bei der FD4 - als Beispiel einer unsymmetrischen Antenne - wird der Balun die leichte Unsymmetrie etwas angleichen. Das dürfte eigentlich gar nicht sein. Doch auch hier handelt es sich um eine Kompromiss-Lösung. Wie oben bei der Original-Zepp strahlt hier das Koaxkabel in der Praxis sicher ganz geringfüging auch etwas ab. Das macht sich aber kaum bemerkbar. Aber auch an einer FD4 habe ich schon mal "HF gespürt", als ich nur den Stecker angefasst habe.


    73 d Tom - DC7GB

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo,


    ich stimme Peter in allen Punkten seiner Ausführungen zu. Ich glaube, der wichtigste Punkt ist, dass man sich die Verhältnisse auf dem durchgehenden Strahler genau ansieht, bevor man ihn zwecks Einspeisung auftrennt. Wenn vorher auf dem Draht an einem beliebigen Ort der Widerstand R herrscht und der Strom I fließt, dann ist das nach Auftrennen des Drahtes und Anschließen der Speiseleitung nicht anders. Das bedeutet dann aber, dass in der Speiseleitung auch gleich große Ströme fließen, deren Wirkung, nämlich magnetische Feldlinien, sich nach außen hin weitgehend aufheben.
    Deshalb bin ich ich nach wie der Meinung, dass dort, wo die Speiseleitung bei 90°-Führung die Antenne erreicht, die Einspeisestelle sein sollte. Wenn das die geometrische Mitte ist, umso besser.


    72 Reinhard, DK1IO

    72/73 Reinhard

  • Hallo zusammen,


    ich habe soeben mal mit EZNEC folgendes simuliert:


    - Draht an einem Ende hochohmig über Zweidrahtleitung gespeist. Ergebnis: unsymmetrischer Strom auf der Speiseleitung. Bei Freiraumsimulation weniger stark ausgeprägt; bei realer und bei perfekter Erde wird der Strom immer unsymmetrischer... sorry to say... die Speiseleitung strahlt.


    Im Zentrum eingespeist: alles symmetrisch...


    Ich glaube EZNEC, da es ja gerade darauf beruht, den Strom in den einzelnen Segmenten zu ermitteln und daraus dann die anderen Werte ermittelt...

  • Hallo Tom,


    genau so, wie Du es schreibst sehe ich das auch... und die EZNEC-Simulation bestätigt das voll und ganz.


    Ich weiß nur noch nicht, was bei Peters sehr eingängiger Argumentation denn nicht passt. Der Spannungs- und Stromverlauf einer angeregten Antenne ergibt sich aus der Geometrie. Schneide ich sie nun an einem beliebigen Ort auf, so habe ich auf beiden Seiten das Z, welches sich aus U/I in der Schnittstelle ergibt. Hier ist doch ein deutlicher Widerspruch!? EZNEC berechnet hier offensichtlich für beide Seiten unterschiedliche Verhältnisse. Darüber hinaus deuten die Erfahrungen bzgl. qrm und BCI/TVI auch an, dass hier etwas faul sein könnte...

  • Hallo Uwe.


    Momentan überlege ich, wie man eine Fuchsantenne in NEC simulieren könnte - also mit


    • Generator
    • Koppelspule
    • Schwingkreisspule
    • Schwingkreiskondensator
    • Antennendraht


    Von Generator zur Koppelspule könnte man eine Leitung durch zwei nahe beeinander liegende Drähte simulieren. Ich bin mir nicht sicher, ob das der Mini-NEC Core schafft.


    Dann stelle ich mir eine Gegeninduktivität M zwischen Koppelspule und Schwingkreisspule vor. Die Spulen könnten jeweils in EIN Segment, alle miteinander verbunden, eingebettet sein. Mir macht momentan die Bestimmung eines realistischen Wertes für die Gegeninduktivität Schwierigkeiten, weil die Kopplung an den Schwingkreis ja üblicherweise variabel ist (sein sollte... hi).


