Gedanken zur außermittigen Speisung symmetrischer Dipole

@Ralf,

ok, wir sind uns einig. Über BCI und TVI hatten wir zuvor aber noch nicht gesprochen.

Meinen endgespeisten 16m-Langdraht mit 1:9 Unun verwende ich portabel. Er hat eine Mantelwellensperre unmittelbar hinter dem Unun. Und wenn es möglich ist, dann erde ich die PL-Verbindung dazwischen noch über ein 1m langes Kabel, das am Ende eine Grip-Zange hat. Es geht aber auch ohne zusärtliche Erdung aber immer mit Mantelwellensperre. Ergebnis: Mit dem simplen LC-Tuner (MFJ-16010) kann ich ein SWR auch noch auf 160m besser als 2 hin bekommen. Da gleicht man dann aber dann immer mehr die 50 Ohm des TX auf irgend einen ohmschen Verlustwiderstand ab. Der Wirkungsgrad wird immer schlechter. Es geht zwar auch mit 5 Watt! auf 160m, aber ab 80m setze ich sie sowieso nur ein.

Zur schlechten Schirmdämfung von speziell RG58U Koaxkabel stimme ich Günter voll zu. Man muss sehr aufpassen, was man da für einen Mist angeboten bekommt! Geiz ist eben nicht geil.

@Alexander

Ich will bitte keine Grundsatzdiskussion über Pingeligkeit los treten! Wenn man anschaulich sein will, dann muss man immer vereinfachen, sonst ist es nicht anschaulich und man kann sich gleich wieder durch endlose Gleichungen wühlen. Die beschreiben aber auch nur Modelle, die aus anschaulichen Vorstellungen entsprungen sind. Es ist ein nicht hoch genug einzuschätzender Vorteil der Mathematik, dass ihre Systematik und innere Logik keinen Widerspruch zulässt und durch Rechnung aufgefundene Widersprüche zu einer Korrektur der Modelle führen müssen. Leider bleibt die Anschauung dabei oft auf der Strecke. Beispiel: Elektronen sind auch keine kompakten Telchen, die wie Planeten um den Kern sausen. Es ist doch aber für viele Makroanwendungen und für den Amateur hinreichend genau.

Da der Amateur nur am Rande Interesse für das Nahfeld hat (er will ja nur in etwa wissen was da passiert, muss aber keine Spezialitäten daraus ableiten oder begründen können), macht es zumindest etwas rechts (t > 0) vom Ursprung der animierten Diagramme keinen so grossen Unterschied zu dem, was bei einem Lambda/2-Dipol qualitativ passiert. Bei dem ist das Nahfeld in z-Richtung etwas ausgedehnter, weil die Antenne auch eine Ausdehnung hat und in der Nähe der strahlenden Fläche passieren noch einige andere Dinge, die man selbst bei der Reduktion auf eine ebene Welle (die es ja bei elektromagnetischer Strahlung gar nicht gibt) in zwei Dimensionen grafisch sowieso "nicht darstellen" kann. Aber wie gesagt, ein OM ist an QSOs (Fernfeld) und weniger an der Wärmewirkung (Nahfeld) interessiert.

@alle

Die auf dieser Webseite gezeigten Animationen finde ich äussert charmant und hilfreich (tnx Uwe für den Link!). Man darf nur nicht den Fehler machen (und das machen eben viele), dass man daraus nun endlich alles entnehmen kann was im Nahfeld passiert. So ist der Mensch; er will einfache aber bitte vollständige Erklärungen für komplexe Vorgänge. So etwas kann es nie geben. Insofern hätte da drunter stehen können: ACHTUNG: "Dies ist nur eine Näherung". Das kann aber auch noch mehr verwirren.

Die Methode "Keep it simple stupid" ist meiner Meinung nach ausserhalb des wissenschaftlichen Bereichs sinnvoller. Wenn man was näher wissen will, dann fragt man nach und bekommt (hoffentlich) eine genauere Erklärung und immer mehr ein Gespür dafür, dass es alles doch gar nicht so einfach ist. Man sieht auch den Grund ein, warum es zunächst so einfach beschrieben wird. Nämlich deshalb, um überhaupt einen einfachen Zugang zu schwierigen Themen aufzuzeigen. Wir kommen ohne eigenes Nachdenen sonst immer mehr zur degenerierten, amerikanischen Denkweise, wo in der Beschreibung eines Mikrowellen-Ofens auch eine Warnung stehen muss, dass man darin keine lebenden Tiere trocknen darf.

Bitte um Entschuldigung für den langen Text. Das sollte keine Belehrung sein, sondern nur die Augen aller Leser für Toleranz öffnen. Die Welt ist in grober Näherung eher "grau" und nicht nur "schwarz-weiss". Man muss aufpassen wo man da eine Schwelle setzt, denn jeder setzt sie individuell woanders hin. Fast jeder Streit geht nur um den Punkt (die sog. Schwammigkeit), wo man diese Schwelle hingesetzt hat. =)

73 de Tom - DC7GB

Hallo Tom,

ich bin absolut bei Dir, aber meiner Meinung nach brauchen wir genau diese Hinweise, da wir sonst mit einem gesunden Halbwissen versuchen den Rest der Welt zu interpretieren und das geht dann meist richtig schief!

Wenn wir bei Deinem Beispiel der Elektronen im Atom bleiben, die wie Planeten um den Kern sausen, dann können wir mit der Fortsetzung leider keine Antenne erklären, denn ein wesentlicher Bestandteil des Bohrschen Atommodells ist, dass die sich bewegenden Elektronen nicht strahlen, da sie sonst Energie verlieren würden und in den Kern stürzen. Genau diese Strahlung, der bewegten Elektronen brauchen wir aber, um elektrodynamische Wellen zu erklären.

Was ich damit sagen will, ist nur, dass wir vorsichtig sein sollten, wenn wir Modelle anwenden, ohne deren Randbedingungen zu kennen. Wenn ich mir die ganzen Threads über Antennen (z.B. EH) ansehe, passiert dies aber in diesem Gebiet ganz oft.

Ich werde heute Abend versuchen einen ersten Thread in Peters neuen Foren zu starten, damit wir unsere praktischen Erfahrungen auf eine halbwegs fundierte und von vielen Seiten akzeptierte theoretische Basis zu stellen. Der Prüfstein dafür ist, dass wir es schaffen den Praktikern unter uns die Theorie so zu erklären, dass sie es verstehen.

Bis später

VY 73 de dl6uq

Hallo Alexander,

Zum Elektron: Da bricht der Physiker in dir durch. Der Amateur braucht so eine Feinheit (sorry für die Vereinfachung) doch gar nicht zu wissen. Wenn man hier erst mal anfängt, dann ist bei Quarks und Strings noch immer keine Ende abzusehen. Wo legen wir also die Schwelle ins "grau"?

Ich gebe dir Recht, dass man mit anschaulichen Modellen sehr vorsichtig sein muss. Wir brauchen sie aber, denn Niemand macht sich im täglichen Leben kar, warum wir nicht durch Wände gehen können oder zum Mittelpunkt der Erde versinken. Zwischen den Atomen ist doch fast allles nur leerer Raum - hi. Da vereinfacht man lieber und tut so, als ob eine Oberfläche geschlossen ist, denn rein gefühlsmässig kommt man ohne umfangreiche Vorbildung damit besser zurecht als mit der Wahrheit.

