Elektrische Antennen

Hallo Reinhard und Günter.

Beteilige mich gerne an der Diskussion.

Kurze Vorgeschichte:
Ich beschäftige mich seit längerer Zeit mit "kleinen" Antennen und auch mit Breitbandantennen. Ich habe zwar keine großen Platzprobleme und bin auch nicht "antennengeschädigt". Dennoch ist es reizvoll mit kleiner Leistung und kleinen Antennen zu arbeiten.

Sogenannte MicroVerts habe ich bereits gebaut und für meine Verhältnisse recht ausgiebig getestet. Im Bild im Anhang ist ein von mir gebautes Modell für 40m Betrieb mit 48µH Spule. Der Stab ist zweigeteilt und verschiebbar.

Ich konnte über einen längeren Zeitraum direkte Vergleiche auf 40m und 20m mit einer quadratischen Magnetischen Antenne mit einer Kantenlänge von 1m und einem Dipol anstellen. Ich möchte meine Erfahrungen kurz schildern.

Die Magnetische Antenne lieferte bei der Gegenstation regelmäßig die besseren Rapporte. Sowohl auf 20m als auch auf 40m. Der Unterschied war regelmäßig ca. 2-4 S-Stufen besser für die Magnetische Antenne. In keinem Fall erzeugte die MicroVert ein besseres Signal. Ausnahme: die Magnetische Antenne nahe am Boden und das Kabel der MicroVert hoch verlegt.

Die MicroVert strahlt auf jeden Fall, denn es funktionierte. Dennoch war die Antenne deutlich schwächer als die Magnetische Antenne.

Der Dipol war der magnetischen Antenne nicht wesentlich überlegen. Allerdings ist das keine sehr präzise Aussage, denn in manchen Fällen erzeugte der Dipol ein viel lauteres Signal.

Mich störte vor allen Dingen die Empfindlichkeit der MicroVert gegen Umgebungseinflüsse.

Leider konnte ich die MicroVert mit meiner Software nicht simulieren. Vielleicht gibts ja eine NEC-Simulation, die mir jemand zur Verfügung stellen könnte. Ich würde das sehr gerne mal ausprobieren.

So, das sind meine Erfahrung mit MicroVert Antennen. Da ich diese Erfahrungen mit unterschiedlichen Typen machte, denke ich, daß ich da nicht so ganz falsch liege. Allerdings interessieren mich diese Antennen trotzdem, und vielleicht habe ich ja einfach einen Fehler gemacht.

73 de Rolf

Hallo Reinhard, Günter und Rolf,

teilweise haben wir ja schon einige Fragen dazu ab hier: Gedanken zur außermittigen Speisung symmetrischer Dipole behandelt. Insbesondere die drei Bedingungen, die für die Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle erforderlich sind.

Es ist immer schwer eine knallharte Grenze anzugeben nach dem Motto bis hier hin gehts und unmittelbar danach nicht mehr. Man kann nur sagen was man machen muss, damit der Kondensator oder das ganze Gebilde möglichst wenig bzw. möglichst viel abstrahlt. Je kleiner die strahlende Struktur gegenüber Lambda wird, um so höher sind die Verluste, die durch Anpassung dieses Gebildes an den Senderausgang entstehen.

Nimmt man nun beispielsweise einen simplen C von 100pF mit 2x 5cm langen Anschlussbeinen, so kommt es - wie Günther schon sagt - darauf an, wie gut das elektrische Feld durch das Dielektrikum "eingefangen" wird oder anders ausgedrückt, wie gross das Streufeld des Kondensators ist. Normalerweise will man das bei einem Kondensator eigentlich nicht haben, kann es aber nie ganz vermeiden. Eskommt noch hinzu, dass man bei kleinen Kapazitäten und hoher Dielektritzitätskonstante sehr kleine Kondensatoren erhält. Da gibt es einfach Grenzen der Handhabbarkeit des Cs.

Auf der verzinnten (relativ schlechter Leiter) 2x 5cm Anschlussleitung a 0,5mm Durchmesser wird man auch nur sehr schwer eine sich ändernde Strombelegung (eine Bedingung für Abstrahlung) hin bekommen. Sind die Beine noch abgewinkelt, oder laufen sie sogar parallel, so kompensiert sich das Magnetfeld der Anschlussbeine auch noch überwiegend.

