Wirkungsgrad Random-Wire

  • Hallo zusammen,


    ich betreibe gelegentlich auf 80 mtr. einen (endgespeisten) "Lang"draht ca. 20 mtr. mit Tuner KXQRP von Mizuho.


    Das Drahtgebilde läßt sich SWR-mäßig prima anpassen, allerdings mit welchem Wirkungsgrad??


    Wie sieht der Wirkungsgrad vergleichsweise bei einem resonanten Dipol oder sonstiger "richtigen" Antenne aus ??


    Vielen Dank, Holger

  • Hallo Holger,


    die Antenne wird gar nicht so schlecht sein, weil sie immerhin etwa 1/4 Wellenlaenge lang ist. Das ist schon eine richtige Antenne. Mit dem Tuner muss sie auch nicht resonant sein. Wie ist der Tuner geerdet?


    Kennst Du EZNEC? http://www.eznec.com/ Die Demoversion ist gut genug um solche Antennen zu simulieren.


    73 Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

    Einmal editiert, zuletzt von M0ERA ()


  • Sorry Daniel, das stimmt so nicht. Eine Lambda/4 Antenne kann immer nur so gut sein wie ihr Gegengewicht, ein Erde reicht da keinesfalls aus. Bei Lambda/2 sioeht das dann anders aus.

    73/2 de Peter, DL2FI
    Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

  • Zitat

    Original von DL2FI


    Sorry Daniel, das stimmt so nicht. Eine Lambda/4 Antenne kann immer nur so gut sein wie ihr Gegengewicht, ein Erde reicht da keinesfalls aus. Bei Lambda/2 sioeht das dann anders aus.


    moment..
    müßte man nicht schreiben "die Gegengewichte"?
    man kann doch durch die Zahl der Radiale auch etwas herausholen... ?


    73 Volker

    ______________


    73 de Volker,
    1DL 1 VAW

  • Zitat

    Original von DL2FI
    Sorry Daniel, das stimmt so nicht. Eine Lambda/4 Antenne kann immer nur so gut sein wie ihr Gegengewicht, ein Erde reicht da keinesfalls aus. Bei Lambda/2 sioeht das dann anders aus.


    Deswegen habe ich ja gefragt :)


    73 Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

  • Zitat

    Original von dd1vw


    moment..
    müßte man nicht schreiben "die Gegengewichte"?
    man kann doch durch die Zahl der Radiale auch etwas herausholen... ?


    73 Volker


    Nein, nicht Gegengewichte, es gibt nur ein Gegengewicht. Das kann viel oder wenig Gewicht haben. Viele Radiale sind viel Gegengewicht, viel Gegengewicht ist gut. Der Fragesteller fragte nach dem Wirkungsgrad eines Lambda/3 langen Drahtes - der ist richtig mies, weil ihm das Gegengewicht fehlt. Legt man ein einzelnes Radial aus, dann sollte man das eher als abgeknickten Dipol verstehen, dessen einer Ast auf dem Boden liegt - und das ist dann ganz schlecht.

    73/2 de Peter, DL2FI
    Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

  • Hallo Holger,


    Du siehst, dass die Frage gar nicht so einfach zu beantworten ist. Neben dem Gegengewicht spielt die Hoehe eine wichtige Rolle. Wenn der Draht niedriger haengt als 0.3 Wellenlaengen (27m bei 3.6 MHz) ueber typischem Gartenboden, dann hast Du recht grosse Verluste durch Absorption in der Erde. Du verwendest mehr Energie, um den Boden zu heizen, als die Antenne nach oben abstrahlt. Das sind schaetzungsweise 6dB Verlust, bei sehr schlechtem Gegengewicht kommt da nochmal 4dB dazu: Von Deinem Transmitter koennte vielleicht nur 1/10 der Energie abgestrahlt werden, der Rest wuerde absorbiert.


    Also: wie hoch ist der Draht, und was verwendest Du als Gegengewicht?


    73 Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

  • Hallo OMs,


    mir fällt beim Durchstöbern (nicht nur) dieses Forums immer wieder auf, dass einfach so reingefragt wird, ohne vorher mal nach Antworten zu suchen. Sehr oft wurden nämlich ähnliche Fragen schon einmal gestellt und abgehandelt. Das hilft dann schon weiter. So erscheint es mir auch hier.


