Gedanken zur außermittigen Speisung symmetrischer Dipole

Hallo Rolf,

wir sprechen von unterschiedlichen Loop-Gebilden. Bei dir ist kein Kondensator am Ende, sondern du hast eine geschlossene Schleife, wenn ich das richtig sehe? Deine Loop müsste dann wohl einen Umfang von Lambda haben. Dann muss man auch eine deutlich erkennbare Strom-/Spannungsverteilung erhalten.

73 de Tom - DC7GB

Hallo Tom.

Der Kondensator ist genau in der Mitte gegenüber der magnetischen Kopplung mit einem Wert von 36.6 pF, also Resonanz. Im NEC File ist es durch die Zeilen ersichtlich:

SY C=36.6pF
LD 0 3 8 8 0 0 C

aber im Ausdruck ist der Kondensator nicht sichtbar. Er ist aber da.

73 de Rolf
DL6MBI

ok Rolf,

dann wird die Loop zu stark bedämpft. Verschiebe mal die Koppelschleife auf die andere Seite. Wenn das noch nicht reicht, dann mach sie kleiner. Falls du den Reflexionsfaktor mit dem Simulator bestimmen kannst, so sollte er kleiner als -10dB (oder SWR < 2) sein. Das kann man duch Wahl des Ortes und der Grösse der Koppelschleife entsprechend abgleichen.

Wenn das Probleme macht, dann mach die Schleife einfach nur immer kleiner. Die Koppelschleife bedämpft den eigentlichen Loop dann immer weniger und die Verteilungen müssen immer deutlicher hervor treten. Es geht ja hier nicht darum den Wirkungsgrad der Antenne zu bestimmen. Der wird dadurch natürlich ganz mies.

73 de Tom - DC7GB

Hallo Tom.

Der Verlust in der Schleife ist ca. 1.5 dB. Von 100 Watt Input gehen ca. 70 raus. Die Anpassung ist gut, Z~45+j5 Ohm. Es ist eine ganz realistische Antenne, wie sie oft gebaut wird. Ich werde jetzt mal umdimensionieren und mit der Einkopplung spielen. Ich melde mich wieder.

73 de Rolf
DL6MBI

Zitat

Der Verlauf der Spannungsverteilung ist einfacher einzusehen, weil am linken Ende der Loop ja prakisch Kurzschluss ist. Da kann keine Spannung mehr sein. Am rechten Ende ist die Loop "offen". Hier ist die Spannung am grössten. Strom- und Spannungsverteilung sind um 90 Grad gegeneinander phasenverschoben. Bei kleinen Loops merkt man von der eigentlich sinusförmigen Verteilung nichts mehr.

Hallo Tom,

genau an dieser Stelle habe ich das Problem einzusehen, dass das elektrische Feld wesentlich mit zur Strahlung beiträgt. Wie Du richtig sagst, ist hier die Spannung am größten. Aber hier ist ja auch der Ort, wo der größte und intensivste Teil des Feldes im Kondensator eingeschlossen ist.
Wenn wir das elektrische Feld des Lambda/2-Strahlers zum Vergleich heranziehen, dann ist es dort so, dass auch schon auf dem gestreckten Leiter elektrische Feldlinien den Leiter verlassen bzw. in diesen zurückkehren. Der Hauptanteil des Feldes bildet sich aber zwischen den Enden des Leiters aus, weil hier die größte Spannung herrscht.
Auf Deiner Skizze hast Du ja schön dargestellt, dass auch auf der Loop die gleichen Verhältnisse vorhanden sind. Also wenn die Intensität des Feldes in unmittelbarer Nähe des Kondensators bzw. in ihm selber am größten ist, können sich die elektrischen Feldlinien auch nicht so weit in den Raum ausbreiten wie die magnetischen. Die Feldlinien, die Du durch die senkrechte grüne Linie in der Mitte dargestellt hast, wären prädestiniert dafür, ihre Feldstärke ist doch aber viel zu gering.
Deswegen bin ich nach wie vor der Meinung, dass der Hauptanteil der Strahlung im Nahfeld die magnetische Komponente ist, oder vereinfacht, dass im Nahfeld nur das magnetische Feld nachweisbar ist, sonst bräuchten wir ja auch nicht von magnetischen Antennen zu sprechen. Im Gegenzug spricht eine Schleife im Empfangsfall auch nur auf die magnetische Komponente des elektromagnetischen Feldes an.
Kannst Du Dich mit dieser Meinung anfreunden?