Schliesslich muss man auch noch in diese kleine Struktur genügend Energie mittels Leistungsanpassung einkoppeln. Da der Strahlungswiderstand kleiner Strukturen auch sehr klein ist, muss man kräftig transformieren. Da bleibt das Meiste im Anpassnetzwerk als ohmscher oder in geringerem Masse als dielektrischer Verlust stecken. Das ist auch der Grund dafür, dass die MicroVert schlechter geht als eine annähernd gleich grosse Mag-Loop. Sie braucht nur wenig bis gar kein Anpassnetzwerk, in dem Verluste auftreten können. Die Anpassung macht man einfach durch eine geeignete Koppelschleife. Es dürfte damit auch klar sein, wo man die sog. EH-Antenne mit ihren drei Spulen (!) einsortien kann. Sie wird bei den drei Typen das Schlusslicht darstellen.

Man wird nie sagen können, der Kondensator strahlt überhaupt nichts ab. Aber der Wirkungsgrad der Abstrahlung dürfte nahezu gegen Null gehen. Das heisst aber eben streng genommen, dass er trotzdem strahlt.

Wo soll man hier also die Grenze ziehen? Die Faustformel Abmessung "möglichst" nicht kleiner als Lambda/10 ist da für den Praktiker gar nicht so schlecht, aber eben keine knallharte Grenze. Das ist auch mit ein Grund dafür, dass man heute im HF-Bereich SMD-Technik verwendet. Die strahlenden und koppelden Strukturen werden immer kleiner.

Die Frage welche Drahtantenne man wo einsetzt, wird von ganz anderen Randbedingungen entschieden:

• Für den fahrenden Mobilbetrieb ist eine MicroVert mechanisch die beste Lösung
• Für QRP-Betrieb ziehe ich eine symmetrische Antenne (Doppelzepp) mit Tuner vor
• Für zu Hause mit viel Platz ein Lambda/2-Dipol
• Für Richtwirkungen ein Beam, oder wer Platz hat, eine Quad oder ein phased Array
• Für die beste Balkon-Kompromissantenne halte ich eine Mag-Loop. Die hat auch noch den Vorteil, dass sie vom "gemeinen Mitbürger" nicht unbedingt als Antenne erkannt wird! Bei der Strahlungshysterie heutzutage ist das nicht zu unterschätzen. Sie lässt sich durch Kunststofffolien auch noch gut als moderner Sichtschutz "tarnen".

Alle anderen Formen FD4, W3DZZ, Rhombus, Langdraht usw. sind eine Frage der Weltanschauung und des Platzes, aber auch irgendwo mit Kompromissen behaftet. Jeder schwört im übrigen, dass seine Antenne die beste sei. Dagegen gibt es kein Argument

Zitat

Original von DK1IO
[...]Kein Magnetfeld, aber ein elektrisches Feld, also eine elektrische Antenne.[...]

Vorsicht! Das ist nicht richtig. Wenn die einzelnen Leiter an verschiedenen Orten parallel liegen, so hebt sich das Magnetfeld nicht vollständig auf! Das macht es noch nicht einmal, wenn mal alle Dräht isoliert miteinander verdrillt. Es bleibt immer ein kleines restliches Magnetfeld übrig. Mit einem magnetischen- oder elektrischen Feld alleine entsteht kein elektromagnetisches Fernfeld. Es müssen dazu immer beide Komponenten vorhanden sein.

73 de Tom - DC7GB

Hallo Reinhard!

Den Versuch finde ich klasse. Im Moment komme ich gerade wegen QRL nicht dazu, mich näher mit Deinem Versuch zu befassen. Ich bleibe aber dran. Also wirklich, da muß man erstmal draufkommen!

Wenn ich es richtig verstanden habe, hast Du auf Anpassung komplett verzichtet. Irgendwie... also, es strahlt irgendwie alles - irgendwie...

73 de Rolf

Zitat

Ich bin der Meinung, dass schon eine Feldkomponente am Ursprungsort genügt, um ein elektromagnetisches Fernfeld zu erhalten.

Hallo Reinhard.

Das könnte man doch relativ leicht durch einen Versuch nachweisen.

Ein Versuchsaufbau könnte folgendermassen aussehen:

Ein Generator und eine auf einen Ferritstab gewickelte Spule als Antenne befinden sich in einem Metallgehäuse. Die beiden Enden des Ferritstabes schauen durch passende Löcher im Metallgehäuse aus dem Gehäuse heraus.