    Die Impedanz des Antennendrahtes könnte man mit NEC berechnen und als komplexen Widerstand in eine PSPICE Simulation eingeben. So könnte man den korrekten Wert des Kondensators für Resonanz ermitteln.Ich rede normalerweise nicht viel, sondern mache es... hi. Aber in diesem Fall weiß ich nicht, ob mein Mini-NEC das schafft und wie man die Gegeninduktivität bestimmen könnte. Simulation macht ja nur einen Sinn, wenn die Aussagen dazu auch nachvollziehbar sind. Mit einem NEC-2 Core sollte es aber gehen.


    Auf diese Weise wäre wohl Neuland beschritten: eine vollkommene Simulation der "Fuchs-Antenne". Der Vorteil läge auf der Hand: man könnte dann untersuchen, welche Verhältnisse auf der Zuleitung unter ganz unterschiedlichen Umgebungen und Frequenzen herrschen.


    73 de Rolf
    DL6MBI

    Einmal editiert, zuletzt von DL6MBI ()

  • Hallo zusammen,
    das ist eine klasse Diskussion, bei der viele Meinungen zusammen kommen.


    @QRPeter, der Vorschlag entspricht in etwa der Stromsummenantenne von Karl Hille


    @zusammen, eine Zeppelinantenne funktioniert auch in 4000m Höhe ohne Erde


    Warum eine Antenne überhaupt strahlt, kann man hier nachlesen:
    http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/antennas.pdf

    Vy 72/73 de Gerhard

  • Hallo zusammen,


    ich bin auch gerade dabei, für mich persönlich etwas Licht in den Dschungel der Informationen und Halbwahrheiten rund um die Frage "Warum strahlen Antennen?" und "Braucht man einen Balun/ eine Mantelwellensperre?" zu bringen.


    Ich habe zwar vor einiger Zeit ein Studium der HF-Technik absolviert (FH), aber dabei ist doch einiges auf der Strecke geblieben.


    Ich habe noch keine Erläuterung in deutscher Sprache gefunden, in der nicht nur die Maxwellschen Gleichungen und die Schlußfolgerungen daraus niedergeschrieben wurden.


    Wer sich dafür interessiert, "Warum strahlen Antennen?" dem empfehle ich dies als erstes zu lesen:
    http://www.arrl.org/qexfiles/0105downs.pdf


    Und danach dies:
    http://www.arrl.org/tis/info/whyantradiates.html


    Viele Grüße,
    Ralf, DL3BUS

  • Zitat

    Original von DC4LO
    [...]
    @zusammen, eine Zeppelinantenne funktioniert auch in 4000m Höhe ohne Erde
    [...]


    Selbstverständlich ist das so. Man braucht nur einen Draht, in dem ein HF-Strom fliesst und streng genommen darf die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht unendlich hoch sein (c ist ja endlich und v auf dem Draht sogar noch geringer). Nur dann gibt es ortsabhängige Minima und Maxima für Ströme und Spannungen. Wenn dann auch noch eine Reflexion auf dem Draht stattfindet (er ist ja schliesslich am Ende offen), dann ergeben sich stehende Wellen und der Draht strahlt.


    Ist der Draht aber unendlich lang, so tritt auch keine Reflexion auf und damit strahlt er auch nicht. Das ist zwar nur eine theoretische Betrachtung, relativiert aber den Nutzen von extremen Langdrahtantennen oder erklärt zumindest, warum man bei Langdrahtantennen einen dicken Leiter
    verwenden sollte. Damit werden die Stromverluste nämlich minimiert und die Reflexion am Ende maximiert.


    Strahlen würde eine Zepp auch dann, wenn die Voyager-Sonden eine "Schleppantenne" mitgenommen hätten. Allerdings wäre der Antennengewinn viel zu gering, um bei der aktuellen Entfernung jetzt noch ein Signal auf der Erde aus dem Rauschen herausfischen zu können. Die Höhe und der Abstand von der Erde ist völlig egal.