Vor einigen Jahren hatte ich mit meinem Bruder, auch lizensierter Amateur, eine kleine abgestimmte Quadrat-Loop mit 1m Kantenlänge gebaut, deren Kondensator ein Rohr-C innerhalb des oberen Rohres war. Der Kondensator war mit einem Motor abgestimmt, der sich ebenfalls innerhalb des Rohres befand. Man sah keinen Kondensator von außen.

Der Spalt des mittig geteilten Rohres war ca. 1cm breit. Fast das gesamte Feld befand sich innerhalb des oberen Rohres. Es gab dann noch eine kontaktlose Version, also eine C-Einstellung durch Verschiebung eines Innenrohres, was die Spannung teilte (kapazitiver Spannungsteiler) und den Wirkungsgrad noch weiter erhöhte.

Diese Antenne funktionierte ganz ausgezeichnet, war einfach abzustimmen und gegen Witterung geschützt. Das C-Design war sehr preiswert und einfach, dennoch wirkungsvoll. Seither bin ich ein regelrechter Fan dieser Antennen. Wenn die richtig gebaut werden, funktionieren die meiner Ansicht nach ganz hervorragend.

Auf was es mir aber ankommt: ein elektrisches Feld nach außen bestand nicht - oder zumindest nur ganz marginal.

73 de Rolf
DL6MBI

Zitat

Original von dk1io
[...] Wie Du richtig sagst, ist hier die Spannung am größten. Aber hier ist ja auch der Ort, wo der größte und intensivste Teil des Feldes im Kondensator eingeschlossen ist.[...]

Ja, du hast recht!

Das Feld ist im Kondensator grösser als ausserhalb. Im Kondensator strahlt es aber auch nichts nach aussen ab. Das magnetische Feld ist an einigen lokalen Orten im Nahfeld sehr hoch gegenüber anderen Antennen bei gleicher Leistung. Daher nennt man sie ja auch Mag-Loop. Das Gegenteil dazu wäre die MicroVert. Die kann man auch als "Elektrische Antenne" bezeichnen.

Wenn man die Mag-Loop mit einem kurzen Dipol und mit der MicroVert bei gleicher Sendeleistung vergleicht, so findet man bezogen auf den Dipol lokal begrenzt also im Nahfeld bei der Mag-Loop höhere magnetische Feldstärken und kleinere elektrische Feldstärken. Bei der MicroVert ist es gerade umgekehrt.

Zitat

[...] Also wenn die Intensität des Feldes in unmittelbarer Nähe des Kondensators bzw. in ihm selber am größten ist, können sich die elektrischen Feldlinien auch nicht so weit in den Raum ausbreiten wie die magnetischen. Die Feldlinien, die Du durch die senkrechte grüne Linie in der Mitte dargestellt hast, wären prädestiniert dafür, ihre Feldstärke ist doch aber viel zu gering.[...]

Na ja, das wird etwas schwierig.

Du kannst machen was du willst, die Feldlinien breiten sich immer im ganzen Raum aus. Man muss sich begrifflich so nähern: Wie stark ein Feld bei gleicher eingespeister Leistung lokal, also im Nahfeld ist, sagt noch nicht viel über das Fernfeld aus. Das Gefühl trügt hier sehr schnell. Für das an einem beliebigen Ort im Raum wirkende elektromagnetische Feld muss man beide Komponeten (E und H) getrennt von allen strahlenden Orten der Antennenstruktur (genauer, von allen räumlichen Stromdichteverteilungen) unter Berücksichtigung ihrer Phase und Amplitude überlagern. Das führt mathematisch zu Raumintegralen, ist also schon reichlich komplex. Im Nahfeld gibt es dann auch noch gegenseitige Beeinflussungen durch Kopplung. Ausserdem geht auch noch die Grösse der empfangenden Struktur und die Laufzeit zu den Orten auf ihr in die Rechnung mit ein.