Solche und ähnliche Vereinfachungen brauchen wir täglich tausendfach ohne lange drüber nachzudenken. Man hat damit nur Probleme, wenn "ganz selten einmal" völlig unerwartete Dinge passieren. Dafür haben wir dann Spezialisten. Deren Aufgabe ist es aber nicht zu verwirren (das tun die meisten), sondern bessere, anschauliche Erklärungen zu liefern. Die höchste Kunst ist es hierbei sinngemäß "das mittlere Fehlerquadrat" zu minimieren und keinen allzu grossen Blödsinn zu erzählen. Der Spezialist muss lernen auch mal ungenau zu sein. Das fällt ihm dann unendlich schwer, wenn er im QRL genau das Gegenteil machen muss.

Alles klar, wir liegen auf der gleichen Wellenlänge und haben vielleicht nur ein paar kleine Phasenunterschiede

73 de Tom - DC7GB

ich habe Dich nicht vergessen, nur wollte das Forentool mich gestern nicht zwei Beiträge hintereinander schreiben lassen. Es war auch schon sehr spät.

Ich habe versucht die Simulation aufzusetzen. Aber ich sage Dir ehrlich, daß sich der Wunsch, etwas an " Masse" anzuschließen, am Rande oder außerhalb der Simulationsmodelle befindet. (Wie in der Realität übrigens auch, da es einfach keinen HF-Erdanschluß - zumindest nicht in meinem Haus- gibt)

Also bin ich mit der Simulation im Freiraum geblieben und habe den "Masseanschluß" mit einem Radialnetz (32 Stck. je Lambda/2 lang) nachgebildet. Die Fernfeldergebnisse zeige ich Dir nicht, da diese auf der realen Erde falsch sind, weil diese auch unter den Horizont gehen.

Bild10_schraeg_400Ohm.jpg zeigt den schrägen 2. Dipol mit 400 Ohm Widerstand im Draht, an der Stelle bevor die Verbindung mit dem Radialnetz kommt. (kleines rotes Viereck, kaum zu erkennen)
Der Erregerstrom im waagerechten Dipol ist 1A. Der maximale Strom am unteren Ende des 2, Dipols ist 0,073A.

Weil die Ströme so klein sind, habe ich die Skalierung der Stromlinien (lila) bis zum Anschlag aufgezogen und Bild10a_schraeg_400Ohm_zoom.jpg gemacht. Man kann erkennen, daß es einen größeren Strom auf den Radials unter dem Erregerdipol gibt. Das war natürlich auch zu erwarten.

Bild11_Ecke_400Ohm.jpg zeigt die Dipole übers Eck. Der max. Strom im senkrechten Draht ist 0,076A.

Bild11_Ecke_kurz_400Ohm.jpg zeigt wieder die Leiter über Eck, wobei der senkrechte Draht auf Lambda/4 gekürzt wurde und so der waagerechte Dipol dichter ans Radialnetz kommt. Der max, Strom im senkrechten Draht ist 0,11A.

Wenn es noch nicht das Richtige war, dann gib ruhig Bescheid.

Viele Grüße
Ralf, DL3BUS

An Alexander:
Ich stehe voll hinter Dir. Die Abstrahlung der Antenne auf " aufgeklappter Schwingkreis Level" verstehen zu wollen ist absolut nicht möglich und frustrierend. Dies ist das Niveau des Physikunterrichts der 9. Klasse. Ohne eine einfach gehaltene Erläuterung der Ladungsträgerbewegung (Elektronen) und der damt verbundenen Entstehung von Feldern, gibt es keine sinnvolle Erklärung. Nur so habe ich, das Gefühl bekommen, einen roten Faden für das Thema zu haben. Das ist eigentlich auch kein Problem, da die Erklärung von freien Elektronen in Leitern sowie das Atommodel mit Protonen, Neutronen und Elektronen Schulstoff der 10 Klasse ist.
Ich denke, daß wir uns nicht dümmer machen sollten als wir sind.

PS: Ich meine, daß das Nahfeld keine Wärme erzeugt, da es reaktiv ist. Wärme entsteht im Antennendraht durch ohmsche Verluste.

Lbr Ralf,

vielen Dank für die Simulationen! Ich habe zwar gewartet, fühle mich aber voll entschädigt dadurch, daß Du sie doch gemacht hast.

Jetzt möchte ich erklären, was ich mit diesem 400-Ohm-Widerstand erreichen möchte. Der Wert entspricht genau genommen dem geometrischen Mittel aus der höchsten Impedanz an einem Lambda/4-Strahler (~5000 Ohm) und der niedrigsten Impedanz (~36 Ohm), nach diesem Ansatz also 424 Ohm.

Mit diesem Widerstand kann ich die Resonanzeigenschaften eines Strahlers kaputtmachen. So etwas habe ich in einem anderen Zusammenhang schon mal um 1960 dringend gebraucht. Es fließt zwar ein Strom auf dem Leiter, der nach einer Viertelwelle aussieht, aber auf Bild 10 ist dieser flache Sinus eine halbe Wellenlänge lang! Es ist halt ein Strom, der am Ende des Strahlers null sein muß und am Widerstand sein Maximum hat. Die im Widerstand verheizte Leistung liegt bei 2-2,3 Watt bei den beiden ersten Fällen und bei 4,8 Watt bei dem letzten Bild mit dem senkrechten Viertelwellenstrahler mit Widerstand, und das bei 1A im Strahler, also um 50 Watt Strahlungsleistung.

Wir haben ja bei dem mittengespeisten Dipol das Problem, und bei dem offset gespeisten Dipol noch mehr, daß der Dipol auch auf das Speisekabel "strahlt" oder koppelt, sobald es etwas schräg hängt, was bei Amateurfunkdipolen meist nicht zu vermeiden ist. Nun kann ich natürlich in das Speisekabel keinen 400-Ohm-Widerstand schalten. Aber mir schwebt eine andere Frage vor, die das Diskussionsforum vielleicht beantworten kann:

Ein Koaxialkabel ist ja genau genommen ein Dreileiter-System. Der Innenleiter und die Innenfläche des Kabelschirmes bilden die ersten beiden Leiter, die durch das Isoliermaterial dem Verkürzungsfaktor des Kabels unterworfen ist. Der dritte Leiter ist die Außenseite des Kabelschirmes, der fast ein relatives Epsilon um 1 hat, oder etwas mehr infolge der Kunststoffummantelung des Kabels. Gespeist wird der Dipol über den Innenleiter und die Innenfläche des Schirmes. Diese Leitung müßte eigentlich von der Außenseite des Schirmes abgeschirmt sein. Der durch Strahlung hervorgerufene Strom fließt dann nur auf diesem 3. Leiter.

Nun kann ich vor dem Eintritt des Kabels in das Haus das Kabel zu einer Drossel aufwickeln, sei es eine Luftdrossel oder eine Ferritdrossel. Das ist ja durchaus schon eine empfohlene Technik, um den Mantelwellenstrom nicht ins Haus zu lassen. Dann ist der 3. Leiter von der Erde isoliert. Wenn ich dann diesen 3. Leiter über so einen 400-Ohm-Widerstand mit einer geeigneten Erde verbinde, dann wird die Speisung des Dipols überhaupt nicht gestört, aber der Strom auf dem 3. Leiter bricht, wie die Simulation zeigt, auf einen sehr kleinen Wert zusammen, und im Widerstand werden wenige Watt verheizt. Diese Lösung muß unabhängig sein von der Länge des Speisekabels.

Oben am Dipol sind die 2. und die 3. Leiterbahn natürlich miteinander verbunden. Aber allgemein hört man, auch von DJ5IL, daß die entgegengesetzten Ströme im 1. und im 2. Leiter sich symmetrieren und vom Erregerstrom des Dipols nichts auf den 3. Leiter kommt.