Die magnetischen Feldlinien treten aus den Enden des Ferritstabes erst außerhalb des Gehäuses aus. Ein elektrisches Feld ist außerhalb des Gehäuses nicht vorhanden.

Wenn sich nun im Fernfeld eine elektromagnetische Strahlung nachweisen läßt, dann stimmt Deine Vermutung. Falls nichts zu hören ist, dann stimmt Toms Theorie.

Schön, daß so Vieles falsifizierbar ist. Ich muß mal sehen, ob ich einen Ferritstab rumliegen habe (ich denke aber leider nicht).

73 de Rolf

Reinhard

ach was, alles kein Problem

Zitat

[...]Nach Maxwell umgibt sich nicht nur der im Dipol fließende Leitungsstrom, sondern auch der zwischen den den Enden hin- und herflutende Verschiebungsstrom mit einem Magnetfeld.[...]

Das was du als "Verschiebestrom" bezeichnest, wird durch das elektrische Feld hervorgerufen. Das elektrische Feld entsteht nur zwischen zwei elektrischen Potentialen und hat einen Anfang und ein Ende. Ein magnetisches Feld hat immer geschlossene Feldlinien und bildet sich nur um sich bewegende Ladungen (Elektronen) herum. Andernfalls müsste es magnetische Ladungen (Monopole) geben. Es gibt aber nur magnetische Dipole. Zwischen den beiden Enden der Antenne fliessen durch "die Luft" keine Elektronen. Daher entsteht in "der Luft" auch kein Magnetfeld. (Ausnahme: Man ionisiert die Luft.)

Ein Verschiebestrom entsteht, wenn sich zwischen zwei Orten ein Potential aufbaut. Das geht natürlich nur wenn Ladungsträger sich bewegen, also ein Strom (genannt Verschiebestrom) fliesst. Diese Ladungsträger können die Enden aber nicht verlassen. In einem Kondensator werden im Dielektrikum auch nur dann Elektronen transportiert, wenn er kaputt ist. Dann wäre sein Dielektrikum ionisiert. Der Begriff "Verschiebestrom" führt nur in die Irre.

Rolf

Das Problem bei diesem Versuch dürfte sein, dass elektrische Feldlinien selbt aus dem kleinsten Löchern noch heraus kommen. Die Intensität ist aber gering, je kleiner man die Löcher macht. Man muss ausserdem die Messung im Fernfeld (>10 Lambda) durchführen! Wenn du das tatsächlich aufbauen willst, dann darf das Gehäuse keinen geschlossenen elektrischen Weg um die Ferritantenne haben. Das würde sonst als Kurzschlusswicklung über Wirbelstöme ein magnetisches Gegenfeld erzeugen und so auch das magnetische Feld schwächen. Das willst du aber gar nicht. - Maxwell wird sich freuen!

73 de Tom - DC7GB

Hallo Reinhard.

Ich weiß wirklich nicht, was richtig ist. Das elektrische Skalarpotential verschwindet, wenn der Strom örtlich konstant ist. Es sind ja keine Ladungshäufungen vorhanden.

Doch dann kam Tom :D. Und wenn ich richtig verstanden habe, was er erklärte, dann gibt es das reine Magnetfeld nicht. Wir messen halt falsch. Damit könnte er recht haben. Vielleicht aber auch nicht. Woher soll ich das wissen, denn ich bin dumm?

Weil das also nicht geht, wie Tom sagt, weil immer auch eine elektrische Komponente vorhanden ist (auch wenn sie klein ist). Wer das vernachlässigt, so habe ich Tom verstanden, der könnte zu der ganz und gar irrigen Ansicht gelangen, ein reines magnetisches, zeitlich veränderliches Feld könne ein elektromagnetisches Fernfeld auslösen.

Über die elektrische Feldstärke läßt sich zwar prinzipiell anhand des Durchflutungssatzes die magnetische Erregung errechnen. Doch wenn keine elektrische Feldstärke vorhanden ist, dann kann auch keine magnetische daraus errechnet werden. Sie ist Null (das ist trivial, ich weiß, aber muß trotzdem erwähnt werden). Denn jetzt müssen wir ja irgendwie unsere Ergebnisse interpretieren. Was nützt der schönste Versuch, wenn wir ihn nicht kapieren?