Das ist im Nahfeld - wie man leicht einsieht - reichlich schwierig und "jeder" Autor praktischer Antennenbücher drückt sich möglichst darum es halbwegs verständlich zu beschreiben oder gar zu berechnen. Mit den üblichen einfachen Näherungen stösst man dann auch ganz schnell an die Grenzen des Verständnisses. Alle Simulatoren berechnen das auch nicht als kompakte Formel, sondern überlagern die Strahlung sehr vieler, genügend kleiner Bereiche auf der zu simulierenden Antenne im Raum darum. Sie nähern sich dem richtigen Ergebnis daher nur an. Im Fernfeld kann man dann zum Glück einiges vereinfachen.

Zitat

[...] Deswegen bin ich nach wie vor der Meinung, dass der Hauptanteil der Strahlung im Nahfeld die magnetische Komponente ist, oder vereinfacht, dass im Nahfeld nur das magnetische Feld nachweisbar ist, sonst bräuchten wir ja auch nicht von magnetischen Antennen zu sprechen.[...]

Im Nahfeld ja, im Fernfeld nein.

Man darf nicht davon ausgehen, dass die Strahlung nur von einem Punkt ausgeht (siehe die Betrachtung oben). Das macht man nur zur Vereinfachung. Nicht wundern, aber das E- und H-Feld sind im Fernfeld bei den drei oben erwähnten Antennentypen theoretisch gleich gross und nur im Nahfeld völlig unterschiedlich! Die Unterschiede der örtlichen Nahfelder zwischen den drei oben erwähnten Antennen mittelen sich (salopp gesprochen) beim Übergang vom Nah- zum Fernfeld heraus. Das sieht man auch daran, dass sie theoretisch die gleiche Strahlungscharakteristik haben.

Nimmt man einen Lambda/2-Dipol statt einem kurzen Dipol, so ist sein Öffnungswinkel etwas kleiner als bei den anderen Antennen. Die Antenne hat einen Gewinn, den sie dadurch bekommt, dass sich in einem Bereich des Raumes, der den strahlenden Dipol umgibt, jetzt keine konstruktive Summierung der strahlenden Bereiche der Antenne auftritt.

Verkleinert man die Antenne immer mehr, so kommt man zum isotropen Strahler. Den kann man zwar nicht bauen, aber berechnen, dass er 2,15dB schlechter als der Lambda/2-Dipol in Hauptstrahlungsrichtung wäre. Hier hätte man nun tatsächlich einen Punktstrahler und man müsste sich nicht den Kopf über das Nahfeld zerbrechen.

Im Fall des Empfangs entnimmt man mit einer Schleife oder einem Ferritstab angenähert nur das H-Feld oder mit einem gegen Lambda kurzen Stab angenähert nur das E-Feld (man sehe sich mal die Sonden im EMV-Messkoffer an.). Der Wirkungsgrad ist bei Empfang jedoch i.d.R. immer schlechter, als bei einem Dipol, weil man hier ein Feld "abgreift". Feldstärken sind aber von der Grösse der Sonde abhängig (V/m oder A/m). Sind die Sonden klein gegenüber Lambda, so ist die Feldstärke angenähert proportional zur Grösse der Sonde. Es gilt da wieder die Näherung sin(x)=x für kleine x.

Im Sendefall ist das aber nicht so. Da begrenzen im normalen Raum im wesentlichen die ohmschen Verluste den Wirkungsgrad der Antenne.

Macht man die Antenne immer kleiner (noch nicht isotrop), so wird auch ihr Strahlungswiderstand sehr sehr klein. Auf diesen Strahlungswiderstand muss man den TX anpassen und bei der Transformation gibt es da einfach Probleme von 50 Ohm auf z.B. 0,001 Ohm mit geringen Verlusten zu transformieren. Da könnte man nur mit "miesen" Tricks weiter kommen: Supraleitung. Aber auch hier gibt es Probleme, weil es da kritische magnetische Feldstärken gibt, bei denen der Supraleitungs-Effekt zusammen bricht. Ich habe leider keine Erfahrung damit.

Sorry, das liest sich teilweise etwas "geschraubt". Aber ich musste die Sätze so formulieren, damit sie einzeln und aus dem Zusammehang gerissen nicht völlig unsinnig klingen. Ich hoffe es kommt dennoch halbweg rüber was gemeint ist.