    DL4AC
    Wenn man eine Antenne an einer beliebigen Stelle aufschneidet, so hat man auf beiden Seiten nicht die gleiche Impedanz gegen Masse. Es fragt sich also: Wogegen misst man? Gegen die beiden Enden gemessen hat man irgend eine Impedanz Z, auf die man die Speiseleitung i.d.R. anpasst. Misst man ein Antennenende gegen Masse, so hat man Z1 und beim anderen Ende Z2. Die Summe Z1+Z2 muss wieder Z ergeben. Beide Widerstände können aber durchaus unterschiedlich gross sein. Damit fliessen auch unterschiedliche Ströme in den Leitern. Von komplexen Anteilen mal ganz abgesehen.


    73 de Tom - DC7GB

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo Mitleser,


    ich kann Uwes Aussage bestätigen. Habe eben auch mit EZNEC simuliert: Einspeisung bei einem 20m langen Strahler bei 6,66 m, 10 m lange Zweidrahtleitung mit 5 cm Abstand. Ströme stark unsymmetrisch.
    Bei Betrachtung des Systems Strahler/Leitung mit der entsprechenden Stromverteilung ist das auch offensichtlich. Die Zweidrahtleitung ist ja eine Fortsetzung der Antennenschenkel, mit stehenden Wellen wie auf dem Strahler.
    Das ganze kann also nur funktionieren, wenn auf der Speiseleitung keine stehenden Wellen auftreten: Ankopplung über Trafo mit dem richtigen Übersetzungsverhältnis und beliebige Speiseleitung ( Koax- oder Paralleldrahtleitung).
    Muss mir noch überlegen, wie ich das simuliere.
    Aber obwohl meine ursprüngliche Meinung damit widerlegt ist, halte ich diese Diskussion für eine sehr gute Sache.


    72/73 Reinhard, DK1IO

    72/73 Reinhard

  • Hallo Tom.


    Vielen Dank für Deine interessanten Ausführungen. Ist richtig interessant zu lesen.


    Bezüglich einer Aussage von Dir hätte ich noch eine Frage. Du schreibst:


    "Wenn dann auch noch eine Reflexion auf dem Draht stattfindet (er ist ja schliesslich am Ende offen), dann ergeben sich stehende Wellen und der Draht strahlt."


    Warum strahlt dann eine abgeschlossene Antenne, z.B. eine Beverage oder eine Rhombe? Auf diesen Antennenformen bilden sich keine stehenden, sondern "wandernde" Wellen aus.


    Das ist sicher eine interessante Frage...


    73 de Rolf
    DL6MBI

    2 Mal editiert, zuletzt von DL6MBI ()

  • Hallo zusammen,
    als ehemaliger Software Mensch kann ich mir nicht vorstellen, das EZNEC alle möglichen Kombinationen berücksichtigen kann. Es sind gewisse Standards implementiert worden, aber ich gehe davon aus, das EZNEC bei speziellen und bisher unbekannten Anforderungen dann auch aus dem Ruder läuft.


    DC7GB, in der Schwerelosigkeit rollt sich eine Schleppantenne irgendwo hin.

    Vy 72/73 de Gerhard

  • Hallo Gerhard,


    der NEC-Algorithmus teilt das Antennenmodell in viele kleine Segmente ein und berechnet den Strom in diesen Segmenten. NEC tut dann so, als ob alle Segmente einzeln strahlen und überlagert diese einzelnen Quellen, so dass daraus denn das Strahlungsdiagramm und die anderen Ergebnisparameter berechnet werden. Du kannst also jedes beliebige Gebilde inkl. Umgebung eingeben. Ich habe z.B. bei meiner Antenne untersucht, wie meine Regenrinne und mein Fallrohr sich auf meine ZS6BKW auswirken. Es ist also in der Tat so, dass NEC nicht auf einen Typ getrimmt ist, sondern jede Struktur berechnen kann. Das Tolle daran ist, dass es mit den bekannten Werten sehr genau überein stimmt. Aber NEC soll nicht das Thema dieses spannenden Threads sein.

