Wie funktioniert die Fuchsantenne?

  • Stand: 14.09.2007


    0. Einleitung

    Die Fuchsantenne bzw. allgemein die endgespeiste Lambda/2-Antenne ist unter Funkamateuren oft der Ausgangspunkt strittiger Diskussionen, denn um diese Antenne ranken sich viele Fragen, die in keinem Antennenbuch zufriedenstellend beantwortet werden. Hier einige davon:

    • Wie ist es möglich, dass von einem Fuchskreis ein Strom in die Antenne fliessen kann, ohne dass ein Potentialunterschied zwischen Fuchskreis und Antenne vorhanden ist?
    • Kann ein Stromkreis aus nur einem Draht bestehen?
    • Hat die Fuchsantenne das gleiche Nahfeld wie ein Lambda/2-Dipol?
    • Welche Aufgaben erfüllt der Fuchskreis?

    Ich möchte versuchen hier diese und weitere Fragen zu klären und bitte Euch um Diskussionsbeiträge und praktische Ergänzungen, die ich ebenso wie Korrekturen in den Text einarbeiten werde.


    1. Die klassische Antennenankopplung

    In den Anfängen der Funktechnik, zu Beginn des 20. Jahrhunderts, koppelte man einen langen Antennendraht einfach kapazitiv an einer geeigneten Anzapfung der Sendeendstufe an. Aus heutiger Sicht wurden dadurch die zwei Bedingungen einer komplexen Leistungsanpassung erfüllt: a) durch Wahl der richtigen Spulenanzapfung erfolgte die erforderliche Widerstandstransformation des Antenneneingangswiderstandes und b) durch Abgleich des Anodenschwingkreises wurden kapazitive oder induktive Anteile der Antennenimpedanz kompensiert und in den Kreis eingestimmt.

    Zwischen der Antenne und dem Erdreich bildete sich nun ein elektromagnetisches Feld aus, und der Generatorstromkreis musste über eine gute Erdverbindung zum Sender wieder geschlossen werden. Ohne diese Verbindung war der Antennenwirkungsgrad abhängig vom Erdwiderstand, und das Gehäusepotential des Senders konnte gegen Erde hohe HF-Spannungen haben, was für den Operator bereits bei relativ kleinen Sendeleistungen (ab 10 W) sehr gefährlich sein kann.


    2. Der Lambda/2-Langdraht mit Endspeisung

    Der Strahlungswiderstand eines Vertikalstrahler ist abhängig von seiner Länge. Der qualitative Zusammenhang kann in den Diagrammen zu diesem Forumsbeitrag abgelesen werden. Man erkennt lokale Maxima bei Vielfachen von Lambda/2. Das erste Maxima liegt bei etwa 0,45 Lambda und hat gegen Erde den Wert von etwa 107 Ohm.

    Bei Antennen > Lambda/4 ist der Strahlungswiderstand Rs jedoch nicht mehr mit dem Eingangwiderstand Rein identisch. Er wandert mit dem Strombauch und befindet sich bei einem Lambda/2-Strahler als Modellvorstellung kompakt in der Mitte des Strahlers. Zum Speisepunkt wirkt das verbleibende Lambda/4 lange Antennenstück nun als transformierende Leitung, so dass der Eingangswiderstand Rein im Speisepunkt deutlich hochohmiger wird. Je nach Leitungslänge und Eigendämpfung führt dies zu unterschiedlichen Werten von Rein (siehe Anlage für verschiedene Amateurbänder).

    Schaltet man diese Antenne an den Hochpunkt eines Parallelschwingkreises, der auf der anderen Seite mit Erde verbunden ist, so kann man die Antenne über Abgriffe oder eine Koppelwicklung an den 50 Ohm-Ausgang eines TX anpassen (siehe Abb. 1). Das elektromangnetische Feld baut sich bei unendlich gut leitender Erde nun zwischen Antenne und Erde auf. Es fliesst ein Erdstrom, der die gleiche Größe wie der in die Antenne vom Parallelkreis eingekoppelte Strom hat. Die kapazitive Rückwirkung Zwischen Antenne und dem Kreis kann in diesem Fall vernachässigt werden.