Ich gebe zu, daß bei der Simulation die Schaffung einer Erde problematisch war. Das gleiche gilt natürlich auch für Speisekabel, die am Speiseende nicht nahe dem Erdboden verlaufen, sondern im x-ten Stock eines Hauses landen können. Andererseits dürfte aber eine Erdung für 400 Ohm auch nicht so kritisch sein; der Erdweg dürfte sogar selbst ein Widerstand sein; oder man kann für diese Erdung eine Metallfläche oder ein Erdnetz in größerer Höhe verwenden oder ein Regenrohr. Die praktische Lösung kann da sehr vielseitig ausfallen, das ist mir klar.

Eventuell kann man auch den Widerstand auf halber Höhe, in der Mitte des Speisekabels anordnen, indem man auch dort eine Mantelwellensperre einfügt und parallel dazu den 400-Ohm-Widerstand mit dem Koaxmantel kontaktiert. Eventuell verursachen verlustbehaftete Ferritringe eine solche Wirkung inder heutigen Antennenpraxis schon länger, ohne daß man so gezielt in diese Richtung hin gearbeitet hat. Den Widerstand mittig im schrägen Dipol könntest Du ja noch recht einfach simulieren. Am Eintritt des Kabels ins Haus benötigt man dann aber in der Praxis noch eine weitere Mantelwellensperre, damit der 3. Leiter erdfrei wird.

Eine Lösung für symmetrische Leitungen sehe ich auch, aber die kriegen wir später (habe gestern abend im Fernsehen die Vorstufe der Feuerzangenbowle gesehen [So ein Flegel, von 1934], daher liegt mir diese Redewendung noch im Sinn).

Lbr Ralf, inwieweit man in die EZNEC-Simulationen auch solche Bauteile einbeziehen kann, wie ich sie hier beschrieben habe, weiß ich nicht, aber wenn Du so einen Weg siehtst, würde ich mich freuen. Ich hatte bislang immer gemeint, ich müsste mir erst eine Stromzange bauen und den Sommer abwarten, bevor ich das probieren kann, aber vielleicht geht es auch schon über eine Simulation.

HW?

73

vielen Dank für Deine ausfürliche Erläuterung. Der Gedanke, einen Parallelwiderstand nach "Masse/ Erde" von 400 Ohm zu benutzen (statt oder ergänzend zur Serienimpedanz einer Drossel), ist erst einmal interessant.
Ich habe mal weitersimuliert, um die Idee einzubauen.

Als Paradebeispiel habe ich eine FD3 hergenommen und diese in EZNEC nachempfunden. Ich habe keine FD3 oder FD4, habe mich aber schon immer gewundert, daß verschiedene OM so unterschiedliche Erfahrungen mit ein und derselben Antenne haben.

Nach der Simulationssession ahne ich, wieso das so ist.

Der Antennenstrahler besteht aus drei Drahtstücken, die in Summe 10m lang sind, sodaß die Resonanzfrequenz bei 7,25 MHz landet. Das gespeiste Mittelelement ist 20cm lang und liegt bei 2,7m vom rechten Ende entfernt. So ist es möglich an dieses gespeiste Segment links- oder rechtsseitig den Koaxmantel anzuschließen und als einfachen Draht zu simulieren (zufällig 17m). Der Koaxmantel ist linksseitig angeschlossen.
Im Serie zum Koaxmantel liegt zuerst Load1 (ganz kurz vor dem Knotenpunkt zum Strahler), welches die Common Mode Impedanz des Baluns nachbildet. Weiter unten, kurz vor den Radials befindet sich Load2 in Serie, welches eine Mantelwellendrossel (oder einen Widerstand nach Masse) simuliert. Ich habe Load2 nicht direkt am Fußpunkt angebracht, damit man den Strom nach der Drossel (Widerstand) noch grafisch erkennen kann.

Bild12_FD3_Z1=j10k_Z3=5K.jpg
Frequency = 7,25 MHz
Source 1 Voltage = 200 V. at 0,0 deg.
Current = 0,5216 A. at 0,83 deg.
Impedance = 383,4 - J 5,582 ohms
Power = 104,3 watts
SWR (50 ohm system) = 7,669 (400 ohm system) = 1,046
Load 1 Voltage = 585 V. at 67,82 deg.
Current = 0,0585 A. at -21,61 deg.
Impedance = 100 + J 10000 ohms
Power = 0,3422 watts
Load 2 Voltage = 59,97 V. at 39,91 deg.
Current = 0,01199 A. at 39,91 deg.
Impedance = 5000 + J 0 ohms
Power = 0,7193 watts

Total applied power = 104,3 watts
Total load power = 1,061 watts
Total load loss = 0,044 dB
Ergebnis: Load 1 ist ein fast perfekter Balun (Q=100) und Load 2 ist eine fast perfekte resistive Ferritdrossel. Der Strom in Strahlermitte ist 1,15A und der Strom nach Load2 nur 12mA, das sind ca. 40dB Abstand. Die Anpassung ist mit SWR1,05 perfekt.

Bild13_FD3_Z1=j4k_Z2=3k.jpg
Frequency = 7,25 MHz
Source 1 Voltage = 200 V. at 0,0 deg.
Current = 0,6502 A. at 23,1 deg.
Impedance = 282,9 - J 120,7 ohms
Power = 119,6 watts
SWR (50 ohm system) = 6,716 (400 ohm system) = 1,640
Load 1 Voltage = 614,4 V. at 94,11 deg.
Current = 0,1535 A. at 5,54 deg.
Impedance = 100 + J 4000 ohms
Power = 2,358 watts
Load 2 Voltage = 19,96 V. at 28,81 deg.
Current = 0,006652 A. at 28,81 deg.
Impedance = 3000 + J 0 ohms
Power = 0,1328 watts

Total applied power = 119,6 watts
Total load power = 2,49 watts
Total load loss = 0,091 dB
Ergebnis: Die angenommenen Impedanzen sind Werte, die ich schon selbst gemessen habe. Mit einer Einschränkung: Der Balun besitzt mit NiZn Ferrit (besseres gibt es nicht) die notwendige Güte nur bis 15... 20MHz. Darüber steigt der resistive Anteil sprungartig an und die Simulation müßte mit anderen Werten (vorrangig resistiv)gemacht werden.
Die Anpassing ist immer noch gut und der Mantelstrom klein, bei kleinen Verlustleistungen in den Loads.

Bild14_FD3_Z1=j1k_Z2=0.jpg
Frequency = 7,25 MHz
Source 1 Voltage = 200 V. at 0,0 deg.
Current = 0,4028 A. at 79,57 deg.
Impedance = 89,86 - J 488,3 ohms
Power = 14,58 watts
SWR (50 ohm system) = 55,414 (400 ohm system) = 11,222
Load 1 Voltage = 251,2 V. at 160,54 deg.
Current = 0,2512 A. at 71,11 deg.
Impedance = 10 + J 1000 ohms
Power = 0,6311 watts
Load 2 Voltage = 0 V. at -101,12 deg.
Current = 0,1358 A. at -101,12 deg.
Impedance = 0 + J 0 ohms
Power = 0 watts

Total applied power = 14,58 watts
Total load power = 0,6311 watts
Total load loss = 0,192 dB
Ergebnis: Der Current-Balun besteht aus einem Ringkern 4C65 Material mit 36mm Außendurchmesser, der mit 2x11Wdg Teflonlitze bewickelt ist. Das gibt eine Sperrimpedanz von 1000 Ohm induktiv mit hoher Güte (Amidon 61 ist gleich).
Das ist ein guter Balun, wenn man einen Dipol mit 50 Ohm Fußpunktwiderstand symmetrieren will. Bei 400 Ohm Fußpunktwiderstand gibt es nur Faktor 2,5 bei der Impedanz.
Der Mantelstrom ist 0,25 A am Übergang zu den Radials. Die Anpassung ist schlecht, aber nicht so schlecht, daß ein Antennentuner es nicht bewältigen könnte.
Diese Antenne gibt es bestimmt zu kaufen (oder schnell selbst gebaut nach Anleitung) und nackt verwendet kann man damit Probleme bekommen. Mit schlechter Performance in der Strahlungsleistung und TVI, BCI bei sich und beim Nachbarn.