Also: wenn das Feld in der Ferne mit der dritten Wurzel der Entfernung abnimmt, dann wissen wir: ein elektromagnetisches Feld haben wir vor uns, um uns. Wir müssen also, meiner Ansicht nach, bei mindestens zwei Entfernungen im Fernfeld messen - oder zumindest bei > 3 Lambda. Sonst könnten unsere Interpretationen falsch sein.

Also, was ist zu tun? Ein Versuch muß her. Und zwar so einer, wo ein rein magnetisches Wechselfeld ohne auch nur den Hauch eines elektrischen Feldes abgestrahlt wird. Und da ein Ferritstab nicht gerade als elektrische Antenne bekannt ist, und zudem die Erregerspule (evtl. Schwingkreisspule) auch noch eingeschlossen werden kann, sollte sich so überprüfen lassen, ob ein magnetisches Quellenfeld ein elektromagnetisches Feld erzeugen kann.

Da unser Ferritstab bis 30 MHz locker funktioniert, nehmen wir also als Versuchsfrequenz 29 MHz. Das ist ok, denn da müssen wir nicht so weit laufen.

Wie messen?

Mit einem Empfänger. Das Wegtragen des Empfängers ist zu umständlich, also gehen wir mit unserem "Magnetstrahler" weg. Einmal bei 30 Meter Entferung, dann bei 100 Meter. Wenn wir ca. 1/10 der ursprünglichen Feldstärke bei 30m nach 100m messen, dann hat Tom Unrecht. Ansonsten hat er Recht.

Aufwand?

Wenig. Ein Prüfsender, quarzgesteuert, ist innerhalb 1 Stunde aufgebaut.

Jetzt überlege ich, ob ich es wagen soll.

73 de Rolf

Vielen Dank allen, die sich an dieser interessanten Diskussion beteiligen!

Ich möchte mal an Rolfs Gedankenexperiment mit der Ferritantenne anknüpfen und meine anschaulichen Vorstellungen zum Besten geben:
Die Frage ist doch, wie erreiche ich, dass eine elektromagnetische Welle auf die Reise geht. Nun hat das durch die Antenne erzeugte Magnetfeld den Nachteil, dass es mit der 3. Potenz der Entfernung abnimmt. Wenn ich es aber schaffe, in einer nennenswerten Entfernung von der Antenne (halbe Wellenlänge) ein Magnetfeld zu erzeugen, dann habe ich das Antennenmagnetfeld ja schon wieder umgepolt, während sich die "alten" Feldlinien noch "draußen" befinden. Dieser Teil wird dann nach meiner Vorstellung als Welle abgestrahlt. Der Schlüssel ist die Lichtgeschwindigkeit. Je langsamer wir das Licht machen, umso kleinere Antennen brauchen wir;-)

Nun zurück zur Ferritantenne: Um mit ihr eine 80-m-Welle zu senden, müsste sie in 40 m Abstand eine nennenswerte magnetische Feldstärke erzeugen können, das wird schwierig, denn das Magnetfeld nimmt ja mit der 3. Potenz der Entfernung ab. Mit einer MagLoop von 2 m Durchmesser und Strömen im A-Bereich ist das schon einfacher. Da kommt es sehr gelegen, wenn die MagLoop ein Resonanzkreis ist, und wir den riesigen Strom fast kostenlos hin- und herpendeln lassen können.

Mit der elektrischen Antenne ist das analog, auch das elektrische Feld nimmt mit der 3. Potenz der Entfernung ab, und um eine 80-m-Welle zu senden, muss ich in 40 m Entfernung eine nennenswerte elektrische Feldstärke erzeugen können.
Ist die Antenne zu klein, wird es schwierig, es ist das gleiche als wollte man mit einer Stecknadel Wellen im Teich machen.

vy 73, Klaus, DM5KL

So, jetzt habe ich hier einen alten, zerdepperten Radio ausgegraben. Der hat so eine superschöne Ferritantenne. Doch irgendwie kriege ich es nicht übers Herz, das trotz heftiger "Kampfspuren" immer noch funktionierende Teil zu zerlegen.

It takes time, baby...

Hoffentlich erzählt mir der Tom nach gelungener Ausschlachtung nicht noch, daß durch den Ferrit das elektrische Feld kriecht. Denn das ist mir auch gerade noch eingefallen.