    3. Die Idee von Josef Fuchs, OE1JF

    Lambda/2 lange Antennen ähneln einem Parallelschwingkreis. Zwischen ihren beiden Antennenenden ist das elektrische Potential entgegengesetzt und die elektrische Feldstärke damit maximal. Koppelt man nur eine Seite der Antenne an einen Parallelschwingkreis (erst dann nennt man ihn Fuchskreis), der zugleich nur induktiv mit dem Ausgangsschwingkreis des Senders gekoppelt ist, so erfolgt auch ohne galvanische Verbindung mit Erde eine Energieübertragung auf die Antenne und damit eine Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen (siehe Abb. 2).

    Der HF-Stromkreis wird hierbei über die Koppelkapazität Ck geschlossen (siehe Abb. 3). Diese Koppelkapazität wirkt wegen des sich ändernden Potentials entlang der Antenne (a-b) nur mit der Hälfte der physikalischen Länge. Zwischen Antennenende b und Koppelpunkt c herrscht in Resonanz kein Potentialunterschied, so dass von dort auch bei endlichem Abstand kein kapazitiver Strom zum Fuchskreis fließen kann.

    Der Antennenstrom ist bei der Fuchsantenne also von Ck abhängig. Diese Koppelkapazität nimmt mit steigender Frequenz ab, da die Antenne aus Resonanzgründen dann kürzer sein muss. Gleichzeitig nimmt bei steigender Frequenz aber auch der kapazitive Blindwiderstand ab. Beide Effekte kompensieren sich, so dass die Wirkung von Ck unabhänig von der Arbeitsfrequenz der Fuchsantenne ist. Ck führt auch zu einer geringfügigen Verstimmung des Fuchskreises hin zu tieferen Frequenzen, die aber leicht eingestimmt werden kann. Die Größe von Ck kann durch das Anbringen einer Metallfläche am Punkt c erhöht werden. Dies führt zu einem geringfügigen größeren Antennenstrom und damit zur Erhöhung des Antennenwirkungsgrades. Der Antennenstrom selbst wird aber in stärkerem Maße von der Güte des Fuchskreises bestimmt. Sein Resonanzwiderstand Rres sollte deshalb hoch gegenüber dem Eingangswiderstand Rein der Antenne sein. In Grenzen erreicht man dies durch ein hohes L/C-Verhältnis bzw. auch durch mechanisch grössere Kreise, wodurch wegen der grösseren Baufläche automatisch auch Ck erhöht wird.

    Im Idealfall bildet sich das elektromagnetische Feld bei einer Fuchsantenne nur zwischen Anfang und Ende des Strahlers und nicht mehr gegen Erde aus. Es entspricht dann in Näherung dem Nahfeld eines Dipols. Unterschiede findet man jedoch an den Speisepunkten. Während beim Dipol der Strom an beiden Enden zwangsläufig Null sein muß, kann er bei der Fuchsantenne im Speisepunkt am Drahtende nicht gleich Null sein, weil sonst keine Energie in die Antenne fließen könnte. Dafür ist bei der Fuchsantenne die Spannung in der Mitte des Strahlers gleich Null, was wiederum bei einem Dipol im Speisepunkt nicht sein kann. Die allgemein als sinusförmig idealisierten Strom und Spannungsverteilungen sind also mit kleiner werdenden Abstand zum Speisepunkt gar nicht mehr sinusförmig. Dies gilt jedoch grundsätzlich für alle Drahtantennen. Da bei der Fuchsantenne im Idealfall in der Erde kein HF-Strom mehr fließt, entfallen wie beim Dipol sämtliche Erdverluste der Schaltung nach Abb 1.

    Diese Idee ließ sich Josef Fuchs um 1927 patentieren.