Bild15_FD3_Z1=j1k_Z2=3k.jpg
Frequency = 7,25 MHz
Source 1 Voltage = 200 V. at 0,0 deg.
Current = 0,4426 A. at 75,19 deg.
Impedance = 115,5 - J 436,9 ohms
Power = 22,62 watts
SWR (50 ohm system) = 35,770 (400 ohm system) = 7,755
Load 1 Voltage = 233,2 V. at 157,13 deg.
Current = 0,2332 A. at 67,7 deg.
Impedance = 10 + J 1000 ohms
Power = 0,5438 watts
Load 2 Voltage = 81,03 V. at -39,56 deg.
Current = 0,02701 A. at -39,56 deg.
Impedance = 3000 + J 0 ohms
Power = 2,189 watts

Total applied power = 22,62 watts
Total load power = 2,732 watts
Total load loss = 0,559 dB
Ergebnis: Durch Hinzufügen einer guten Mantelwellendrossel kann man den Mantelstrom verringern, aber die Anpassung nicht signifikant verbessern (minimale Verbesserung ist aber zu erkennen).

Bild16_FD3_Z1=j1k_Z2=400R.jpg
Frequency = 7,25 MHz
Source 1 Voltage = 200 V. at 0,0 deg.
Current = 0,4097 A. at 76,05 deg.
Impedance = 117,7 - J 473,8 ohms
Power = 19,76 watts
SWR (50 ohm system) = 40,892 (400 ohm system) = 8,339
Load 1 Voltage = 239,6 V. at 160,45 deg.
Current = 0,2395 A. at 71,02 deg.
Impedance = 10 + J 1000 ohms
Power = 0,5738 watts
Load 2 Voltage = 41,01 V. at -74,7 deg.
Current = 0,1025 A. at -74,7 deg.
Impedance = 400 + J 0 ohms
Power = 4,205 watts

Total applied power = 19,76 watts
Total load power = 4,779 watts
Total load loss = 1,203 dB
Ergebnis: Ähnlich, wie Bild15. Hier mit 400Ohm Widerstand. Die Wirkung des Widerstandes würde ich mit einer Gleichverteilung des Stromes längs der Leitung beschreiben. Ein größerer Widerstand (in Serie) führt aber zu absolut kleinere Mantelströmen nach der Einfügestelle. Der 400Ohm Widestand tut etwas, ist aber noch nicht die Lösung des Mantelstromproblems.

Da ich nur 5 Bilder machen darf beschreibe ich zwei Dinge noch verbal:
Die Verbindung des Koaxmantels an der linken Seite (langer Schenkel) gibt immer die bessere Anpassung. Für Bild14 verschlechtert sich die Anpassung auf VSWR=19,5 und selbst bei Bild12 gibt es eine Vereschlechterung auf VSWR=1,43.
Das sollte man beim Selbstbau beachten.
Führt die Koaxleitung weiter weg von der Antenne, bis zum Erdsystem, dann ist der Mantelstrom auch ohne Mantelwellendrossel sehr klein. Auf einen sehr guten Balun (Load1) kann in keinem Fall verzichtet werden. Wobei nicht dessen symmetrierender Wirkung entscheidet, sondern seine Gleichtaktstrom Impedanz. Die geht leider beim bei 4:1 Guanella Balun auf einem Ringern gegen Null. (mit 2 Kernen gewickelt nicht!) Braucht jemand eine Erklärung?
Die Symmetrierung der Gegentaktströme wird tatsächlich bereits vom Koaxialkabel übernommen, wenn dieses lang genug ist. Braucht jemand eine Erklärung?

Viel Spaß beim Nachdenken. Gibt es Einwände?

Viele Grüße,
Ralf Wendler

Lbr Ralf,

ich bedanke mich erst einmal für die neuen Simulationen.

Gegenüber meinem Wortbeispiel hast Du dabei schon einen Sprung gemacht und gleich die als besonders kritisch bekannte Offset-Einspeisung bei einer FD-3 untersucht.

Ich gehe auch konform mit dir (wenn ich alles richtig verstanden habe), daß man bei dieser Einspeisung erst einen Balun von ~400 Ohm auf 50 Ohm braucht, darunter eine gute Mantelwellensperre für 50 Ohm, und dann unten eine weitere Mantelwellensperre mit dem "Absorberwiderstand", kontaktiert am Kabelschirm, zur Erde hin.

Mit dem Ausdruck "resistive Ferritdrossel" meinst Du bei der Simulation der Load 2 wohl die Parallelschaltung der Mantelwellensperre mit einem Widerstand.

Aber jetzt trete ich erst einmal beiseite, um anderen Kommentaren Platz zu machen.

Lbr Ha-Jo,

wenn ich Deine Absicht richtig verstanden habe, geht es Dir darum, den "3. Leiter" (Abschirmung außen) des Koaxkabels unabhängig von dessen elektrischer Länge in jedem Falle außer Resonanz zu bringen (vielleicht könnte man auch sagen, stark zu bedämpfen?), um die Strahlung des Koaxschirms, welche durch einen durch Strahlungskopplung des eigentlichen Strahlers hervorgerufenen Strom entsteht, erheblich zu reduzieren und damit BCI/TVI zu minimieren. Zu diesem Zweck "trennst" Du den Koaxschirm am unteren Ende durch eine HF-Drossel HF-technisch auf und verbindest ihn über den 400 Ohm Widerstand mit Erde. Habe ich das soweit richtig nachvollzogen?

Deine Bedenken gingen aber in der Richtung, wie es - ganz praktisch - gelänge, in beliebiger Höhe dann die Erde für das kalte Ende des 400 Ohm Widerstands zu "errichten". Würde es nicht evtl. schon einfach genügen, die untere HF-Drossel (z.B. am Punkt der Einführung ins Haus) mit dem 400 Ohm Widerstand zu überbrücken? Der restliche Koaxschirm geht ja dann auf die Masse des TRX und diese sollte (im Regelfall) ja mit einer guten HF-Erde verbunden sein.

HW?

73 de Uwe, DL8UF

Lbr Uwe,

danke für deinen Kommentar; Du hast ja, glaube ich, selbst eine FD-4.

Die Reihenschaltung eines Widerstandes ist natürlich eine Bedämpfung. An sich bin ich aber von dem Bild ausgegangen, daß jeder Leiter über Erde, so auch der 3. Leiter des Koaxkabels, gegen Erde einen Wellenwiderstand hat, auch wenn dieser bei einem schräg geführten Draht nicht konstant ist. Wenn man aber eine Leitung mit ihrem Wellenwiderstand abschließt, dann verliert sie ihre Resonanzeigenschaften.