    Ich will nicht alle Suchergebnisse hier posten, aber mindestens hier haben wir schon mal alles über Antennen, auch zum Thema Wirkungsgrad, zusammen gefasst. Falls da was unklar ist, dann können wir das gerne klären :)


    Und noch was: Ein Simulator als Erklärung anzubieten, das kann doch wohl nicht wahr sein! Der zeigt dir nur, dass sein mathematisches Modell eine Annäherung an die tatsächlich auftretenden Effekte ist. Meistens sind die Ergebisse identisch. Wenn aber nicht, dann muss man auch wissen warum nicht und wo seine Grenzen liegen. Leider weiß der Simulator aber nicht, wann er irrt. Und genau hier liegt die Falle! Dazu braucht man etwas mehr, als nur das Programm selbst bedienen zu können. Also bitte Vorsicht mit solchen Dingen!

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo Holger,


    Du hast verschiedenste Moeglichkeiten, Dich mit der Funktionsweise von Antennen vertraut zu machen, vom Studium der Maxwellschen Gleichungen bis hin zum theorie-freien Ausprobieren. Fuer einen Einstieg ist ein mehgleisiger Ansatz, der dann auch Simulationen einschliesst, gar nicht so schlecht.


    Natuerlich muss man mit Simulatoren vorsichtig sein, da hat Tom voellig recht. Aber Du kannst die wichtigsten Effekte durchspielen, ohne aufwaengie Experimente in der Praxis machen zu muessen. Ich zumindest bin froh, wenn die Antenne erst einmal haengt, und habe dann in der Regel keine Zeit/Moeglichkeit/Lust mehr, sie 3m hoeher oder tiefer zu haengen... Ausserdem ist es gar nicht so einfach, die resultierenden Effekte zu messen, weil sich die Ionosphere staendig aendert.


    Die meissten Fallen, die Tom anspricht, sind in der Dokumentation der jeweiligen Programme beschrieben --- und auch, wie Du sie vermeiden kannst. Eine gute Einfuehrung bietet das ARRL Antennenbuch, das dann auch die entprechenden Demoprogramme auf der beigefuegten CD mitliefert. Fuer Deine spezielle Fragen kann es durchaus Sinn machen, einen Simulator laufen zu lassen, also z. B.: Ist Deine Random-Wire sehr viel schlechter als ein resonanter Dipol? Was lohnt sich, die Antenne hoeher zu haengen, sie laenger zu machen oder auf eine Vertikalantenne umzuschalten?


    Viel Erfolg! 73 Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

  • Hallo Daniel und Mitleser,


    ich muss dir leider zum Teil widersprechen. Der Simulator bringt absolut nichts, wenn du wissen willst, ob eine...


    Zitat

    Original von M0ERA
    ...Random-Wire sehr viel schlechter als ein resonanter Dipol...


    ...ist. Der Simulator zeigt dir die Strom- und Spannungsverteilung auf der Antenne, die Abstrahlcharakteristik in zwei Ebenen und ggf. den Strahlungswiderstand. Bei den Verlusten bist du ohne viel Erfahrung auf Annahmen angewiesen, die in den meisten Fällen viel zu optimistisch sind. Eine endgespeiste Antenne erscheint dadurch viel besser, als sie tatsächlich ist. Ein gutes Beispiel dafür sind die diversen Tests mit kurzen Antennen. Hier werden vielfach Wunder versprochen, die physikalisch völlig unhaltbar sind und sich bei Nachprüfung schliesslich relativieren ;) Das kann man aber auch oft schon bei genauem Hinsehen und durch etwas Überlegung selbst heraus bekommen.


    Ich kann nur empfehlen so etwas "am lebenden Objekt" selbst auszuprobieren, wenn man den kritischen Hinweisen keinen Glauben schenken will. Der Simulator wird dir aber nie sagen können, wie die Antenne in einem QSO wirklich wirkt. Er kann dir sagen, wie stark der Einfluss des Erdnetzes und der Antennenhöhe auf den Strahlungswiderstand, ihre Resonanz und ihre Abstrahlcharakteristik ist. Das alleine ist für eine Optimierung von Antennen sehr hilfreich, aber nicht zum Vergleich zweier Antennen in relativ unbekannter Umgebung. Noch dazu, wenn man die Gültigkeit für den eigenen Anwendungsfall zuvor noch nie überprüft hat. Davon gehe ich bei Holger aus.