    4. Die reale Lambda/2-Antenne.

    In der Praxis hängt die Lambda/2-Antenne weder über unendlich gut leitenden Boden, noch verhindert man aktiv durch Abschirmung des Fuchskreises und Kontaktierung des Schrims mit dem Speisepunkt der Antenne die Wirkung von Ck. Aus diesem Grund stellt sich immer ein standortabhängiger Mischbetrieb zwischen den beiden Idealvorstellungen ein, den man z.B. durch Radials beeinflussen kann. Der dadurch erzielte Effekt ist gering und beeinflußt im wesentlichen nur den Abstrahlwinkel der Antenne.

    Der Mischbetrieb ist durch das Verhältnis der Koppelströme ik/ierde charakterisiert (siehe Abb. 4). Der Erdstrom ierde hängt von der Bodenleitfähigkeit 1/Zerde und von der Erdungsimpedanz Zm des TX gegen Erde ab. Ist die kapazitive Kopplung über Zk gross gegen die Erdkopplung und weiterhin Zm niederohmig genug, so ist die entstehende Spannung zwischen TX-Gehäuse und Erde so klein, dass man bei Berührung nichts merkt. Im ungünstigen Fall, also bei genügend gut leitender Erde, kann sich aber bereits bei nur wenigen Watt Sendeleistung an Zm (das ist im ungünstigsten Fall der Hautwiderstand des Operators!) eine hohe HF-Spannung einstellen. Dies lässt ganz nebenbei auf einen schlechten Wirkungsgrad der Antenne schliessen, da Zk dann offenbar viel zu hochohmig ist.

    Abhilfe schafft eine Erhöhung von Ck durch Anbringen einer kleinen Metallfläche am Fuchskreis (siehe oben) oder eine Verminderung (!) der Bodenleitfähigkeit. Nicht an den Antennenfußpunkt angeschlossene Radials oder große elektrisch leitende Flächen unterhalb der Antenne können die Gefahr eines HF-Schlags daher erhöhen. Da der Nutzen von Radials bei der Fuchsantenne ohnehin verschwindend gering ist, sollte man also gleich ganz darauf verzichten.


    5. Zusammenfassung

    Die Fuchsantenne erzeugt im Nahfeld in guter Näherung den gleichen Feldverlauf wie ein Dipol. Ihre Verluste werden im wesentlichen durch den kapazitiven Koppelgrad und die Güte des Fuchskreises begrenzt. Je kleiner dieser Koppelgrad wird, um so stärker wird auch der Einfluss der Güte des Fuchskreises. Die echte Fuchsantenne benötigt keine Radials, weil es keinen Erdrückstrom gibt. Sie ist daher gegen Nahbereichs-QRM genauso unempfindlich wie ein Dipol.

    Erdet man dagegen den Fußpunkt des Fuchskreises, so bildet sich das elektromagnetische Feld mit zunehmender Bodenleitfähigkeit auch gegen Erde aus. Alle im Erdnetz fliessenden Störströme überlagern sich im Empfangsfall dem Nutzsignal. Daher sind solche Antennen gegen Nahbereichs-QRM sehr empfindlich. Wichtig auch: Dies ist per Definition keine Fuchsantenne mehr!

    Da die Namen Fuchskreis und Fuchsantenne leider für beide Schaltungen gebräuchlich sind (genau müsste man von "endgespeister Lambda2-Antenne" sprechen), sie sich aber im Nahbereich etwas anders verhalten, kommt es bei Diskussionen oft zu Mißverständnissen. Man sollte sich also genau anschauen, was man da benutzt, denn ein niederohmig geerdeter Fuchskreis ist streng genommen kein Fuchskreis mehr! Wie sich gezeigt hat, ist die Erdung aber auch nur bei hoher Bodenleitfähigkeit, also z.B. auf einem Schiff, sinnvoll, weil man sonst bei Berührung des Sendergehäuses mit HF-Schlägen rechnen muss. Diese Unberechenbarkeit könnte der Grund dafür ein, warum die Fuchsantenne im stationären Betrieb "in Ungnade" gefallen ist, denn stromgekoppelte Dipole haben diese Probleme nicht.