Nebenbei: In dem Beispiel von 1960 kämpfte ich mit einem Frequenzverdreifacher mit Lecherkreisen in einer geschirmten Kammer. Die Röhre war die QQ404/5, intern "über Kreuz" neutralisiert. Eigentlich sollte ein Vervielfacher nicht schwingen, wenn Gitter- und Anodenkreis auf verschiedenen Frequenzen stehen. Bei Leitungskreisen aber dritt dann auch die 3. Harmonische als Resonanz auf, und die Schaltung kann doch schwingen - aber nur, wenn die als Gegentakt gedachte Schaltung "umkippt" auf asymmetrisch! Denn in so einem geschirmten Lechersysstem ist auch eine Resonanz denkbar: "Beide Lecherstege parallel gegen Masse". Dann verdoppelt sich sogar die Gitter-Anoden-Kapazität, weil die intern eingebauten Neutralisationsstege sich nun mit parallel schalten. Und bei einem Durchstimmbereich von 450 - 800 MHz trat diese Schwingbedingung nun einmal irgendwo auf.

Daann habe ich gegrübelt, wie ich die Parallelresonanz "totmachen" kann. Und da fiel mir dieser Satz ein, daß eine abgeschlossene Leitung ihre Resonanzeigenschaft verliert.

An sich zeigt die Literatur zwei Beschaltungen am Ende von Lecherleitungen in Röhrenschaltungen: Entweder hart abblocken oder hochohmig lassen und über eine Drossel speisen. Legt man dann aber über die Drossel einen ohmschen Widerstand in der Größenordnung des Wellenwiderstandes der Parallel-Leitung nach Masse und blockt hinter der Drossel ab, dann wird die Leitung nach Masse abgeschlossen. In dem Fall war ein Widerstand von 150 Ohm notwendig. Und tatsächlich hörten die Schwingungen dann auf; die ganze Konstruktion war auf einfache Weise gerettet. Solche Röhren wie die QQE04/5 boten damals ja immerhin die Möglichkeit, mit Röhrensockeln in Stiftform bis fast 1000 MHz vorzudringen; sonst geht das nur mit Koaxialröhren.

Diese alte Erfahrung ist also der Ausgangspunkt meines hier gemachten Vorschlages. Hartnäckige könnten nun fragen, wieso ich mit dem Vorschlag so spät komme. Im Rentenalter hat man halt mehr Muße, noch nicht gelösten Dingen nachzugehen.

Wie man die "Erde" für diesen "Mantelwellenabsorber" realisiert, das ist noch eine Frage der Praxis. Für eine Impedanz von um 400 Ohm sollte eine Erde eigntlich relativ unkritisch zu machen sein. Du hast recht, wenn gewährleistet ist, daß die Kabellänge im Innern des Hauses kurz und dort eine verläßliche Erde ist, dann könnte man auch die untere Mantelwellensperre mit dem Widerstand überbrücken; mit dem Nachteil, daß der kleine Strom, die der Kabelmantel noch führt, dann doch ins Hausinnere kommt.

HW?

Hallo Ha-Jo,

danke für Deine schnelle Antwort. Dazu lernen kann man nur, wenn man Diskussionen verfolgt, in denen über mehr diskutiert wird, als man selber schon weiß
Da ist es doch sehr hilfreich, wenn man manchmal nachhaken kann, um sicher zu gehen, dass man das richtig verstanden hat (wenigstens die Kernpunkte, hi).

Zitat

Die Reihenschaltung eines Widerstandes ist natürlich eine Bedämpfung. An sich bin ich aber von dem Bild ausgegangen, daß jeder Leiter über Erde, so auch der 3. Leiter des Koaxkabels, gegen Erde einen Wellenwiderstand hat, auch wenn dieser bei einem schräg geführten Draht nicht konstant ist. Wenn man aber eine Leitung mit ihrem Wellenwiderstand abschließt, dann verliert sie ihre Resonanzeigenschaften.

OK, nachdem Du es hier nochmals angeschnitten hast, habe ich nochmals in Deinem ursprünglichen beitrag nachgelesen. Dort hattest Du es schon im Prinzip so angedeutet, aber ich hatte es wohl "überlesen".

Du nimmst - wegen über die Leitungslänge nicht konstantem Wellenwiderstand - den mittleren Wellenwiderstand, ca. 400 Ohm. Du schließt die Leitung am Ende mit diesem Wert ab. Dadurch gibt es keine Reflexionen, resp. keine stehenden Wellen. Ergo (nach Postulat von Tom, DC7GB keine Strahlung. Ich denke, jetzt hab' ich's wirklich verstanden.

73 de Uwe, DL8UF

Ich habe die Beschreibung des Simulationsaufbaus zu oberflächlich gemacht. Deshalb fange ich noch einmal an.
Zuerst müßte ein 400:50 Ohm Balun in die Speiseleitung. Dies wird durch die Einspeisung einer Konstanntspannung in der Simulation berücksichtigt, die der Spannung bei 100W an 400 Ohm in etwa entspricht (200V). Neben der Impedanzanpassung hat so ein Balun (nach Guanella) auch noch eine stromsymmetrierende Wirkung (Current Balun im Englischen genannt). Dies läßt sich als Gleichtakt Impedanz darstellen. Diese Impedanz ist Load1. Wird ein anderer 4:1 Trafo verwendet (Voltage Balun), so kann diese Impedanz durch eine zusätzlich in Reihe geschaltete Mantelstromdrossel (ist wiederum ein 1:1 Current Balun) erreicht werden. Damit diese Drossel induktiv bleibt, muß ein Ferrit mit hoher Güte (3... 15MHz) oder eine Luftdrossel (14... 30 MHz) verwendet werden. Bevorzugt auch in Parallelresonanz wie bei T2LT.
Die Mantelwellensperre Load2 ist eine Ferritdrossel mit MgZn Ferrit (ur=2000... 4700). Das N30 Material (für Schaltregleranwendungen entwickelt) von Epcos (bei Reichelt und Conrad erhältlich) verhält sich ab 1 MHz bis min. 100 MHz (fast) rein resistiv und eignet sich hervorragend von 1... 30 MHz als breitbandige Mantelwellensperre. Mit der richtigen Windungszahl läßt sich auch ein 400 Ohm Wirkwiderstand einstellen, ohne das Koax aufzuschneiden. Deshalb muß man zu dieser Drossel keine Widerstand parallel schalten. Die Drossel ist ein Widerstand. Entsprechend erwärmt sich auch der Ferritkern.
Am Einspeisepunkt der Antenne geht diese resistive Drossel nicht, da die Verlustleistung an der Stelle Load1 für eine 3000 Ohm (reiner Wirkwiderstand) Drossel bereits 30W Verlustleistung bei 100W Speiseleistung beträgt (der Simulation entnommen). Aus diesem Grund geht auch das NiZn Material ab ca. 15... 20MHz nicht mehr, da dieses dann auch sprunghaft resistiv wird.