    Nach so einer "Kalibrierung" kann man dann vielleicht aus den Simulatorergebnissen etwas entnehmen. Der Simulator wird dir aber nie eine "Schwarz-Weiß-Antwort" geben können, was nun besser ist. Er schüttet dich mit Ergebnissen zu, die du selbst interpretieren musst. Ohne viel Erfahrung ist das leider nicht viel mehr als Kaffeesatz-Lesen. - Daher also Vorsicht!

    73 de Tom - DC7GB

  • Zitat

    Original von DC7GB
    Der Simulator wird dir aber nie eine "Schwarz-Weiß-Antwort" geben können, was nun besser ist. Er schüttet dich mit Ergebnissen zu, die du selbst interpretieren musst. Ohne viel Erfahrung ist das leider nicht viel mehr als Kaffeesatz-Lesen. - Daher also Vorsicht!


    Ich drücke es mal anders aus:


    Eiine Antenne ist in Wirklichkeit ein system bestehend aus dem Erreger (Dipol, Langdragt, Monopol usw) und der Umgebung. Im Simulator wird nur der Erreger simuliert. Um es zu verbildlichen: Stell dir vor, du simulierst eine SAT Schüssel ohne Schüssel 8)


    Abgesehen davon das bei der Frage besser order schlechter sowieso noch der Verwendungszweck dazu kommt, müsste man bei einer realen Antenne jede Regenrinne, Fallrohr, Stahlarmierung, Bäume usw. innerhaln eines Abstandes von 2-3 Wellenlängen mit in die Simulation einbeziehen, wenn mit der Simulation zwei Antennen verglichen werden sollen.


    Es sei denn, wir buchen uns eine Reise zur ISS und nehmen die Outdoor-Ausrüstung mit und begeben uns dort zum Funken ein paar hundert Meter vor die Tür :]

    73/2 de Peter, DL2FI
    Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

  • Zitat

    Original von M0ERA
    Wenn der Draht niedriger haengt als 0.3 Wellenlaengen (27m bei 3.6 MHz) ueber typischem Gartenboden, dann hast Du recht grosse Verluste durch Absorption in der Erde. Du verwendest mehr Energie, um den Boden zu heizen, als die Antenne nach oben abstrahlt. Das sind schaetzungsweise 6dB Verlust, bei sehr schlechtem Gegengewicht kommt da nochmal 4dB dazu...
    73 Daniel M0ERA


    Hallo Daniel


    Habe das mal im EZNEC so eingegeben und bestätigt sich nicht. Jedoch wird durch die Höhe über Boden das Strahulngsdiagramm beeinflusst, da der Boden als Reflektor für den Strahler wirkt. Ein Dipol 10 m über durchschnittlichem Boden ergibt 5.69 dBi Gewinn senkrecht nach oben. Also ideal für lokale QSO's. Grössere Höhen bringen flachere Abstrahlwinkel, ideal für DX. Das ergibt sich aus der Geometrie zum Boden, aber nicht wegen Absorbation durch die Erde.


    73, Peter - HB9PJT

    Einmal editiert, zuletzt von HB9PJT ()

  • Hallo,


    ich simuliere auch gern Antennen, denn wenn die Simulation nicht spielt, macht es die Antenne in der Regel auch nicht. Am Sonnabend habe ich mal auf 40, 30 und 20m eine extrem tief hängende Antenne getestet (etwa 2m hoch) - Dipol 2x7,5m. Das Ergebnis war deutlich schlechter wie sonst als up and outer, das S-Meter des BCR reagierte meist nicht, richtig starke Stationen gab es praktisch nicht, obwohl der EA-Contest lief. Ich hatte auch zumindest auf 40m auf etwas mehr gehofft.
    Meine Meinung: man kann mit niedrigen Antennen sicher QSO's machen, aber man sollte schon etwas Geduld, Ausdauer und Leidensfähigkeit mitbringen, ganz besonders bei qrp.
    73 Reiner

  • Zitat

    Original von DL2FI


    Es sei denn, wir buchen uns eine Reise zur ISS und nehmen die Outdoor-Ausrüstung mit und begeben uns dort zum Funken ein paar hundert Meter vor die Tür :]


    Das wäre doch mal ein Gedankenexperiment. Frage: Wäre DX überhaupt möglich? Reflektiert die F-Schicht bei Einstrahlung von außen auch und strahlt dann zurück in den Weltraum?