@alle

Wer zu was zur Supraleitung von Antennen weiss, ich suche Informationen über die Anwendung von Supraleitung bei Antennen! Ich kann nur vermuten, dass es derzeit noch nicht das richtige Leitermaterial gibt, um genügend Leistung in HF damit umsetzen zu können. Die HF-Stromdichten werden nämlich wegen der sehr hohen Antennengüte selbst schon bei kleinen Sendleistungen unheimlich hoch. Die Bandbreite ist zwar leider auch sehr klein, aber das ist ein anderes Problem.

Rolf

Kann der Simulator die -3dB Bandbreite der Loop bestimmen oder noch besser, kannst du ein Diagramm der Reflexion über der Frequenz erzeugen? Man sieht dann etwas besser, ob die Einkopplung zu fest oder zu lose ist.

Nachtrag: Positioniere doch die Koppelschleife mal bitte genau in die Mitte. Da verzerrt sie das Feld der grossen Loop gleichmässiger als am Rand. Ich habe den Verdacht, die Kopplung ist zu fest und man sieht daher die Unterschiede in den Verteilungen nicht so gut. Mach sie dann bitte in einem zweiten Test noch viel kleiner, auch wenn die Anpassung dann schlecht wird. Die Kopplung wird dann noch loser und die Stromverteilung müsste noch deutlicher werden. Die absolten Werte auf der äusseren Loop gehen dann natürlich in die Knie.

73 de Tom - DC7GB

ich möchte noch etwas an der qualitativen Bewertung der Kopplung um den strahlenden Halbwellendipol arbeiten.

Ich finde dies ist wichtig, denn wie heißt es so schön: " Die Dosis macht das Gift"
Ein lachse Aussage: -6dB oder -20dB... na und, was solls, ist schnell gemacht.
Daraus resultieren bei dem Thema, über das ich schreibe einige Unterschiede.

Fall1: Die Entkopplung ist 20dB
Ich baue eine endgespeiste Antenne und sende mit 100W. Auf die Speiseleitung koppeln -20dBc=1W über. Das sind an einer hochohmigen Stelle (1kOhm angenommen) 31,6V RMS gegen Masse. Dieser Punkt befindet sich nun leider auf meinem Schreibtisch. Da sage ich: nicht schön, aber machbar. Vielleicht nehme ich einen Ringkern, ein paar Windungen durchgesteckt... fertig.

Fall2: Die Entkopplung ist 6dB
Bei einer Sendeleistung von 100W koppeln 25W über und es stehen 158V RMS an. Das würde mich dazu bewegen, eine andere Antenne zu bauen. Auch wenn dies einen höheren Aufwand bedeutet.
Wenn ich die gleich simple Drossel baue, wie in Fall1 werde ich mir über die zu geringe Sperrwirkung Gedanken machen müssen. Das ist ein Fall für einen weiteren Forenabend.
Das Einschalten der 1kW Endstufe kann ich dann vollends vergessen. Das sind immerhin nur 10dB mehr Leistung.

Ich will (muß) wissen, was Fakt ist. Dabei leistet mir ein Simulationstool wie EZNEC sehr gute Dienste. Ich möchte Dir versichern, daß ich einige Grenzen des Tools kenne. Ich bin mir absolut sicher, daß sich die einfachen Leiterkopplungen, die ich abgebildet habe, im Gültigkeitsbereich der Simulationsmodelle befinden.
Lieber Tom, Deine Sorge über die Genauigkeit ist in diesem Fall völlig unbegründet. Vieviel Erfahrung hast Du im Umgang mit Simulationstools? Wir könnten über Microwave Office, Eagleware Genesys, Momentum und EZNEC reden.