Nun endlich zur Idee mit dem widerstandsrichtigen Abschluß des Koaxmantels mit 400 Ohm:
Eine Verringerung der Stehwelle auf der Leitung mit 400 Ohm Widerstand war ja zu erkennen. Aber...
Ich denke, daß es schwierig (eigentlich nicht möglich) ist, eine HF-Erde zum Anschluß des Widerstandes herzunehmen.
Den Grund sehe ich darin, daß es eine HF-Erde im Wortsinne nicht gibt. Die Erde ist nun mal kein Leiter (wie es Metalle oder Widerstandsdrähte sind). Die Erde besteht vorrangig aus SiO2, H2O und manchmal aus gelösten Salzen. Deshalb kann man die Erde auch nicht kontaktieren. Das Ausbringen von Radials macht auch keinen besseren Kontakt mit der Erde, sondern legt nur metallische Leiter auf die Erde, die dann Teil der Antenne werden.
Die Haupteigenschaft der Erde ist durch die dielektrische Eigenschaft von Wasser (er ca. 80) bestimmt. Eine hohe Dielektrizitätskonstante der Erde (großer Wasseranteil) bewirkt eine Bündelung des E-Feldes der Antenne (s. Eindringtiefe der Felder in d. Erde) und die Reflexion des E-Feldes (und des damit verknüpften H-Feldes), was von manchen Leuten auch als Spiegelbild der Antenne interpretiert wird. Tatsächlich kann man auf diese Weise eine Spiegelung der Antenne beobachten (wie es eine Lichtbrechung an Grenzflächen mit unterschiedlichem Brechungsindex gibt, so gibt es eine Reflexion an der Grenzfläche mit unterschiedlichem er: Luft zu Wasser in der Erde)
Die Feldbündelung wird von der Physikern auch mit dem sogenannten Verschiebungsstrom in Verbindung gebracht (in Analogie zum Leitungsstrom). Deshalb meinen Physiker mit der Bodenleitfähigkeit auch die "Leitfähigkeit für den Verschiebungsstrom". Wer bei der Leitfähigkeit der Erde an eine metallische Leitung dachte, steht wieder auf dem Glatteis.
Zur Verdeutlichung habe ich ein Diagramm vom Vorlesungsscript des Prof. Mönich (TU Berlin) angehängt. Darauf sieht man, daß die Erde ab 1MHz aufwärts sicher kein Leiter ist. Der städtische Fall Sigma=0,1mS er=13 ist noch garnicht eingetragen. Diese Kurve würde noch mehr in Richtung Isolator verschoben sein.

Falls Du auch meiner Meinung über die Erde bist, frage ich Dich, wie Du den 400 Ableitwiderstand anschließen willst. Es müßte eine metallische Konstruktion sein. Aber welche Konstruktion ist breitbandig genug? Ist das realisierbar? In meiner Simulation habe ich nur eine Frequenz verwendet und die "Simulationserde" war ein resonantes Radialnetz.

An Uwe:
Zitat:
> ... Dadurch gibt es keine Reflexionen, resp. keine stehenden Wellen. Ergo (nach >Postulat von Tom, DC7GB keine Strahlung. Ich denke, jetzt hab' ich's wirklich
> verstanden.
Ich befürchte Du gehst geradewegs aufs Glatteis,denn eine Gleichverteilung der Stromstärke auf einem einzelnen Leiter bedeutet nicht, daß keine Abstrahlung stattfindet. Die Abstrahlung finder immer dann statt, wenn es sich um Wechselstrom in einem einzelnen Leiter handelt, da die Beschleunigung der freien Elektronen im Leiter durch die angelegte Wechselspannung unmittelbar die Entstehung von E- und H-Feld bewirkt, wie diese im Fernfeld zu beobachten sind. (s. Artikel-Link in einem früheren Beitrag von mir) Die Abstrahlung eines Leiters wird nur dann stark verringert, wenn ein zweiter Leiter parallel verläuft, der einen gegephasege Strom in gleicher Stärke trägt. Sodann überlagern sich die abgestrahlten Felder und löschen sich aus. Das ist nur bildhaft dargestellt. In Wirklichkeit findet dann (fast) keine Abstrahlung statt. Nur der geringe Abstand der Leiter in der Realität führt zur unvollständigen Auslöschung und es bleibt ein kleiner Anteil der Abstrahlung übrig. Je weiter sich die Leiter voneinander entfernen, desto größer ist die Abstrahlung. Wenn der räumliche Abstand Lambda/2 beträgt, kommt es sogar zur konstruktiven Überlagerung und die Abstrahlung addiert sich (in bestimmte Raumrichtungen). So kommt man auch dazu, warum eine resistiv abgeschlossene Rhombusantenne strahlt. Eine Stehwelle ist dafür nicht nötig.
Im Gegenteil. Auf einer nicht mit dem Wellenwiderstand abgeschlossene Leitung (z.B. Koax, aber auch Zweidrahtleitung) bilden sich stehende Wellen aus, ohne daß die Leitung dadurch zur Antenne wird. Die Ströme sind an jedem Punkt gleich groß und gegenphasig.

Viele Grüße,
Ralf - DL3BUS

Hallo Ralf,

Zitat

An Uwe: Ich befürchte Du gehst geradewegs aufs Glatteis,denn ... Die Ströme sind an jedem Punkt gleich groß und gegenphasig.

habe ich es wirklich falsch verstanden, oder kann es sein, dass wir da gerade ein wenig aneinander vorbei geredet haben? Ich bezog mich bei meiner Argumentationskette ganz speziell auf das von Ha-Jo genannte Beispiel. Wenn wir - wie vorgegeben - von einer Speisung per Koax ausgehen, so spielen sich - richtige Symmetrierung im Speisepunkt der Antenne vorausgesetzt - alle Vorgänge, welche durch die Speisequelle (TRX) angeregt werden, zwischen dem Innenleiter des Koaxkables und der INNENseite der Abschirmung ab. Dies sind die - wie Ha-Jo es ausdrückte - ersten beiden Leiter des Koaxialkabels. Bei ordentlicher Symmetrierung, oder Mantelwellendrossel direkt am Speisepunkt haben diese Vorgänge aber keinerlei Auswirkungen auf die AUSSENseite der Abschirmung, den Ha-Jo auch den 3. Leiter des Koaxkabels nennt. Wie Ha-Jo zitiert hat:

Zitat

Oben am Dipol sind die 2. und die 3. Leiterbahn natürlich miteinander verbunden. Aber allgemein hört man, auch von DJ5IL, daß die entgegengesetzten Ströme im 1. und im 2. Leiter sich symmetrieren und vom Erregerstrom des Dipols nichts auf den 3. Leiter kommt.

war das auch mal das Ergebnis einer lägeren Diskussion in der Prä-Forums-Ära, damals noch auf der Liste.
Nun kommt aber ein zusätzlicher Strom auf dem EINZELNEN dritten Leiter, also der Außenseite der Koax-Abschirmung dadurch zustande, dass dieser
a) ein Leiter ist, sich
b) im Feld des eigentlichen Strahlers befindet und zwar
c) unsymmetrisch, d.h. außermittig.
Das war eigentlich meinem Verständnis nach auch eines der Ergebnisse der Diskussion zur außermittigen Speisung.
Alle von Dir noch einmal genannten Fakten, um mich "vom Glatteis zu holen" treffen nun zweifelsfrei auf das System aus Leiter 1 und 2 des Koaxkables zu. Ich bezog mich mit meinen Anmerkungen aber lediglich auf den außen liegenden, einzelnen, d.h. nicht mit den beiden anderen elektrisch in Beziehung stehenden und lediglich durch die Strahlungskopplung zum Stromfluß und in der Folge zum Strahlen angeregten "Draht" (also die AUSSENseite der Abschirmung). Wenn ich diesem durch (pseudo-) impedanzrichtigen Abschluss gegen Erde die auf ihn gekoppelte Strahlungsleistung "entziehe", dann erhalte ich damit eine reine fortlaufende Welle und in Folge keine "schädliche Sekundärstrahlung" mehr, was m.E. das eigentliche Ziel von Ha-Jo's Überlegungen war.