    Um statische Aufladungen der Antenne zu vermeiden, sollte man jedoch auch beim Fuchskreis einen hochohmigen Ableitwiderstand (1 MOhm) nach Erde schalten. Dieser Widerstand ändert am elektromagnetischen Feld selbst nichts.

  • Quote

    Das elektromagnetische Feld bildet sich nun zwischen Anfang und Ende des Strahlers und nicht mehr gegen Erde aus. Es entspricht in Näherung dem Nahfeld eines Dipols. Unterschiede findet man jedoch an den Speisepunkten. Während beim Dipol der Strom an beiden Enden zwangsläufig Null sein muß, kann er bei der Fuchsantenne im Speisepunkt am Drahtende nicht gleich Null sein, weil sonst keine Energie in die Antenne fließen könnte. Dafür ist der Strom in der Mitte gleich Null, was wiederum bei einem Dipol im Speisepunkt nicht sein kann. Da bei der Fuchsantenne in der Erde kein HF-Strom mehr fließt, entfallen wie beim Dipol sämtliche Erdverluste der Schaltung nach 2.

    Ich glaube das sollte heißen "...die Spannung ist in der Mitte gleich Null....".
    Danke für die aufschlußreichen Erläuterungen zum Prinzip Fuchsantenne.

    Gruß
    Holger

  • Hallo Tom,

    Danke für die Erklärung. Dann muß ich meine Fuchsantenne, die eigentlich keine ist :-), sondern nur ein endgespeister Dipol nur etwas umbauen und den Parallekreis nicht erden, schon habe ich das Original.

    Werde gelegentlich mal probieren, welche Auswirkungen das in der Praxis hat und ob es sich lohnt.

    73

    Matthias, DF2OF

  • Quote

    Original von DF2OF
    Hallo Tom,

    Danke für die Erklärung. Dann muß ich meine Fuchsantenne, die eigentlich keine ist :-), sondern nur ein endgespeister Dipol nur etwas umbauen und den Parallekreis nicht erden, schon habe ich das Original.

    Werde gelegentlich mal probieren, welche Auswirkungen das in der Praxis hat und ob es sich lohnt.


    Der DL-QRP-AG Fuchskreis nach DL7AQT hat KEINE Masseverbindung zwischen der Koppelspule und dem Resonanzkreis. Beschwerden über schlechte Funktion, die wir im Einzelfall hatten konnten dadurch erledigt werden, dass wir die feste Masseverbindung die die Bastler eingebaut hatten weil sie glaubten es läge ein Schaltungsfehler vor wieder entfernt haben.

    Die Erklärung von Tom ist gut nachvollziehbar. Ich habe das bei einer Vorstellung unseres Fuchskreises einmal anders ausgedrückt:

    Eine Lambda/Halbe Antenne mit Fuchskreis ist ein Dipol. Die eine Seite ist als AntennenDraht ausgebildet, die andere Seite als Parallelkreis. Elektrisch gesehen ist der Parallelkreis nur eine andere Aufbauform, eine Nachbildung. Das ist so wie bei einer Zweidraht Speiseleitung, die ich durch ein symmetrisch Anpassglied verlängern kann.

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

  • Hallo YLs und OMs,

    Hat jemand vielleicht schon mal etwas genauere Messungen gemacht, wie sich die Bandbreite des Fuchskreises erhöht, wenn man die Antenne anschliesst? Für ein Rechenbeispiel wären diese Werte sehr interesssant.

    @Holger

    danke für den Hinweis. Natürlich muss da "Spannung" und nicht "Strom" stehen. Ich habe es korrigiert.

    Matthias

    Es wäre sehr interessant, wenn du deine Erfahrungen hier berichten würdest.