  • Hallo zusammen,


    Die rege Teilnahme an der Diskussion zeigt, dass ein hohes Interesse an dem Thema besteht. Ich finde es sehr gut, dass es initiiert wurde.
    So ganz teile ich die Meinung, dass es unerheblich ist, wo ein Dipol symmetrisch gespeist wird, nicht. Bei der Speisung in der Mitte liegt der Punkt bezüglich der Spannungsverteilung auf der Antenne eindeutig auf einem von 0 verschiedenen Potential, im Gegensatz zu der Mitteneinspeisung. So ganz will mir die Tatsache, dass- wie von Tom angesprochen - ein langer, am Ende offener Draht strahlt, nicht in den Kopf. Wenn dem so wäre, dürfte eine Goubau Leitung nicht solch geringe Dämpfunswerte aufweisen.


    vy 73 Wolfgang, DC4UZ

    Kaum macht man es richtig, schon geht`s.

  • Zitat

    Original von DL6MBI
    Warum strahlt dann eine abgeschlossene Antenne, z.B. eine Beverage oder eine Rhombe? Auf diesen Antennenformen bilden sich keine stehenden Wellen aus. Denn diese Antennen sind abgeschlossen. Am Ende des Drahtes wird nicht reflektiert, sondern "geschluckt". Das führt dann dazu, daß die Antenne eine ausgeprägte Richtwirkung auszeichnet, denn der rückfließende Strom unterbleibt ja - wo kein Strom, da kein Feld.


    Das ist sicher eine interessante Frage...


    73 de Rolf
    DL6MBI


    Hallo Rolf,


    doch, der Draht strahlt und auch "die Rückleitung". Das ist bei einer Beverage die Erde. Die ist aber keineswegs homogen wie eine Metallplatte. Hier ergeben sich zwangsläufig Strombeläge, die sich im Ort und sogar in der Zeit unterscheiden. Ausserdem ist es ziemlich unwahrscheinlich, dass der Schluckwiderstand am Ende der Antenne auch wirklich konjugiert-komplex zum Antennengebilde einschliesslich Rückleitung ist. Die zeitliche Abhängigkeit kommt im wesentlichen von den Umweltbedingungen (Wetter) her (ein nasser Boden hat einen anderen Widerstand als ein trockner Boden). Keine Beverage-Antenne wird ausserdem mit einem Wetter-Radom versehen ;)


    Wenn sich bei der Beverage-Antenne tatsächlich die Felder von Draht und Rückleitung aufheben würden, dann würde sie nichts abstrahlen und auch als Empfangsantenne nichts aufnehmen. Sie hat ja auch einen Gewinn, der selbst im Idealfall -6dB gegenüber einer gleichlangen aber hoch hängenden Langdrahtantenne wäre. Der Gewinn ist bei gut leitendem Boden wie man erwartet geringer. Kein Wunder, denn dann heben sich die Felder des Drahtes und des Bodens auch besser gegeneinander auf. Vergössert man den Abstand vom Boden (normalerweise im einstelligen m-Bereich), so steigt der Gewinn, weil sich die beiden Felder der Antenne und des Bodens immer weniger kompensieren können. Trotzdem bleibt mindestens die Hälfte der Energie im Schluckwiderstand, so dass man selbst den "Idealfall" von -6dB nie erreichen wird.


    Selbst ein verdrillter und abgeschlossender Draht (hat ca 100 Ohm Wellenwiderstand) strahlt etwas ab, obwohl sich die Felder schon ziemlich gut kompensieren. Das kennt jeder, der mal Ringkerne bewickelt hat. Man muss auch bei diesen kleinen Abständen sehr sorgfältig vorgehen.