Könntest Du unter diesem Aspekt bitte nochmals prüfen, ob man meine Aussagen so als folgerichtig einstufen kann?

73 de Uwe, DL8UF

Es ist soweit alles perfekt.

Es gibt nur einen Punkt, der mir nicht einleuchtet. Und zwar, daß ein wellenwiderstandsrichtiger Abschluß die Leistung entzieht bzw. die Leitung, wenn der Strom entlang der Leitung eine geringe Welligkeit aufweist, nicht strahlt.
Meine Beschreibung der Feldauslöschung bei einer Leitung hat in der Tat mit dem Ha-Jo Aufbau nichts zu tun, sondern sollte nur ein Beispiel für eine nicht strahlende Leiteranordnung sein.
Meine Interpretation ist, daß der 400 Ohm Widerstand eine Nivellierung der Stehwelle auf dem Außenleiter bewirkt. In ihm wird auch Verlustleistung umgesetzt und damit der Mantelstrom etwas unterdrückt. Der verbleibende restliche Strom ist aber immer noch bedeutend. Jedenfalls kann man diesen mit einem größeren Serienwiderstand (z.B. 3kOhm resistive Ferrit-Drossel) noch weiter verringern. Dabei bräuchte man auch keine kaum zu realisierende "HF-Erde", da es eben ein Serienwiderstand ist.
Ich bin mir auch sicher, daß der Strombelag des 3. Leiters weiterhin eine Abstrahlung bewirkt. Auch wenn keine ausgeprägte Stehwelle mehr zu sehen ist. Es könnte allerdings schon sein, daß die "Sekundärstrahlung" klein genug ist, um im praktische Betrieb keinen Ärger mehr zu machen. Aber nur, wenn der Balun gut genug war. Wenn ich an 750W Sendeleistung denke oder an mittelmäßige Baluns, könnte es schon wieder knapp werden.
Die Ursache für die Abstrahlung sehe ich in der Art und Weise, wie elektromagnetische Abstrahlung in metallischen Leitern entsteht. Mit den Stichwörter "beschleunigte ladung strahlt" war ich dem Sachverhalt über die Google-Suche auf den Grund gegangen. Vielleicht kannst Du mal ähniches versuchen und mir dann sagen, ob Du das gleiche herausgefunden hast.

Eine ähnliche Konstellation bezüglich der Wellenwidestandsanpassung eines Einzeldrahtes ist die Eindraht-Speisung einer Windom Antenne. Da soll der Strom auf der Speiseleitung auch keine Welligkeit aufweisen. Was denkst Du. Strahlt die Speiseleitung?
Verzeih mir bitte den Eis-Vergleich. Ich habe mich jedenfalls schon oft so gefühlt, wenn ich dachte alles verstanden zu haben und im nächsten Lehrbuch alles ganz anders stand.

Viele Grüße,
Ralf - DL3BUS

Lbr Ralf,

ich danke dir zunächst für die eingehendere Erklärung deiner Simulation. Das mit den Ersatzbildern von Load 1 liest sich ja recht kompliziert. Da würde ich ja einige Zeit nötig haben, um mich da einzuarbeiten, ganz abgesehen davon, daß ich EZNEC noch nicht habe.

Meines Erachtens ist ein sogenanntes Erdnetz eine nichtresonante Erde bzw ein Gegengewicht! Beispielsweise ein Netz aus Draht mit einer Maschenweite, die klein gegen die Wellenlänge bei der obersten Frequenz ist (bei meinem Langdraht 70 cm). Ich würde mir zutrauen, eine FD-4 mit allen drei von mir genannten Leitern der Speiseleitung parallel wie eine T-Antenne mit so einem Erdnetz als Antenne zu verwenden, mit einem Anpaßgerät natürlich. Für die Erdung einer Impedanz von 400 Ohm müßte es auch reichen.

Ferner bin ich zunächst der Meinung, daß der Abschluß des 3. Leiters mit 3000 Ohm den Stromfluß nicht noch weiter verringert, sondern wieder Resonanzerscheinungen auf ihm hervorruft, abhängig von der Kabellänge, vor allem bei einer Länge von Lambda/2, und damit wieder eine stärkere Strahlung verursacht, eine stärkere Strahlung deshalb, weil die Stromstärke in einem Strombauch wieder ansteigt. Das gleiche würde auch für einen offen gelassenen, nicht resonanten 3. Leiter gelten. Wenn Du willst, magst Du das mit einer abgeänderten Simulation widerlegen.

Im übrigen würde ich mich schon freuen, wenn man die an der FD-4 etc beobachteten unschönen Erscheinungen auch nur für die normale Praxis genügend mildern könnte.

Eine physikalisch einwandfrei arbeitende Antenne ist meines Erachtens in Wohngebieten ohnehin kaum zu realisieren, nur auf regelrechten Antennengeländen.

Offensichtlich muß ich mir doch eine Stromzange bauen und die Verhältnisse an einer FD-3, die ich mal geschenkt bekommen habe, aber nicht betreibe, selber untersuchen. Eine FD-4 wäre bei mir schwieriger aufzuhängen, könnte aber auch noch gehen.

HW?

73

ich habe Deine Zeilen mehrfach gelesen und muß sagen, daß ich mir nicht sicher bin.

Ist ein auf die Erde gelegtes Drahtnetz ein nicht resonantes Gebilde? Ich habe es so, wie Du es schreibst auch schon mehrfach gelesen. Ich selbst habe damit keine Erfahrung. Kannst Du mir darüber mehr berichten?
So wie ich die Wirkung der Erde verstanden habe, müßte eine Metallfläche weiterhin die Resonanz, die aus der geometrischen Abmessung herrührt, behalten. Allerdings ist diese in der Frequenz nach unten verschoben, weil das Wasser im Erdboden ein Dielektrikum ist. Außerdem müßte die Resonanz stark abgeflacht sein, weil der Erdboden außerdem eine geringe elektrische Leitfähigkeit besitzt, die einen Wirkwiderstand darstellt. Wie breitbandig das Ganze wird und wie hoch die Güte ist... keine Ahnung.
Leider kommt man mit dem NEC2 Simulator, der in EZNEC steckt auch nicht weiter, weil er genau das nicht berechnen kann. Es ist verboten mit Drähten die Simulationserde zu berühren. Man darf nur auf Lambda/100 an diese Erde heranrücken. Es ist ein Einfluß der Erde auf die Drähte in der Fernfeldberechnung sichtbar, aber eine Breitbandigkeit, die von einer Güteverschlechterung herrührt, ist nicht zu sehen. Die metallischen Strukturen bleiben immer resonant. Das deckt sich nicht mit dem, was Du über das Erdnetz sagtest. In diesem Punkt bin ich sehr skeptisch, wüßte aber sehr gern genaueres.
Also, wenn das Erdnetz keine hohe Güte hat, dann wird in Ihm auch kein großer Strom fließen, der von der Antenne dorthin feldgekoppelt hingelangt. Dann müßte der 400 Ohm Widerstand als Ableitwiderstand funktionieren.
Wenn hingegen auf dem Erdnetz ein feldgekoppelter Strom fließt, dann koppelt der 400 Ohm Widerstand den Störstrom erst ein und bewirkt genau das Gegenteil. Da das Erdnetz in Lambda/4 Abstand von der Antenne liegt (10m Aufbauhöhe bei 7MHz) würde der Strom im parallel verlaufenden Erdnetz größer sein, als im senkrecht zur Antenne verlaufenden Koax. Dabei könnte es günstiger sein, das Erdnetz nicht mit dem Speiseleitungsschirm zu koppeln.
Wie gesagt, ich kann nur mutmaßen. Es hängt davon ab, wie sich das Erdnetz verhält.
Das mit der 3000 Ohm Drossel dachte ich folgendermaßen. Diese soll in Serie mit dem Kabelschirm sein und nicht induktiv sein. Eine Resonanz würde das nicht verursachen, aber die Stehwelle auf der Leitung örtlich verschieben und diese auch verringern. Die Drossel setzt dabei auch Verlustleistung um.
Für eine gute und breitbandige Unterdrückung des Mantelstromes wird man wohl mehrere Drosseln brauchen. Am besten in Lambda/4 Abstand für jedes Band extra.
Ich habe ein wenig in diese Richtung simuliert. Dabei habe ich den Eindruck gewonnen, daß es nicht einfach ist, mit Mantelwellendrosseln die Mantelwelle breitbandig zu unterdrücken. Immer, wenn man eine Drossel setzt, verrutscht die Stehwelle örtlich auf dem Koax, wird aber nicht so klein, wie man es gern hätte.
Bestimmt meintest Du dies mit den Resonanzerscheinungen. Oder?