Ich ergänze die kleine Bildergalerie auf Deine Bitte hin:

Bild5_45grad.jpg zeigt einen mittig gespeisten Halbwellendipol und einen zweiten feldgekoppelten Halbwellendipol. Dabei symbolisiert die lila Linie die Größe des fließenden Stroms.
Ergebnis: Der eingekoppelte Strom ist 1A, dann fließt im zweiten Dipol 0,43A (-7,3dB)

Bild6_inline.jpg zeigt die beiden Dipole in einer Linie.
Ergebnis: 1A im gespeisten Dipol, 0,38A im gekoppelten Dipol (-8,4dB)

Bild7_parallel.jpg zeigt die beiden Dipole im Lambda/4 Abstand
Ergebnis: 1A im gespeisten Dipol, 0,69A im gekoppelten Dipol (-3,2dB)

Bild8_winklig.jpg zeigt einen winklig gestalteten gekoppelten Dipol.
Ergebnis: 1A im gespeisten Dipol, 0,5A im gekoppelten Dipol (-6dB)
Das fand ich bemerkenswert, da es zeigt, daß ein Wegführen und dann nach Lambda/4 Abknicken zur starken Verkopplung führt.

Bild9_langwinklig.jpg zeigt einen winklig gestalteten 1 Lambda langen gekoppelten Dipol, der nach 3/4 Lambda abgeknickt ist.
Ergebnis: 1A im gespeisten Dipol, 0,11A max. im gekoppelten Dipol (-19dB)
Diese Entfernung der Knickstelle zm gespeisten Dipol sieht schon viel freundlicher aus.

Mein Fazit ist: (und das steht in vielen Antennenbüchern) Eine mittige Speisung vermindert leitungsgeführte Störungen, vermeidet diese aber im Realfall nicht. Eine außermittige Speisung (wie FD4) ist ein Kompromiß, der nach einer Gleichtaktstrom-Drossel ruft. Eine endgespeiste Antenne ist etwas für QRP, da die Kopplung sehr stark ist und eine machbare Gleichtaktstrom-Drossel überfordert sein könnte (Sperrimpedanz, thermische Belastbarkeit).

Ich habe bei der Betrachtung vollkommen ausgeklammert, daß der Koaxmantel oder die Zweidrahtleitung der Speiseleitung integrale Bestandteile des Strahlers sein können. Wenn die Gleichtaktstrom-Drossel dann an der falschen (ungünstigen) Stelle sitzt, gibt es zusätzliche Probleme.

Hat jemand in dieser Sache schon negative Erfahrungen gemacht?

Viele Grüße,
Ralf - DL3BUS

Nabend Ralf,

danke für die Mühe die du dir gemacht hast. Am dichtesten zu dem was ich vorgeschlagen hatte zu berechnen (100 und 110 Grad Abwinklung am Ende) kommt Bild5_45grad. da sind wir schon bei 7,3dB.

Das strahlende Speisekabel bringt eine kleine Verschiebung der Strahlungscharakteristik und trägt im Fernfeld und in Hauptstrahlungsrichtung (das müsste der Simulator doch noch her geben) sicher fast nichts mehr bei. Ich schätze mal der Unterschied im Gewinn wird so um 1dB liegen. Wollen wir uns tatsächlich darüber noch lange unterhalten oder geht es ums Prinzip?

Wenn du nachliest, dann hatte ich mehrfach geschrieben, dass der Effekt der Strahlung über die Hühnerleiter im Fernfeld zu vernachlässigen sei. Können wir uns vielleicht darauf einigen, dass alles unter einer halben S-Stufe (3dB) in der Praxis insbesondere bei SSB kaum festzustellen ist? Wenn ja, dann ist es mir egal, ob man nun meint, die Antenne sei 3/4 Lambda lang. Besonders sinnvoll halte ich so eine Definition aber nicht!

Dass die Hühnerleiter strahlt, habe ich nie bezweifelt. Aber um 1dB mehr Gewinn kümmere ich mich auf KW nun wirklich nicht. Wenn ich ehrlich bin, noch nicht mal auf UKW. Bei EME mag das anders sein, aber das mache ich nicht. Wir sprechen hier aber über KW-Anwendungen, wo die wenigsten OMs Signale unter S9 überhaupt als vorhanden akzeptiern! Das eine dB merkt der OM auf der anderen Seite nicht (höchstens an der Grassnarbe) und daher finde ich es ziemlich sinnlos sich darüber zu streiten.

