Hallo Tom+Mitleser,
da es noch einige offene Diskussionspunkte aus dem zuletzt abgedrifteten Thema
"außermittige Speisung.." gibt, nehme ich die Gelegenheit zur Antwort in einem neuen Thread wahr, der in diesem Subforum sicher auch besser aufgehoben ist.
QuoteOb du aus dem Formalismus auf ein "einfaches Problem" einen "pysikalischen Erkenntnisgewinn" erzielen kannst, ist eine sehr persönliche Einstellung. Der Eine braucht mathematische Formeln, ein Anderer Modelle, um Erkenntnisse zu gewinnen. Ebenso ist die Meinung "warum einfach, wenn's auch kompliziert geht" aus gleichem Grund reichlich unsachlich.
Nun, ich habe begründet, warum ich die Umwandlung in die Parallelschaltung als eine unnötige Komplizierung ansehe: Strahlungs- Blind- und Verlustwiderstände der Antenne liegen in der Serienschaltung direkt in der Form vor, die man braucht, um Abschätzungen, z.B. über den Wirkungsgrad oder die benötigten Kompensationsreaktanzen zu machen, außerdem bekommt man auch im Resonanzfall, also bei X=0 ein sinnvolles Ergebnis. Aber ich akzeptiere natürlich, daß die Geschmäcker verschieden sind..
QuoteDer Erkenntnisgewinn der Umwandlung einer Serienschaltung in eine Parallelschaltung ist bei einem Dipol gleich Null. Das war aber auch nicht unser Thema!
Die Frage ging um kurze Antennen und da ist der Erkenntnisgewinn schon wesentlich größer.
Den Ausgangspunkt dieser Diskussion habe ich anders in Erinnerung:
Quote(DL3BUS)
[...] bessere Abstrahlung, gibt es nur bei Resonanz. Und warum ist das so? Weil die Ströme bei Resonanz im Draht am größten sind. [...]
QuoteNein, das bleibt falsch! Die höheren Ströme die bei Resonanz fliessen, sind Blindströme und die tragen nichts zum Fernfeld bei.
Dort ging es nicht speziell um kurze Antennen, und es ging um reale Ströme im Antennendraht und nicht um Rechengrößen in einer Ersatzschaltung.
QuoteEin Zahlenbeispiel (..) Wieviel Leistung wird im Strahlungswiderstand in wirksame Feldenergie umgesetzt?
Ich behaupte, daß sich diese Frage im Amateurfunk gerade nicht stellt. Niemand klemmt doch diese Antenne ohne Anpaßmittel an einen Meßsenderausgang und fragt nach der Wirkleistung, die bei irgendeiner Frequenz in Rr umgesetzt wird.
Die Frage ist doch immer: wieviel Leistung kannim günstigsten Fall in Rr umgesetzt werden?
QuoteDas kann man nun "mühsam" so weiter rechnen und muß dazu einen komplexen Spannungsteiler berechnen.
S. o. Die Frage ist im Amateurfunk irrelevant. Hier geht es immer nur darum, die Blindanteile zu kompensieren (in der Serienschaltung kann man sofort die benötigten Werte ablesen, in Deinem Zahlenbeispiel Xl der Ladespule=100 Ohm), und die Widerstandstransformation ausführen.
QuoteSehr viel anschaulicher wird es, wenn man den von dir als "kompliziert" bezeichenten Weg geht und die Parallelersatzschaltung ausrechnet. Ein hp-Taschenrechner (ich weiß, nicht alle) kann das mit einem einzigen Tastendruck. Man erhält dann einen Blindwiderstand von 1/Y = 100,0001 Ohm und dazu parallel einen reellen Ersatzstrahlungswiderstand 1/G = 100000,1 Ohm (zum Nachrechnen, der Winkel arctan(X/R) ist 89,9427042396 Grad). Beide Widerstände bilden nun keinen Spannungsteiler wie in der Serienersatzschaltung, sondern einen Stromteiler.
Ich sehe übrigens durchaus eine Anwendung, bei der diese Methode vorteilhaft zu gebrauchen wäre: bei Spannungskopplung (z. B. Fuchsantenne).
QuoteFür Leistungsanpassung
Nur diese Frage ist tatsächlich im Amateurfunk interessant, daher sind die "komplexer-Spannungsteiler"-Mühen von oben nur von akademischem Interesse..
Quote1. Man schaltet eine Spule in Reihe zur kurzen Antenne und kompensiert damit den kapazitiven Bindwiderstand.
und das kann man am einfachsten im Serien-Ersatzbild ablesen.