Viele Grüße,
Ralf - DL3BUS

Lbr Ralf,

nun, ich habe so eine Netz von einigen Quadratmetern (auch nur 2 qm) Fläche auf Kurzwelle schon öfter mit Erfolg als Gegengewicht für einfache asymmetrische Drahtantennen benutzt, selbst auf 80 m. Auch beim Militär sind solche Netze üblich. Daß so ein Netz als Ersatz für eine Metallscheibe ebenfalls eine Resonanz besitzt, darüber habe ich mir noch keine Gedanken gemacht. Und wenn so ein Gebilde eine Eigenresonanz haben sollte, daß dürfte die beim Legen auf den Boden durch dessen Bedämpfung kaputt gehen.

In welchem Frequenzbereich siehst Du denn die Eigenresonanz eines solchen Gebildes? Wenn es ein Ring wäre, könnte ich es mir vorstellen, aber als völlig ausgefüllte Scheibe?

Zu dem, was Du über das Können und Nichtkönnen von EZNEC ausgeführt hast, kann ich nichts sagen, dazu fehlt mir das Wissen über dieses Programm. Auch was Du mit Güte eines Erdnetzes meinst, verstehe ich nicht. Wie definierst Du diese Güte? Ich kenne nur eine Definition als Blindwidestand zu realem Widerstand.

Die Lösung, mit 3000 Ohm den Strom auf dem 3. Leiter weiter zu verringern, sehe ich auch deshalb als nicht richtig an, weil schon bei deiner Simulation in Bild 12, bei der Du angibst, die resistive Drossel hätte 1000 Ohm, der Strom auf diesem Leiter schon wieder sinusförmig ist, was auif den Bildern vorher mit nur einem Leiter und 400 Ohm nach Erde nicht der Fall war.

Ich fasse den 3. Leiter als einen Draht auf, der mit dem Erdboden eine zweipolige Leitung bildet, die zwar wegen der Neigung keinen konstanten Wellenwiderstand hat; er liegt aber in der Gegend von 400 ... 500 Ohm; so etwas habe ich bei Langdrähten schon gemessen. Und wenn man eine Hochfrequenzleitung mit ihrem Wellenwiderstand abschließt, dann verliert sie ihre Resonanzeigenschaften; das ist der Ausgangspunkt meines Vorschlages. Eine Resonanz mit einem Widerstand zu vermeiden ist allemal besser als mit Drosseln. Und wenn die Resonanzeigenschaften fehlen, dann ist auch die Resonanz-Aufschaukelung eines durch Strahlung eingekoppelten Stromes auf höhere Werte nicht vorhanden.

Mir kommt vor, als hättest Du den Text, den ich an Uwe, DL8UF, gerichtet habe, gar nicht mitgelesen. Da steht drin, woher ich diese Anregung habe. Sicher hatte man bei Leitern in so einem Metallaufbau klarere Verhältnisse als hier bei Antennen. Aber die ersten Simulationsergebnisse mit EZNEC deuteten eigentlich schon in die gleich Richtung.

Das ist also eine ganz andere Vorgehensweise als deine, wenn Du mit mehreren in Reihe geschalteten Drosseln den Strom runterdrücken willst. Das halte ich wieder für kaum realisierbar, Du hast es ja selbst schon gemerkt.

Wenn diese Diskussion so weiter verläuft, dann kommen wir hier auf dem Server mit dem Problem nicht weiter; dann muß ich praktisch tätig werden, in dem Feld bin ich besser zu Hause. Nehme mir diese Einstellung bitte nicht übel.

HW?

73

Hallo miteinander,

Zitat

Ich fasse den 3. Leiter als einen Draht auf, der mit dem Erdboden eine zweipolige Leitung bildet, die zwar wegen der Neigung keinen konstanten Wellenwiderstand hat; er liegt aber in der Gegend von 400 ... 500 Ohm;

könnte man in diesem Punkt für die Simulation nicht dadurch eindeutigere Verhältnisse schaffen, dass man die Speiseleitung nicht senkrecht von unten nach oben der Antenne zuführt, sondern horizontal, also parallel zur Erde?
Die Einkopplung vom Strahler auf die Leitung müsste so annähernd dieselbe bleiben. Annähernd deshalb, weil das Feld des Strahlers ja nur im freien Raum rotationssymmetrisch wäre.
Der Wellenwiderstand des "3. Leiters" wäre dann aber - wegen konstantem Abstand zur Erde - auf der ganzen Leitung homogen.

HW?

73 de Uwe, DL8UF

Hallo, Ralf!

Ich zitiere mal aus Deinem letzten Posting:

Das mit der 3000 Ohm Drossel dachte ich folgendermaßen. Diese soll in Serie mit dem Kabelschirm sein und nicht induktiv sein.

---- Zitat Ende

Das ist ja fast nobelpreiswürdig! Eine "nicht induktive" Drossel! Öha! Oder meinst Du damit den Vogel gleichen Namens? Dessen Induktivität könnte man ja z. B. mit einem DipIt mal probehalber ausmessen.

73
Hans/DJ4AZ

jetzt hast Du mich gekriegt. Das hört sich wirklich blöd an.
Naja, wie sagt man es, wenn eine Wicklung auf einen Ferritkern wie eine Drossel aussieht, aber eine reinen Wirkwiderstand bei der betrachteten Frequenz darstellt.

Ist es eine resistive Drossel? Na wohl eher ein Widerstand.
Ob alle OM den Unterschied kennen?

73 de Ralf

@Ralf,
ich habe das 3-Leiter-Teilthema nicht ganz verfolgt, aber was du da zuletzt beschreibst, wäre ein Serienschwingkreis. Der ist natürlich resonant aber sehr breitbandig. Einen realen Serienschwingkreis kann man ja auch als sog. "künstliche Erde" einsetzen. Damit kann man aber nur Blindanteile kompensieren. Die ohmschen Verluste nicht.

@alle
Ein Gitternetz im Erdboden soll eine "unendlich große" Grundfläche annähern. Die praktische Realisierung wirkt als Ersatzschaltung wie ein sehr stark bedämpfter Serienschwingkreis. Radials wirken genauso, sind nur nicht so stark bedämpft und daher schmalbandiger. Vielleicht hilft das bei eurer Diskussion etwas weiter.

73 de Tom - DC7GB