    Die Beverage-Antenne ist ohnehin für den Amateurfunk ziemlich uninteressant. Man brauchte sie früher zur U-Boot-Kommunikation im kHz-Bereich. Da spielten die Verluste beim Senden (Richtung U-Boot) keine Rolle. Man brauchte im kHz-Bereich aber Breitbandigkeit. Genau das hat sie.


    Nachtrag zur abgeschlossenen Rhombusantenne: Ich musste mir das Teil erst mal ansehen, da ich es nicht kannte. Man sieht aber, dass der Rhombus dazu dient, die beiden Arme auseinander zu halten. Damit kompensieren sich die Strom-/Spannungsverteilungen auf beiden Armen nicht mehr vollständig und die Antenne strahlt. Man kann es auch so betrachten, dass sich der Wellenwiderstand auf dem Rhombus ortsabhängig ändert, weil sich der Abstand der Arme vergrössert. Damit treten auch die zur Abstrahlung erforderlichen Reflexionen auf.



    Zitat

    Original von DC4LO
    DC7GB, in der Schwerelosigkeit rollt sich eine Schleppantenne irgendwo hin.


    Hallo Gerhard,
    vermutlich meintest du "nirgendwo" hin? Das wäre ein Irrtum, denn beim Start musste der Satellit selbst noch ausserhalb der Atmosphäre beschleunigt werden. Eine "Schleppantenne" hätte sich durchaus auf Grund ihrer trägen Masse ausgerollt. Sie hätte allerdings auch reichlich zum Trudeln des Satelliten beigetragen. Sowas macht man besser mit Federdrähten. :) Der Begiff war auch eigentlich anschaulich-bildlich und nicht wissenschaftlich-korrekt gedacht.



    Zitat

    Original von DC4UZ
    [...]
    So ganz will mir die Tatsache, dass- wie von Tom angesprochen - ein langer, am Ende offener Draht strahlt, nicht in den Kopf. Wenn dem so wäre, dürfte eine Goubau Leitung nicht solch geringe Dämpfunswerte aufweisen.


    Hallo Wolfgang,
    Bei der sog. G-Line ist das Ende nicht offen! Es findet am Ende eine möglichst optimale Anpassung an den Wellenwiderstand der weiter gehenden Leitung statt. Damit gibt es theoretisch keine Reflexion und damit auch keine Abstrahlung. Praktisch ist das aber kaum realisierbar, weil sich der Wellenwiderstand der G-Line ständig ändert. Daher strahlt sie eben doch was ab.


    73 de Tom - DC7GB

    73 de Tom - DC7GB

    4 Mal editiert, zuletzt von DC7GB ()

  • Hallo Uwe.


    Wenn man einen Draht simuliert, der lediglich ein Länge/Lambda von 1/100 hat, also extrem kurz ist, und der an seinem Ende auch noch mit einem Widerstand abgeschlossen ist, der dem Generatorinnenwiderstand entspricht, dann hat diese Antenne immer noch einen Gewinn von -23 dBi über idealer Erde. Sagt NEC-2.
    (Bem.: Die ideale Erde ist der Rückleiter für den Abschlußwiderstand.)


    Der Strom ist in Betrag und Phase wegen der sehr kurzen, abgeschlossenen Antenne frequenz- und ortsunabhängig, also näherungsweise konstant. Und trotzdem strahlt das Gebilde ganz einwandfrei. Das widerspricht ganz eindeutig der These, auf einem Antennendraht müssten irgendwie geartete Strom- / Spannungsverteilungen vorhanden sein, damit das Gebilde strahlen kann.


    Oh, das wird ja noch lustig... mal die Studienunterlagen vorkramen...


    Ach, sehe gerade, Tom hat auch geantwortet. Vielen Dank!