Wenn es um kleine Effekte geht, dann wäre es wichtiger, die Verluste durch Stecker und Speisekabel zu minimieren. Da bekommt man bei vielen OMs bestimmt mehr als 1dB Gewinn heraus. Wer da nicht völlig geschludert hat, wird aber trotzdem wohl weniger als eine S-Stufe gewinnen.

73 de Tom - DC7GB

Lbr Ralf,

danke für die Simulation Bild 6 inline. Jemand hatte mir mal gesagt, derart aufgehängte Dipole wären relativ gut entkoppelt. Stimmt in etwa, aber eine noch bessere Entkopplung wäre doch noch anzustreben, eventuell durch einen größeren Abstand zwischen den Dipolen.

Da ich mich noch nicht mit EZNEC befaßt habe, möchte ich dich gerne noch mit drei weiteren Simulatione behelligen, abgeleitet von deinen ersten 5 Bildern:

1. Den waagerechten Dipol mit dem schrägen Dipol darunter so abändern, daß der untere Strahler am unteren Ende über 400 Ohm nach Masse geerdet ist.

2. den waagerechen Dipol mit dem als "Ecke" angesetzten zweiten Dipol so abändern, daß der senkrechte Dipol (dann ist er natürlich keiner mehr) unten wieder über 400 Ohm nach Masse geht.

3. Wie Fall 2, nur daß der senkrechte Strahler nur halb so lang ist und ebenfalls über 400 Ohm an Masse geht.

Diese Widerstände mögen zunächst sinnlos sein, aber ich möchte mal sehen, was EZNEC dazu sagt, ganz unparteiisch. Entweder es erübrigt sich, was mir vorschwebt, oder wir können nachher darüber diskutieren.

HW?

Hallo Tom.

Zunächst einmal die VSWR Kurve der Anpassung der besprochenen Loop bei starker Kopplung, also ganz normalem Aufbau.

Das zweite Bild ist jetzt anders. Da ist die Koppelschleife 2m oberhalb der Loop, die Kopplung also sehr gering. Man sieht, daß auch hier die Stromverteilung nahezu konstant ist. Wir haben es bei 1m Kantenlänge der Loop, also immerhin 4m Umfang nicht mehr mit einer "sehr kleinen" Loop zu tun, müssen also annehmen, daß die Stromverteilung nicht mehr ganz konform ist. Die "Nichtkonformität" des Stroms auf dem Leiter beträgt ca. 1 dB.

Später habe ich dann Bild 3 noch hinzugefügt. Dabei sieht man eine resonante Loop mit den gleichen Abmessungen wie die erregte Loop, Kantenlänge also 1m, in einer Entfernung von 5m zur Loop mit der Koppelschleife.

Die Stromverteilung ist auch hier, trotz der Entfernung von 5m, fast konform. Es gibt also keine Ladungshäufungen am Kondensator. Die Leiter sind als ideal angenommen, und Freiraumbedingungen. Wenn der NEC-2 Core richtig rechnet, was ich unterstelle, dann ist auf der Loop der Strom konform. Bei konformer Stromverteilung muß (nach meiner Ansicht) auch das Magnetfeld vom Ort auf der Leiterschleife unabhängig sein. Das Antennendiagramm zeigt gleichmäßige Strahlung in Äquatorebene und Einbrüche über der Polebene. Auch das spricht dafür, daß das Magnetfeld vom Ort auf der Leiterschleife unabhängig ist.

Als viertes Bild habe ich eine Nahfeld-Simulation (E-Feld) angehängt. Vielleicht hilft das ja weiter. Ich bekomme das jedenfalls mit Deiner Handskizze nicht zusammen. Irgendwo mache ich wohl einen Fehler.

73 de Rolf

Zitat

Im Nahfeld ja, im Fernfeld nein.

Ok, Tom, dann sind wir uns ja einig. Ich habe ja auch immer nur das Nahfeld erwänt.
Dass im Fernfeld wieder beide Komponenten gleichberechtigt vorhanden sind, ist mir klar.
Ohne Maxwell hätten wir die kuriose Situation, dass etwas funktioniert, was nach den (bekannten) Gesetzen der Physik gar nicht funktionieren dürfte.