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo OMs,

    ich habe der Erklärung ganz am Anfang mal zwei Kurven für den Strahlungswiderstand Rs eines endgespeisten Langdrahts, der nicht gegen Erde, sondern gegen sein Ende erregt wird beigefügt. Dazu muss man noch wissen, dass die Antenne als verlustbehaftete Leitung betrachtet wird und sich deshalb in Abhängigkeit von den ohmschen Verlusten des Antennendrahts verschiedene Strahlungswiderstände Rs ergeben.

    Ich habe zwei Diagramme angefügt. In einem Diagramm wird die Frequenz bei 3,5 MHz konstant gehalten und die Dämpfung der Antennenleitung variiert mit den Werten 1dB, 3dB und 6dB. Der Draht ist hierbei maximal 120m (3/2 Lambda für 80m) lang. Das zweite Diagramm hält die Dämpfung bei 3dB konstant und variiert die Arbeitsfrequenz mit den Werten 3,5MHz, 7MHZ und 14MHz. Die sich hierbei ergebende Änderung der Kurven kommt daher, dass die Antennenlänge von 3/2 Lambda jetzt von 120m bis 30m variiert, was natürlich auch Einfluss auf die ohmschen Verluste der Antenne haben muss. Welche Verluste man nun bei einer realen Antenne hat, ist nicht ganz einfach zu sagen. Man müsste dazu die Bandbreitenänderung des Fuchskreises bei Belastung messen (daher meine Frage und Bitte nach Messwerten zuvor).

    Als Ergebnis kann man ablesen, dass auch der Antennendraht selbst hochwertig sein sollte (wer hätte das gedacht - hi). Wenn der Fuchskreis nun nicht deutlich hochohmiger als der Strahlungswiderstand der Antenne ist, so nimmt der Antennenwirkungsgrad ab! Die Höhe der Verluste kann man ganz simpel mit parallelgeschalteten Widerständen selbst ausrechnen. Weiterhin erkennt man, dass der Langdraht bei Lambda/2 insgesamt am hochohmigsten ist und bei allen weiteren Vielfachen immer niederohmiger wird. Plausilbel ist auch, dass ein sehr kurzer "Langdraht" immer hochohmiger wird, weil er dem Fuchskreis immer weniger Energie entnimmt (Ck wird immer kleiner) und somit natürlich auch weniger abstrahlen kann. Dies ist ein entscheidender Unterschied zum gegen Erde erregten Strahler, dessen Strahlungswiderstand immer niederohmiger wird, was seine zunehmende Erdnetzempfindichkeit erklärt.

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo Mitleser,

    Ulrich,
    Ich habe nichts dagegen, wenn du dich in unserem Forum sachlich äusserst. Deine verdammten Polemiken läßt du gefälligst sein, sonst fliegst du gleich wieder raus! Üble Polemiken gegen Personen werden - wie in diesem Fall gelöscht - sobald sie aufgefallen sind. Wenn es dir nicht passt, dann eröffne selbst ein Forum.
    DL2FI, Admin

    Mal ehrlich, stellt sich da nicht wenigstens bei denjenigen Mitlesern, die schon zum Teil mehrere Jahrzehnte praktische Amateurfunkerfahrungen haben, ein leises Unbehagen ein, wenn hier "bewiesen" wird, daß ein gegen Erde erregter Halbwellenstrahler einen Speisewiderstand von 107 Ohm haben soll??
    Hat noch niemand von euch die Erfahrung gemacht, daß man sich an einem endgespeisten gegen Erde erregten Halbwellenstrahler schon bei 10 Watt Brandblasen an den Fingern holen kann? Nahcdenken: Geht das bei einer Antenne mit 107 Ohm Eingangswiderstand??

    Ist denn niemandem aufgefallen, daß DC7GB zwar die richtige Kurve (Strahlungswiderstand einer Vertikalantenne) benutzt, daß er aber die Begriffe "Strahlungswiderstand" und "Widerstand im Speisepunkt" verwechselt und darauf eine ganze Kette falscher Schlußfolgerungen aufbaut?