    73 de Rolf
    DL6MBI

    Einmal editiert, zuletzt von DL6MBI ()

  • Hallo Rolf,


    bei so kurzen Antennenlängen musst Du aber bei NEC sehr vorsichtig sein. Prinzipbedingt (durch die Einteilung in Segmente) hat NEC da seine Grenzen.


    Wenn das so weitergeht, kommen wir wirklich noch zu der Frage, wann und warum eine Antenne denn strahlt und landen bei Verschiebeströmen usw... die Voraussetzungen hat Tom ja schon wirklich toll erklärt...

  • Hallo, Rolf und alle anderen,


    wenn man die Betrachtungen auf die Magnetantennen erweitert, die ja auch , wenn genügend klein, relativ konstante Stromverteilung haben, merkt man, dass das nicht allein das Kriterium sein kann.


    Man muss sich stets vor Augen halten, dass eine Antenne nur den Wellentyp wandelt, mit dem der Energietransport stattfindet (Tx-Kabel-> Antenne....Antenne->Kabel->-->Rx). Auf Kabeln sollte es TEM sein, im Fernfeld eben Strahlungsfeld mit Poynting. (Bloß gut, dass wir nicht noch über Hohlleiter diskutieren). Mit diesem Modell kann man gut rechnen.


    NEC ist ein fantastisches Werkzeug, wenn die Modelle stimmen. Nur von Maxwell wissen wir, das es stimmt (Quantenbereich eingeschränkt). Es gibt aber immer Grenzen für die Gültigkeit von Modellen in Extremfällen. Das ist gut zum Testen des Programmes, aber man darf nicht alle Ergebnisse grundsätzlich für bare Münze nehmen, sondern muss auch ein bischen gesunden Ingenieursverstand mit anwenden.


    In unseren Fällen kommt dazu, dass alle Leitungen und Leiter auch noch Transformationseigenschaften haben (vgl. solche Sachen wie den lambda/4-Isolator, die schon angesprochene Goubau-Leitung ist übrigens auch ein theoretischer Leckerbissen erster Güte. Die macht auch NEC zu schaffen...)


    73
    Günter

  • Hallo Peter und Mitleser,


    ich möchte mit diesem Beitrag die Diskussion zurückführen auf das ursprüngliche, von Peter initiierte Thema.
    Wie schon in meinem letzten Beitrag erwähnt, habe ich auch mit EZNEC simuliert. Ich habe das ganze noch mal gemacht mit 7 m und 14 m Schenkellängen und 10,5 m Speiseleitung.
    Links ist der kurze und rechts der lange Schenkel.
    Es ist nun wirklich so, dass am antennenseitigen Ende der Leitung gleich große Ströme fließen. Aber..., diese Ströme nehmen einen unterschiedlichen Verlauf. Während der Strom auf dem linken Leitungsdraht ansteigt, nimmt der Strom am rechten ab. Am unteren Ende haben sie wieder gleiche Werte. Also muss die Speiseleitung strahlen.
    Ich habe auch mal einen Zepp modelliert und muss sagen, dass es dort gar nicht so schlecht aussieht. Soo unterschiedlich sind die Ströme auf den Leitungsdrähten nun nicht.
    Wenn man davon ausgeht, dass die Speiseleitung für den Zepp im Freien veläuft, halte ich ein Mitstrahlen der Leitung nicht für soo verwerflich. Sicherlich wird dadurch das Strahlungsdiagramm verändert, aber ob es ohne Leitungsstrahlung gerade das gewünschte Aussehen hat, darf bezweifelt werden.
    Wichtig bei der Simulation (und auch in der Realität, hi) ist jedoch, dass auch wirklich resonante Strahler verwendet werden.

    72/73 Reinhard

    Einmal editiert, zuletzt von dk1io ()

  • Zitat

    Original von DL6MBI
    Hallo Uwe.