Rolf,

danke für die Kurven. Ich habe aus dem SWR-Verlauf eine 3dB-Bandbreite von 30kHz abgeschätzt, die wohl auch stimmen dürfte. Dann ergeben sich bei einem C=36pF folgende gerundete Werte:

• Güte etwa 470
• Xc: 315 Ohm
• fiktiver Parallel-Resonanzwiderstand: 148kOhm
• fiktiver Strom bei 100W darin: 26mA
• Serien-Resonanzwiderstand: 0,67 Ohm
• Strom bei 100W darin: 12A
• Resonanzspannung am C bei 100W: 3,8kV

In deinem ersten 3D-Diagramm "magnetic.jpg" kann man aus dem Farbverlauf Ströme von 22,4A hinten links (violett) an der Koppelschleife entnehmen (wenn ich das richtig verstanden habe, dann liegt da dein "unsichtbarer" C=36pF). Auf der entgegengesetzten Seite (rot) ist der Strom ca 17A gross. Das liegt zwar in der Nähe meines Schätzwertes, an dieser Stelle sollte er aber eigentlich grösser als auf der anderen Seite sein. Oder habe ich da beide Seiten gedanklich vertauscht? Dann würde es schon etwas besser stimmen.

Irgendwo lauert da noch ein Denkfehler. Und hier steckt er:

Je mehr ich drüber nachdenke, um so mehr glaube ich was falsches gesagt zu haben, als ich meinte der Strom sei 0 am C! Es muss ja gelten: P = U * I und die Blindleistungen Pb sind um Q höher. Damit folgt Pb = 3,8kV * 12A = 45,6kW. Kontrolle: Pb / Q = 45,6kW / 470 = 97W. (Der Restfehler kommt duch meine Rundungen zustande.)

Das war eigentlich ein ganz dummer Fehler von mir! Denn wenn man eine kleine spannungsgespeiste Antenne (MicroVert) nimmt, so ist die Spannung am Speisepunkt ja auch nicht 0. Sie nimmt zum Ende der Antenne geringfügig zu. Genauso muss sich der Strom auch bei der Mag-Loop verhalten:

Er muss also am C geringer sein (das war mich auch schon vorher klar), aber eben nicht gleich Null, während er am anderen Ende der Loop höher sein muss. Er müsste einen cosinusförmigen Abfall haben. Weil die Loop aber klein gegenüber der Wellenlänge ist, nimmt der Strom nur geringfügig ab. Es ändert auch nichts daran, dass in der Summe das Maximum des magnetischen Felds nicht aus der Mitte (mein "+"-Zeichen in der Skizze) kommt, sondern leicht nach links exzentrisch versetzt ist. Nur wenn die Loop einen Umfang von etwa Lambda/2 hätte, so würde meine alte Aussage tendenziell stimmen. Auch hier würde der Strom in der Praxis nicht ganz verschwinden, aber er würde sehr deutlich kleiner sein. - Aber wer baut denn sowas?

Na endlich, jetzt haben wir die richtige Darstellung. Ich danke Euch für die fruchtbare Diskussion. Der Fehler dürfte erkannt und beseitigt sein

Reinhard

Freut mich, dass wir uns in diesem Theoriewust gefunden haben

Hallo Tom.

Danke für die schnelle Antwort. Ich habe jetzt echt an allem gezweifelt, was ich über die Loop wußte

Der Kondensator befindet sich an der Stelle des geringsten Stromes auf der Leiterschleife. Wobei der Unterschied min/max gerade mal ca. 1 dB beträgt. Ich bin der Ansicht, daß die Stromverteilung auf der Leiterschleife durch die Abmessungen, die nicht mehr klein gegen die Wellenlänge sind, beruht.

Aber, Problem gelöst. Ich danke für die anregende Diskussion.