    Heinz DH2FA, KM5VT

  • Zitat

    Original von DL8LRZ
    Am Sonnabend habe ich mal auf 40, 30 und 20m eine extrem tief hängende Antenne getestet (etwa 2m hoch) - Dipol 2x7,5m. Das Ergebnis war deutlich schlechter wie sonst als up and outer, das S-Meter des BCR reagierte meist nicht, richtig starke Stationen gab es praktisch nicht, obwohl der EA-Contest lief. Ich hatte auch zumindest auf 40m auf etwas mehr gehofft.
    Meine Meinung: man kann mit niedrigen Antennen sicher QSO's machen, aber man sollte schon etwas Geduld, Ausdauer und Leidensfähigkeit mitbringen, ganz besonders bei qrp.
    73 Reiner


    Hallo Reiner, auf 20 und 30 m und meist auch auf 40 m ist man auf flache Abstrahlung angewiesen, da die F2 Schicht das Sendesignal sonst nicht reflektiert. Eine Antenne 2 m über Boden hat aber ein Strahlungsdiagramm, welches stark senkrecht nach oben strahlt. Dies führt zu den schwachen Signalen.


    73, Peter - HB9PJT

  • Hallo miteinander,


    ich möchte mal auf die Frage von Holger zurück kommen:


    Zitat

    Original von DO3HMB
    ich betreibe gelegentlich auf 80 mtr. einen (endgespeisten) "Lang"draht ca. 20 mtr. mit Tuner KXQRP von Mizuho. Das Drahtgebilde läßt sich SWR-mäßig prima anpassen, allerdings mit welchem Wirkungsgrad??


    Holger schreibt weder was von seiner Antennenhöhe, noch wollte er etwas über den Abstrahlwinkel wissen. Ihn interessiert der Wirkungsgrad:


    Zitat

    Original von DO3HMB
    Wie sieht der Wirkungsgrad vergleichsweise bei einem resonanten Dipol oder sonstiger "richtigen" Antenne aus ??


    Dazu vielleicht jetzt mal eine Antwort, die ihm wirklich weiter hilft:


    Wenn du eine endgespeiste (also unsymmetrische) Antenne mit einem gleichlangen Dipol vergleichst und zur Anpassung für beide einen Tuner brauchst (da beide elektrisch zu kurz sind), so kommt es im unsymmetrischen Fall auf die Qualität des Gegengewichts (Erdnetz, Radials) an. Dieser Teil bestimmt im wesentlichen den (oft schlechten) Wirkungsgrad einer unsymmetrischen Antenne und wird meist völlig vernachlässigt!


    Bei einem Dipol ist das Problem deutlich anders, denn durch den symmetrischen Aufbau benötigt man hier kein Gegengewicht! Das bringt der Dipol ja quasi selbst mit. Selbstverständlich hat die Bodenbeschaffenheit immer noch einen Einfluss auf die Abstrahlung, doch das gilt für beide Antennen in gleicher Weise.


    Jetzt kommts: Nur unter der Voraussetzung, dass das Gegengewicht bei der unsymmetrischen Antenne auch wirklich excellent ist, kann eine kurze Drahtantenne theoretisch geringfügig besser als ein Dipol sein. Der Vorteil ist aber marginal und du wirst ihn in der Praxis sicher nicht feststellen können. Aus diesem Grund ist ein gleichlanger Dipol (eigentlich müsste man hier besser von einer Doppel-Zepp sprechen) immer einer endgespeisten Antenne vorzuziehen! Er hat in fast allen praktischen Anwendungsfällen den höheren Wirkungsgrad. Wenn du den dann auch noch symmetrsich speist, dann kann man kaum noch was verbessern.