@Klaus: wir hatten ja in der anderen Diskussion um die außermittige Speisung von Dipolen schon erfahren: die Magnetische Antenne hat leider auch ein E-Feld... zumindest ein kleines.

73 de Rolf

puh, jetzt wirds gleich nicht mehr anschaulich...

@alle

Doch, das reine Magnetfeld gibt es ebenso wie das reine Elektrische Feld, aber leider nur im statischen Fall. Die Feldstärken nehmen dann mit 1/r ab. Bewegt man Ladung, so entsteht ein Magnetfeld und wegen der gleichzeitigen Ladungsverschiebung immer auch ein elektrisches Feld. Weil sich Laung (mindestens ein einziges Elektron) bewegt, sind das keine statischen Felder mehr. In diesem Fall existiert das H-Feld nie ohne das E-Feld.

Wenn man über dieses elektrodynamische Feld eine reelle Energie und durch deren Änderung sogar Information übertragen will, dann müssen beide Feldstärken (E und H) am Empfangsort gleichphasig sein. Das Produkt aus E und H nennt man Pointingschen Vektor. Es ist anschaulich eine Strahlungsdichte, gemessen in W/(m^2). Sie nimmt wegen des Produkts P = 1/2 * E * H mit 1/(r^2) ab, weil jedes Feld für sich ja schon mit 1/r abnimmt.

Im Nahfeld hat der Pointingsche Vektor auch Komponenten, die mit noch höheren Ordnungszahlen der Potenz abnehmen. Zum Glück ist das so, denn die kann man daher im Fernfeld alle vernachlässigen! Zusätzlich kommt noch dazu, dass der Pointingsche Vektor im Nahfeld komplex ist, also auch einen Imaginäranteil hat, weil E und H dort nur an wenigen Orten phasengleich sind. Das kann man sich anschaulich vielleicht noch vorstellen, denn es leuchtet ein, dass die Orte der maximalen Strahlungsdichten von E und H auf Grund unterschiedlicher Antennenbauformen schon völlig anders sein müssen. Entsprechende Ort, wo sie auch im Nahfeld lokal begrenzt gleichphasig sind, treten dann tatsächlich auf. Dieser Spezialfall ist für den Amateur, der an QSOs und nicht an der Wärmewirkung der HF interessiert ist, völlig uninteressant. Wie die genauen Felddichteverteilungen im Nahfeld aussehen ist daher für ihn egal. (Hier versucht die EH-Antenne übrigens erfolglos die Physik zu überlisten.)

Im Fernfeld sieht so aus, als ob alles von einem Punkt abgestrahlt wird. Kein Wunder, denn anschaulich sind die Enden eines 10m langen Dipols bei 20m Wellenlänge in 5000km nicht mehr zu unterscheiden. Alle von den strahlenden Stromdichten erzeugte Felder überlagern sich dann (zum Glück) so, dass E und H phasengleich sind. Wäre das anders, so wäre das Produkt aus den beiden Feldstärken auch nicht rein rell. Oder noch schlimmer, es wäre bei 90 Grad Unterschied sogar gleich Null! Eine Übertragung von Energie oder gar Information mit elektromagnetischen Wellen ist dann unmöglich. Energieübertragung braucht man aber, weil es sonst keine Wechselwirkungen mit Materie geben kann. Jedes Messverfahren (ein RX ist nichts anderes) entnimmt Energie! Absolute Potentiale kann man nicht messen. Nur Unterschiede zu anderen Potentialen. Statische Magnetfelder kann man auch nicht messen! Nur sich ändernde Magnetfelder. Zur Not muss man die aufnehmende Magnetsonde bewegen. Man entzieht dann aber auch Energie und erzeugt zwangsweise ein elektrisches Feld. Bei einer HAL-Sonde bewegt man Elektronen durch das statische Magnetfeld. Dazu wird aber Energie gebraucht.

Keine Bange, man kann Maxwell nicht überlisten

Aus diesen ganzen Gründen kann man die drei schon mehrfach an anderer Stelle erwähnten Randbedingungen für eine Wellenablösung (Ich mag diesen Ausdruck nicht. Er anschaulich falsch, denn da löst sich nichts wie eine Tapete ab) ableiten:

• Die bewegte Ladung muss sich über eine von 0 verschiedene, endliche Strecke in einer Zeit ungleich 0 bewegen. Mit anderen Worten, die Antenne braucht eine endliche mechanische Ausdehnung und zum Glück kann Materie (Elektronen haben eine Masse!) nie schneller als c sein.
  