    Wenn man einen Draht simuliert, der lediglich ein Länge/Lambda von 1/100 hat, also extrem kurz ist, und der an seinem Ende auch noch mit einem Widerstand abgeschlossen ist, der dem Generatorinnenwiderstand entspricht, dann hat diese Antenne immer noch einen Gewinn von -23 dBi über idealer Erde. Sagt NEC-2.
    (Bem.: Die ideale Erde ist der Rückleiter für den Abschlußwiderstand.)


    Der Strom ist in Betrag und Phase wegen der sehr kurzen, abgeschlossenen Antenne frequenz- und ortsunabhängig, also näherungsweise konstant. [...]


    Genau das ist der Punkt. "näherungsweise konstant". Er kann nicht konstant sein, sonst fliesst kein Strom in der Antenne und sie strahlt auch nichts ab. man kann beliebig keine Ausschnitte auf der Antennenstruktur betrachten. Es gibt immer ein deta i(t) über dem betrachteten Teilausschnitt.



    Zitat

    Original von DL6MBI
    [...]
    Und trotzdem strahlt das Gebilde ganz einwandfrei. Das widerspricht ganz eindeutig der These, auf einem Antennendraht müssten irgendwie geartete Strom- / Spannungsverteilungen vorhanden sein, damit das Gebilde strahlen kann.[...]


    Nein, das stimmt nicht. Ohne ortsabhängige Stromverteilung, die sich von der Spannungsverteilung unterscheidet, kann die Antenne nichts abstrahlen, weil sich sonst die Felder in der Ferne zu Null kompensieren würden. Da gibt es keine Lücke für Interpretationen.



    Zitat

    Original von DL7LA
    wenn man die Betrachtungen auf die Magnetantennen erweitert, die ja auch , wenn genügend klein, relativ konstante Stromverteilung haben, merkt man, dass das nicht allein das Kriterium sein kann.


    Gleiches wie oben: "relativ konstante Stromverteilung" bedeutet, sie ändert sich. Das muss sie auch. Je kleiner die Antennenstruktur ist, um so weniger Unterschiede in der Stromverteilung gibt es. Die Antenne strahlt dann auch immer schlechter ab. Im wesentlichen aber deshalb, weil der Strom in den Loops durch deren endlichen ohmschen Widerstand begrenzt wird. Es treten dann immer mehr Verluste auf.


    Das Optimierungsproblem lautet daher: Wie baue ich eine möglichst kleine Antenne mit geringen ohmschen Verlusten und möglichst grosser Strom- bzw. Spannungsverteilung. Die richtigen Lösungsansätze dazu haben wir schon alle hier gesammelt. Mehr gibts da eigentlich nicht. Alles andere ist Kaffesatzleserei (siehe EH-Antenne). Wen es Spass macht, der kann ja bei einer KW-Antenne um ein paar dB kämpfen. Sinn macht das aber nicht. Auf UKW und höher sieht das völlig anders aus, weil die wirksamen Antennenflächen sehr viel geringer bzw. das Rauschen und die Kabeldämpfungen erheblich grösser sind.


    Im übrigen sind magnetische Antennen nur das andere Extrem zu elektrischen Antennen, wie es die meisten kurzen KW-Monilantennen (Microvert, etc) sind. Sie lassen einen hohen Strom in einer geometrisch "ausgedehnten" (soll heissen: nicht beliebig kleinen) Struktur fliessen. Dabei gibt es einen ortsabhängigen Strombelag und einen dazu nicht in Phase liegenden Spannungsbelag. Wegen der meist geringen mechanischen Ausdehnung liegen die zwar dicht beieinander, aber definitiv an verschiedenen Orten. Nur deshalb bildet sich ein Fernfeld aus und Energie wird abgestrahlt. Wegen der hohen Ströme und der daraus resultierenden ohmschen Verluste allerdings mit geringerem Wirkungsgrad gegenüber einem resonannten Dipol.


    73 de Tom - DC7GB

    73 de Tom - DC7GB