    Es ist richtig, die Kurve zeigt den Strahlungswiderstand einer (nicht allzu dicken) Vertikalantenne über Erde. Gemeint ist aber hier der Strahlungswiderstand der Antenne, die in ihrem Strommaximum gespeist wird. Ein vertikaler Halbwellendipol über Erde hat diesen Strahlungswiderstand von ca. 100 Ohm, wenn er in der Mitte gespeist wird. Speist man am Ende (es ist egal, ob oben oder unten!) ein, transformiert sich dieser Widerstand auf einen Wert, der vom "Wellenwiderstand" desr Antennendrahts abhängt:

    Rfuß = Zl ^2 / Rs

    Zahelnwerte: Den ungefähren Wellenwiderstand kennt man von der "Eindrahtleitung" der klassischen Windom-Antenne, der ist in der Größenordnung von 550 Ohm..

    Wir erhalten also einen Fußpunktwiderstand in der Größenordnung von ca. 3000 Ohm, und diesen Wert kennt auch jeder, der einmal eine Fuchsantenne oder endgespeiste Halbwellenantenne aufgebaut hat..

    Den Rest kann sich jeder selbst zusammenreimen.

    "echte" und "falsche" Fuchsantennen? --> Unsinnige Unterscheidung
    "Erdströme" beim gegen Erde endgespeisten Halbwellendraht? -->Unsinn

    und so weiter, und so fort, meine Zeit ist leider heute etwas knapp, also bitte:
    selber nachdenken!
    73
    Ulrich, DF4KV

  • Halo Ullrich,

    auch wieder da? Nun, da kann man gar nichts verwechseln, denn für diesen Fall sind beide identisch ;)

    Ich zitiere mal aus dem , was der Admin wieder geöscht hat:

    Quote

    Original von df4kv
    Hat noch niemand von euch die Erfahrung gemacht, daß man sich an einem endgespeisten gegen Erde erregten Halbwellenstrahler schon bei 10 Watt Brandblasen an den Fingern holen kann? Nahcdenken: Geht das bei einer Antenne mit 107 Ohm Eingangswiderstand??


    Wer nun mal das Beispiel im ersten Beitrag nachliest und nachempfindet, der dürfte wissen wie unangenehm 264V an 107 Ohm Strahlungswiderstand bei nur 10W sein können.

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo Tom,

    Quote

    Original von DC7GB
    Wer nun mal das Beispiel im ersten Beitrag nachliest und nachempfindet, der dürfte wissen wie unangenehm 264V an 107 Ohm Strahlungswiderstand bei nur 10W sein können.

    mein Taschenrechner meint, das 264V an 107 Ohm einer Leistung von 651W entspricht.

    Vy 72/73 de Gerhard

  • @DL2FI:von mir aus: Wirf mich nur raus aus diesem Forum; es ist dein gutes Recht, nur zu!
    Aber überlege es dir, ob du den Mitlesern und letztlich dir selbst einen Gefallen tust, wenn du kritische Stimmen (und hier geht's um Technik-Inhalte, nicht um "Lizenzklassenkampf" oder ähnliche sinnlose Streitereien!) entfernst.

    Ich gehöre nun einmal zu den Leuten, denen sich die Fußnägel aufrollen, wenn ihnen technischer Unsinn vor die Augenlinse läuft, und die bei der dann unvermeidlichen Unmutsäußerung auch sachlicher Schärfe den Vorzug vor diplomatischer Weichspülung geben.