  
  

• Es darf keine Gleichverteilung von E und H auf der Antennenstruktur vorhanden sein. Das ist sichergestellt, wenn es zu Reflexionen auf der Antenne kommt. Auf einem Kabel ist es nicht so und deshalb strahlt es (theoretisch) nicht. Wenn es doch strahlt, so müssen auf im stehende Wellen durch Inhomogenitäten oder Reflexion am Kabelende vorhanden sein.
  

  
  

• Die Maxima von E und H müssen an örtlich sich nicht ändernden Stellen sein. Das ist bei einer Antenne durch die stehenden Welen auf der strahlenden Fläche oder dem Antennendraht sicher gestellt.

Kann man das noch verstehen?

Rolf

lass das schöne alte Radio bitte am Leben!

73 de Tom - DC7GB

Hallo Reinhard,
dann schau doch mal bei DL7AHW vorbei, diese kapazitiven Antennen sind kürzer und dicker und haben deshalb weniger Induktivität. OM Arthurs Hompage ist hier:
http://freenet-homepage.de/dl7ahw/Superantenne00.htm

73 Gerhard

Hallo Rolf,
interesanter Bericht mit den kleinen Antennen.... ich vermute dass du alles richtig gemacht hast... ein wichtiger Punkt ist die Länge des Koaxkabels und die Qualität der verwendeten Mantelstromsperre... beides ist ein Muss bei der Microvert, da diese ein Teil der Antenne sind... ich habe hier eine vergleichbare Lage wie du, kann also mit normalen Antennen arbeiten. Trotzdem interessieren mich die kleinen Antennen. Werde in den nächsten Tagen mit einer kapazitiven Antenne ähnlich Microvert auf 80m qrv werden... (2m Alurohr 40mm Durchmesser, Ladespule ca 60µH, Phasenleitung 13,2m, Mantelwellendrossel auf Amidon Ringkern).. werde das dann mit meiner 2x20m Dipolantenne mit Hühnerleiter vergleichen. Ausserdem habe ich jetzt durch viele Recherchen auch das Geheimnis der HB9ABX Antenne gelüftet.(ist eine kapazitive Groundplaneantenne... besteht aus einem hochkapazitiven Strahler = hohes C, einer Ladespule die vom Strahler an die sog. Gegenflächen geht, einer induktiven Koppelspule für das Koaxkabel, sowie den schon erwähnten Gegenflächen, die aus 4 Maschendrahtflächen von ca 50x 250cm ... letztere müssen vom Boden isoliert sein... ca 50cm Abstand oder mehr)..... HB9ABX hat eigentlich nur das Prinzip der Isotron Antenne in eine andere Bauform gebracht... auch die induktive Kopplung ist sowohl von der Microvert als auch von der Isotron-Antenne schon lange bekannt... dadurch hat man eine relativ verlustarmeTransformation von 50Ohm auf die sehr niedrige Impedanz der kapazitiven Antenne. HB9ABX hat innerhalb des Rohres zusätzlich eine motorische Abstimmung untergebracht die aus einer verschiebaren Kapazität zur Resonanzverstimmung dient.
Vielleicht sollte man dieses Thema aber in einen separaten Thread bringen.. ich denke dass das für sehr viele Mitleser interessant ist.
73 Uwe DJ9XG
_______________________________________________
DL-QRP-AG mailing list
DL-QRP-AG@mailman.qth.net
http://mailman.qth.net/mailman/listinfo/dl-qrp-ag

Zitat

Original von dk1io
Du kannst einen ja ganz schön ins Schwitzen (sprich Grübeln) bringen. [...]
Die Stärke des elektrischen Feldes nimmt mit 1/r³ ab, die des magnetischen Feldes mit 1/r². [...]