Quote2. Man schaltet eine Spule von der Antenne nach Masse. Das wäre dann quasi ein Parallelschwingkreis, der bei Resonanz den höheren Ersatzstrahlungswiderstand 1/G "übrig" läßt. Der Elektrotechniker weiß hier, dass der Strom in den Blindelementen sehr hoch ist. Eine Vertikalantenne so aufzubauen wäre möglich, aber auch hier wäre die Güte wegen des höheren L nicht besonders hoch. Aber eine Mag-Loop mit ihren hohen (Blind-)Strömen passt hier sehr gut. Sie hat ein verhältnismäßig hohes C und kleines L, was zu einer hohen Güte führen kann. Die in L (und C) fließenden Blindstöme braucht man ab einer Mindestgüte (ab wann, darüber läßt sich streiten) nicht weiter zu maximieren. Das ist aber auch ein Antennenstrom, oder etwa nicht?
Ich hatte schon in meiner ersten Nachfrage angesprochen, daß ich als "Antennenstrom" nur den Strom in der Antenne, nicht in Quer-Anpaßelementen o. ä. ansehe. Bei einer Magnetloop liegt der C in Serie zu Rr, es ist einfach: je größer der Strom im Resonanzfall, desto mehr Leistung wird abgestrahlt.
QuoteGleichzeitig muß der Tuner noch was machen: Er muß eine Widerstandstransformation durchführen. Egal welcher Fall, man sieht schon, dass das Verhältnis R bzw 1/G zu den üblichen 50 Ohm sehr ungünstig ist und Transformationsverluste auch noch eine wesentliche Rolle dabei spielen werden. Man sieht sogar, dass in meinem Beispiel die Transformation für die Schaltungsvariante a) nicht so ungünstig (1:500), also sicher verlustärmer als in Variante b) (1:2000) ist. Hätte man das auf Anhieb anders vorhersagen können?
Ja. Man sollte sofort sehen, daß man bei b) im wesentlichen nur den Verlustwiderstand der Spule anpassen wird, für's Kofferradio geeignet, sonst nicht.
Bei den kurzen Antennen muß man ja außerdem noch Rv anpassen, der um eine Größenordnung höher liegt, das macht das Transformationsverhältnis günstiger..
QuoteNun wieder weg von den unschönen Zahlenbeispielen. Kann man sich bei einer Parallelersatzschaltung nicht sehr viel leichter vorstellen (das finde ich viel wichtiger als Zahlen), dass man den Strom im Strahlungswiderstand maximieren muss?
das sieht man bei der Serienschaltung erst recht, da man weiß, daß der gesamte Strom an den Antennenklemmen den Strahlungswiderstand durchlaufen muß..
QuoteIch glaube ja. Wer lieber den anderen Fall bevorzugt, kann das gerne machen. Beide Betrachtungen sind völlig äquivalent. Ich ziehe anschauliche Betrachtungen aber vor.
QuoteWenn du nun alles mit Verlusten durch rechnest, dann ändert sich am Prinzip rein gar nichts. Es wird nur aufwendiger. Am Ende kann man alle Verluste (Erdnetz + Transformation) in der Reihenersatzschaltung einfach einem zusätzlich in Reihe liegenden Rv zuordnen.
Ja, einfacher geht es doch kaum, du schreibst es selbst.
QuoteOder man führt in der Parallelersatzschaltung einen zusätzlichen Verlustleitwert Gv ein, der zu den andern Elementen parallel liegt. Ist das wirklich schwer zu verstehen?
Nein, aber warum sollte ich das tun, wenn ich die Serienelemente bereits habe und den Blindanteil konjugiert kompensiere?
QuoteZitat:
[...] Daher ist auch keine Widerstandstransformation auf den Strahlungswiderstand vorzunehmen, sondern es wird immer die Summe Rr+Rv angepaßt, das wird leider oft vergessen... [...]
Doch, man muß eine Widerstandstransformation vornehmen (siehe oben). Der Rest stimmt.
Welcher Teil des Satzes stimmt denn Deiner Meinung nach nicht?
Zitat:
[...] Die einzig interessante Größe bleibt die Blindleistung Pb, die man im System speichern muß, um am Ende einen durch Rv bestimmten Bruchteil von Pb/Q abstrahlen zu können. [...]
QuoteIch will jetzt eigentlich auch nicht pingelig sein, aber Leistung speichern? Energie speichern meinst du.