73 de Rolf

Hallo Rolf,

nun, die Zweifel waren ja auch berechtigt! Wieso ich bei der Beschreibung auf einen Strom gegen Null am Kondensator kam, kann ich mir nur so erklären:

Auf meinem Schreibtisch stehen zwei Mag-Loops für 2m. Die eine ist auf eine 100x160cm Leiterplatte geätzt (die benutze ich als horizontal polarisiert, rundumstrahlende Sendeantenne für Fuchsjagden) und die andere ist experimentell und besteht aus einem 2cm dickem Koaxkabel, das als (eieriger) Ring mit ca 30cm Durchmesser das Maximum ist, was ich auf 2m noch in Resonanz bekommen habe. Dieses "Koaxei" hat einen Umfang von etwa Lambda/2. Da stimmts, aber nicht bei den (auf Lambda bezogen) relativ kleinen Loops für KW. Das hatte ich einfach bei der Erklärung übersehen

73 de Tom - DC7GB

Hallo miteinander,

es wurde im Verlauf der Diskussion bereits mehrfach angeschnitten, dass E- und H-Feld im Nahfeld gegenphasig, im Fernfeld hingegen in Phase schwingen. Unter diesem Link habe ich ein paar tolle, animierte Grafiken gefunden, die zeigen, wie dieser Übergang "zu Stande kommt".
Davon sollten wir mehr haben, denn der Mensch ist ein Augentierchen und so ist das wirklich anschaulich!

73 de Uwe, DL8UF

ich bin ganz Deiner Meinung, daß der Anteil, der von der kurzen Zweidraht-Speiseleitung im Fernfeld herrührt, keine große Rolle spielt. Zumal sich üblicherweise der Antennendraht frei entfalten darf, die Speiseleitung sich aber dem Sender und damit der Erde nähert und damit bedämpft wird.
Das war aber auch nicht der Grund meiner Ausführungen, sondern die Stärke der leitungsgeführten HF Stroms (Gleichtaktstrom auf der Speiseleitung durch Feldkopplung im Nahfeld der Antenne), der durch die Hausinstallation fließt und zu TVI und BCI führt. Das Ausmaß des Störstroms hängt mit der Außermitte der Speisung des Dipols zusammen.
Eine strahlende Speiseleitung und das Problem der Rückspeisung eines Störstroms ins Haus gehören zusammen, da in beiden Fällein ein Gleichtaktstrom (Mantelstrom beim Koax) fließt.
"Die Leitung strahlt", ist für mich ein Synonym für beides. Dein Fokus liegt in der Fernfeld-Strahlungscharakteristik.
Ich denke, damit sind wir uns einig.

Du hast doch eine koaxendgespeiste Antenne mit 9:1 Unun. Was meinst Du, strahlt der Koaxmantel? Und wenn ja, wie stark? Hast Du eine Mantelwellensperre eingeschleift? Wenn ja, wo?

Ein anderes Thema:
Du sprachst von einer Schirmdämpfung für Koax in der Größenordnung von 40... 60dB (RG58/RG213). Welche Ursachen siehst Du im Frequenzbereich von 1 MHz bis 1GHz für die schlechte Schirmdämpfung.
Ich habe gelesen, daß Meßkabel eine Schirmdämpfung von >100dB bei 10GHz haben. Was machen diese anders?

Viele Grüße,
Ralf - DL3BUS

Hallo Uwe,

ich gebe Dir Recht, dass die Bilder unter Deinem angegebenen Link eine sehr anschauliche Darstellung einer unglaublich trockenen Theorie sind. Aber, diese Mathematik und damit die Bilder gelten nur für den Hertschen-Dipol und der hat mit unserem Lambda/2 Dipol nur wenige Gemeinsamkeiten.

Der Hertzsche-Dipol ist eine mathematische Konstruktion bei der die beiden strahlenden Elemente sehr klein (eigentlich 0, oder wie die Fachleute sagen "infinitesimal") sind, da sich damit die Gleichungssysteme (Maxwell) einfach lösen lassen. Wenn Du Dir die räumliche Richtcharakteristik dazu ansiehst, siehst Du einen Donut in dessen Mitte der Hertzsche-Dipol sitzt.

Zu jedem anderen Antennengebilde (endlicher Dipol, z.B. mit der Länge Lambda/2) kommst Du, indem Du diesen Strahler durch unendlich viele Hertzsche-Dipole ersetzt. Im Allgemeinen gibt es dafür aber keine geschlossenen mathematischen Modelle mehr, sondern nur noch Näherungsverfahren. Der Trick dabei ist, dass wir gewisse Terme nicht mehr berücksichtigen, die im Nahfeld eine Rolle spielen, aber im Fernfeld nicht mehr.

VY 73 de dl6uq - Alexander