    Dieser Thread ist so ein Fall von technischem Unsinn: was am Anfang in den Abschnitten 2. bis 5., insbesondere 4. zu lesen ist, sollte geeignet sein, bei jedem Funkamateur körperliche Schmerzen auszulösen. Besser kann man kaum demonstrieren, daß man ein gravierendes Verständnisproblem mit der Funktionsweise von Antennen hat!
    Ich habe oben bereits auf den Fehler bei der Interpretation des Diagramms für den Strahlungswiderstand hingewiesen, der eine ganze Kette von Fehlern nach sich zieht.
    N.B.: Hier sind doch viele Praktiker zugegen: der Eingangswiderstand einer Antenne läßt sich doch leicht messen, und ausreichend niederohmige Erdnetze werden sich auch finden lassen! Dann kann doch jeder überprüfen, ob die Aussage richtig ist, daß die endgespeiste Halbwellenantenne gegen Erde niederohmig ist, und sobald man sich mit der Station in einen isolierten Korb setzt, wird die Speisung hochohmig, und der Wirkungsgrad steigt an?!

    Das ist doch das Erstaunliche: hier geht es einmal nicht um theoretische Philosophierereien über idealisierte Fälle in "unendlichen Weiten", sondern um im wahrsten Wortsinn "irdisch-praktische" Antennenfragen, und niemand ruft "Au weia!"..

    Selber Nachdenken: wenn der Fuchskreis abgeschirmt wird, kann keine Energie mehr abgestrahlt werden?? Funktioniert das wirklich, oder haben wir es hier mit einer Variante des Münchhausenschen "am Schopf aus dem Sumpf ziehen" zu tun??

    73
    Ulrich, DF4KV

  • Hallo Gerhard,

    lies dir doch bitte mal das Beispiel richtig durch. Da steht nicht, dass 264V an oder über107 Ohm stehen, sondern von da nach Erde, wo der Operator (ohne Erdung) eine gewischt bekommt.

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo Ulrich, DF4KV,

    xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxJa, du hast in einem Punkt recht:


      Die 107 Ohm sind der Strahlungswiderstand für den Strombauch, der bei einer Antenne > Lambda/4 in Richtung Mitte wandert. Was dann bis zum Speisepunkt am Ende der Antenne bleibt ist eine Leitung, die diesen Widerstand transformiert. Im Fall des endgespeisten Lambda/2-Strahlers wird es dann hochohmiger als 107 Ohm. Den tatsächichen Verlauf kann man in den beiden Diagrammen zu diesem Beitrag ablesen. Die Referenz auf meinen älteren Beitrag über kurze Antennen passt hier nicht ganz.


    Das alles hättest du mir/uns völlig ohne Aufregung darlegen können. Hast du aber nicht! Ich weiß also gar nicht, ob du diese Erklärung auch hattest? Falls ja, warum hast du es nicht einfach so erklärt? Kannst du das nicht? Statt dessen gleitest du in eine überhebliche, herablassende, allwissende Kommandosprache ab, die mich dazu verleitet anzunehmen, xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx. Dieser Ton passt nicht zu diesem Forum und erst Recht nicht zu einem Funkamateur, zu dessem Hobby auch zwischenmenschliche Kommunikation zählt!

    Ich habe kein Problem mich mit sachlichen Meinungen auseinander zu setzen und Fehler zuzugeben, doch wenn ich noch einmal von dir hier niedergemacht werde, xxxxxxxxxxxxxxxx Dies ist selbstverständlich keine Drohung, sondern eine xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxein nachdrücklicher und unmißverständlicher Apell, dich bitte in der Zukunft mit mir nur noch sachlich zu unterhalten! Ich bin nicht dein Sparrings-Partner. Falls dir das schwer fällt, dann übe es bitte oder behalte dein Wissen für dich. Wir finden Fehler ganz sicher auch ohne deine mit verachtenden Sprüchen gespickten Beiträge!

    Ich werde das Rechenbeispiel und die dazu gehörigen Erklärungen selbstverständlich abändern. Danke also für den Fehlerhinweis! Ich bitte aber um etwas Geduld, denn ich habe für ein paar Tage erst mal die Schnautze xxxxx voll.