    Nachtrag: Ich hatte "resonannter Dipol" überlesen. Du meinst sicher einen Dipol, der ohne Tuner bereits in Resonanz ist, denn mit Tuner stimmt man (nahezu) alles in Resonanz. Andernfalls würde man nichts abstrahlen. Ein Dipol richtiger Länge ist natürlich immer besser als ein zu kurzer endgespeister Draht, den man erst (mit Verlusten) über einen Tuner anpassen muss. Das hat aber nichts mit der absoluten Länge der Sendeantenne zu tun! Es kommt nur darauf an, ob und wo in der Antenne Verluste auftreten. Sie treten immer da auf, wo man transformieren und/oder anpassen muss. Also auch in einem Balun! Daher ist der oben erwähnte Dipol mit symmetrischer Speisung ja so ideal!


    Zitat

    Original von DH2FA
    Frage: Wäre DX überhaupt möglich? Reflektiert die F-Schicht bei Einstrahlung von außen auch und strahlt dann zurück in den Weltraum?[/qoute]


    Ja, das tut sie. Das Medium (Vakuum, Luft) ist reziprok!

    73 de Tom - DC7GB

    Einmal editiert, zuletzt von DC7GB ()

  • Hallo Peter HB9PJT,


    Du hast Recht. Jetzt komme ich auf die selben Zahlen. Irgendwas ist mit meiner Kalkulation gestern schief gelaufen. Das spricht fuer Toms Punkt: Mit Simulationen kann man viel falsch machen :) Danke fuer's Nachrechnen.


    73 Daniel M0ERA

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

  • Hallo Peter,


    Mir ist wieder eingefallen, was ich bei dem ersten Mal simuliert habe: 20 m Draht, als Inverted L oder Sloper, Fusspunkt kurz ueber dem Boden (10cm bis 2m, macht keinen grossen Unterschied). Dazu ein Radial als Gegengewicht in Fusspunkthoehe (variiert von 1m bis 21m). Das ganze als 1mm Kupferdraht ueber Real Ground (Default-Werte, die in etwa Gartenboden charakterisieren). Diese Antenne basiert auf der voellig aus der Luft gegriffenen Annahme, dass Holger's Funkbude im Erdgeschoss ist und er einen Garten hat. Holger schrieb ausdruecklich von Random Wire und nicht von einem kurzen Dipol.


    Meine Simulationen ergaben die Verluste, die ich in dem Posting angegeben habe. Dabei habe ich die "Average Gain"-Werte gemeint, die das Verhaeltnis Abstrahlung/Bodenheizung angeben. Holger fragte ja auch nach dem Wirkungsgrad. Natuerlich hast Du Recht: die Richtung, in der die Funkpartner sitzen ist interessant, nicht der Gesamtverlust. Aber dieser "Gewinn" (3D Max Gain), ist auch nur -2.3 dBi oder schlechter.


    Das ganze aendert sich, wenn ein resonanter Dipol in 10m Hoehe haengt (wie bei Deiner Rechnung): 5.6 dBi Gewinn nach oben. Zum Vergleich: 20m Draht hat immer noch einen maximalen Gewinn von 4.9 dBi. Kein wirklich grosser Unterschied zwischen Random Wire und Dipol. Aber Vorsicht! Peter DL2FI hat natuerlich Recht. Wenn der Draht an einem Ende an ein grosses Haus befestigt ist, muesste dies in der Simulation entsprechend beruecksichtigt werden. Statt dessen habe ich es voellig ignoriert.


    Also, Holger, die Antwort ist: Es kommt darauf an, wo Du wohnst! Im 3. Stock ist eine 20m Random Wire-Antenne vielleicht gar nicht so schlecht (vor allem nicht, wenn Du mit Freunden in der Naehe funken moechtest). Wenn Deine Funkbude im Erdgeschoss ist, lohnt es sich moeglicherweise, ueber einen Dipol nachzudenken.


    73 Daniel

    Daniel, M0ERA, Oxted, Surrey, UK

    2 Mal editiert, zuletzt von M0ERA ()