Hallo Reinhard,

wenn du es ganz genau nimmst, dann haben die Feldgleichungen des elektrischen Feldes Anteile mit 1/r, 1/r² und 1/r³ . Klick mal hier rauf, da sieht man den Klopper von Gleichung in Komponentenschreibweise. Den Link hat dankenswerter Weise Uwe, DL8UF, ins Forum gestellt. Auf der gleichen Seite findet man auch animierte Näherungen des Feldverlaufs für einen Hertzschen Dipol. Ein realer Dipol ist zwar noch etwas komplexer, aber man bekommt schon eine recht gute Vorstellung, was da abläuft.

Die quadratischen und kubischen Terme des E-Feldes spielen im Fernfeld zum Glück keine Rolle, weil die Terme immer kleiner werden und vernachlässigt werden können. Im Nahfeld machen sie einem das Leben "schwer" und verkomplizieren die genaue Berechnung. Das magnetische Feld nimmt nur mit 1/r ab.

Wenn beide Felder gleichphasig sind, dann wirkt an diesem Ort eine reelle Leistungsdichte (das Wirkfeld). Das ist im Fernfeld der Fall und auch, in Abhängigkeit von der Bauform der Antenne, an einigen Spots im Nahfeld. Der Quotient E/H ergibt im Vakuum (und angenähert auch in der Luft) den Wellenwiderstand des freien Raums. Er ist eine Naturkonstante (Z = 120 * Pi Ohm). Daher ist es auch völlig wurscht, wie man die Felder ursprünglich erzeugt hat. Die Felder müssen immer über diesen Wert im Fernfeld miteinander verknüpft sein. Eine "gleich grosse" magnetische Antenne (Mag-Loop) erzeugt bei gleicher Wellenlänge im Fernfeld, also keine stärkeren magnetischen Felder als eine elektrische Antenne (MicroVert). Umgekehrt gilt das auch fürs elektrische Feld.

Dies ist eine häufige Fehleinschätzung, die daher kommt, weil man denkt, dass die dicken Ströme bei der Loop bzw. die hohen Spannungen bei der MicoVert gleichphasig zum entsprechenden anderen Feld sind. Das das nicht so ist, sieht man schon bei der Strom- und Spannungsverteilung auf einem Dipol. Hier sind 90 Grad Phasenunterschied. Im Nahfeld hat man es daher in erheblichen Umfang mit Blindleistung zu tun. Die trägt aber nichts zum Fernfeld bei. Bei einer Mag-Loop mit einer Güte Q = 340, in die man 100W bei einem SWR von 2 einspeist, ist die im Magnetfeld steckende Blindleistung immerhin etwa 30kW gross.

Etwaige Unterschiede zwischen der Mag-Loop und der MicroVert kommen nur durch die unterschiedlichen Anpassungsverluste zu stande. Hier ist die Mag-Loop eindeutig im Vorteil. Theoretisch ist die mechanische Grösse der Sendeantenne für die Hauptstrahlungsrichtung bei kleinen Antennen sogar egal! So hat ein kurzer Dipol unabhängig von seiner tatsächlichen Grösse gegenüber einem Lambda/2-Dipol (oder eine MicroVert gegenüber einer Lambda/4-GP) theoretisch nur einen Verlust von 0,39dB, was man völlig vergessen kann. Sie erzeugen also mit sehr guter Näherung das gleiche Fernfeld (nur deshalb kann man überhaupt auf KW auch mobil QRV werden), aber wegen des anderen Aufbaus ein völlig anderes Nahfeld.

Die mechanisch kürzere Antenne empfängt allerdings schlechter, weil sie auch nur ein kleineres Feld (nochmal zur Erinnerung: Mag-Loop: A/m, MicroVert: V/m) abgreift. Bei Empfang mit diesen gegen Lambda kleinen Antennen greifen sie dann überwiegend tatsächlich auch nur eine Feldkomponente heraus. Hier klappt also, was beim Senden völlig unmöglich ist.

Das muss man sich erst mal auf "auf der zergehen" lassen.

Die Dichte der Feldlinien (dargestellt durch ihren Abstand) nimmt mit wachsender Entfernung zur Quelle ab. Die Dichte entspricht der Feldstärke. Feldstärken werden immer über Strecken gemessen: magnetisch: A/m, elektrisch: V/m. Die Feldlinie selbst ist eine Kraftlinie. Sie zeigt an, wie und wohin sich eine Ladung im Feld bewegen würde. Schau doch mal bei Wikipedia rein und klicke mal hier rauf. Da findest du sicher eine Menge Antworten auf deine Fragen.

73 de Tom - DC7GB