Ja,das war etwas salopp gesagt. Im System sind Energiespeicher, und die Blindleistung pendelt hin und her. Am Kern der Aussage ändert sich nichts: es geht darum, die Blindleistung im System möglichst klein zu halten ( nicht etwa nur die Blindströme, die können an bestimmten Stellen ruhig 'mal hoch werden)
Quote
20m, na ja... Aber so ist es! Bei einer MicroVert ist das Erdnetz aber kritischer hin zu bekommen, als die freie Aufstellung einer Mag-Loop.
Auch bei Aufstellung der M-Loop in nur 4 m Höhe ist der Einfluß des Bodens auf die Verluste noch relativ gering..
QuoteTendenziell stimmt es schon, dass die EH-Antenne mehr Verluste hat. Der Rest ist hokus-pokus und der Wunsch auch mal ein Patent zu haben.
Zustimmung. Das "direkt an der Antenne beginnende Fernfeld" müßte man einfach nachweisen können, aber das scheint bis heute noch niemandem gelungen zu sein..
Quote
Zitat:
[...] Vorsicht, Milchmädchenrechnung!
Den Dipol hast Du jetzt in den Weltraum verfrachtet, und die kurze Antenne darf den Halbraumgewinn einstecken? Damit vergleichst Du Äpfel mit Birnen. [...]
Ach was. So sind sie definiert. Ich hatte erwähnt, dass der Dipol bei einem OM auch nie optimal hängt. Daher ist er schlechter als im Weltraum.
Einspruch. Die Definition hilft hier nichts, wenn man Vertikal und Dipol vergleicht, muß man das in gleicher Umgebung tun. Der Dipol ist im Idealfall (höhenabhängig) über dem Erdboden gut 4 dB besser als der kurze Vertikalstrahler. Diese Relation wird auch erhalten bleiben, wenn man zu nicht opimalen Verhältnissen übergeht, also gibt es zu Deiner Anfangsannahme eine Differenz von 7 dB.
QuoteDie vertikale Antenne krankt in der Praxis daran, dass sie keinen unendlich gut leitenden und unendlich großen Grund hat und sich daher mehr als nur der Halbraum über ihr befindet. Deshalb ist sie auch etwas schlechter als in der Theorie. Wenn du nun die Abschätzung, dass beide Verluste angenähert zu vergleichen sind, als "Milchmädchenrechnung" bezeichnen willst, dann ist das ohne weitere Begründung ziemlich frech.
.Begründung s. o.
QuoteZitat:
[...] Einspruch. Der Halbwellendipol bekommt selbstverständlich auch den ihm zustehenden Gewinn über Erde zugerechnet, und dann haben wir knapp 4 dB zugunsten des Dipols [...]
Was für einen Unsinn sich über 1dB zu streiten!
Bitte beachte, es ging nicht um 1 dB, sondern um (3 -(-4))= 7 dB!
QuoteZitat:
[...] Ich komme auf gut eine S-Stufe..[...]
Was für ein gewaltiger Unterschied (immerhin schon 3dB) zu meiner Schätzung einer halben S-Stufe. Ob der OM das schon merkt? Augenzwinkern
das war ein Fehler von mir, wegen des 7dB-Abstands sind es -10dB, also sogar 2 Amateur-S-Stufen..
QuoteDas von dir noch erwähnte Reziprozitätstheorem ist nicht verletzt. Ich hatte die dazu passende Ableitung über den Vergleich der Antennenwirkflächen bereits gestern Nachmittag im Originaltext nachgetragen.
wenn ich das richtig verstehe, kommst Du zu unterschiedlichen Gewinnen bei Senden und Empfang?
QuoteIn dieser neuen Abschätzung kommt ein Unterschied einer halben S-Stufe zusammen. Vielleicht gerade das, was mir oben gegenüber Deinem Wert fehlt. Wenn du Spass daran hast, dann kannst du den Fehler ja suchen. Mich interessiert das nicht so sehr, weil es zum Verständnis überhaupt nichts beiträgt. Bei einer Schätzung kann ich damit sehr gut leben. Ich glaube das siehst du anders? Die lineare Schätzung mit 5 S-Stufen macht übrigens auch ganz deutlich, dass sie falsch sein muß.
Ich kenne niemanden, der so eine lineare Schätzung aufgestellt hat, und auf 2 dB kommt es bei einer Abschätzung auch in meinen Augen nicht an.
Andererseits sehe ich auch keinen Grund zur Euphorie, wenn festgestellt wird, daß eine kurze Antenne eben "nur" 12 -15 dB schlechter geht..
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Ulrich, DF4KV