    Um dir meine Motivation aber noch etwas deutlicher zu machen, warum ich mich hier mit technischen Artikeln äußere: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxWas z.B. gerade im Antennenbereich und speziell unter sog. "old" KW-Amateuren für Unsinn erzählt wird (der Rothammel ist da aus guten Grund zurückhaltend und keine richtige Referenz), ist kaum zu glauben. So vermittelt man kein Wissen, sondern Angst sich gegen den Mainstream zu äußern, selbst wenn man im Recht wäre! Leider habe ich von dir hier im Forum noch nicht eine einzige zusammenhängende und für möglichst viele verständliche Beschreibung eines Amateurfunk-Themas gefunden. Du wirst selbst wissen, warum du dich nicht in die Nesseln setzt.

    Ich erwarte, dass man sich als Funkamateur gegenseitig hilft, für die Gemeinschaft Wissen erarbeitet und es möglichst kostenlos weitergibt. Wer sich auf diese Weise engagiert, der macht selbstverständlich auch Fehler und die sollte man demjenigen nicht um die Ohren hauen, wie du es ganz offenbar mit Voriebe machst. Ich habe auch aus den vorangeganenen, anderen Diskussion den Eindruck, dass das bei dir xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

    Zu jedem meiner bisherigen Beiträge habe ich ganz am Anfang um Korrektur, Anmerkungen, Diskussion, Ergebnisse usw. gebeten und nirgendwo geschrieben, dass ich allwissend bin und als obere Instanz angesehen werden will. Ich habe es noch nicht mal im Stillen gedacht, denn ich habe es gar nicht nötig so zu denken. Falls ich doch den Eindruck erweckt habe, so bitte ich hier vielmals und ganz öffentlich um Entschuldigung. Etwas, was man von dir sicher nie erwarten darf je zu erhalten.

    Mir ist klar, dass Leute wie du sehr viele OMs und Newcomer abschrecken, da sie sich nicht öffentlich von dir niedermachen lassen wollen. Ich appeliere an diese Mitleser: Bitte habt keine Angst eure Fragen und Beiträge zu formulieren! Das Forum hat viele Mitglieder, die euch in allen euren fachlichen Dingen sehr gerne unterstützen. Ich möchte mich dazu zählen. Und wenn es tatsächlich mal nicht anders geht, dann schreibt bitte eine Pers.Nachr. oder eine Email mit den Fragen. Wie man hier wieder sieht, gibt es keine dumme Fragen, sondern nur unpassende Antworten. Das können wir gemeinsam verhindern.

    Noch einen Hinweis an alle stillen Mitleser: Ihr braucht keine Sorge zu haben. Ich lasse mich durch solche sprachlich abgestürtzten Beiträge nicht davon abbringen auch in der Zukunft - möglichst mit euch zusammen - Themen zu erarbeiten und für alle möglichst verständlich darzustellen.

    Einige Stellen mit XXXX überschrieben um die von DF4KV ngedrohten rechtliche Maßnahmen auf Grund der haftungsbedimgungen für Forenbetreiber zu vermeiden.

    73 de Tom - DC7GB

  • Hallo Tom,
    Ihre Erklärungen zur Fuchsantenne sind völlig korrekt. Tatsache ist, daß der Fuchskreis nicht geerdet ist. Das Ersatzschaltbild bringt Peter, DL2FI, auf den Punkt: Die gesamte Anordnung besteht aus zwei lambda/2-Dipolen, nämlich aus endgespeistem Strahler und sein ebenfalls spannungsresonanter Fuchskreis FK. Die Ankopplung erfolgt rein induktiv (der Theorie nach) an den FK. Von der Speisung her besteht also kein Erdbezug.

    Diese Anordnung ist prädestiniert für outdoor QRP-Anwendungen.

    Bei Betrieb am festen Standort kann die Schaltkapazität zwischen Koppelspule und FK zu Problemen führen, daß die Speiseleitung zum quasi zusätzlich vertikalen Strahler wird.

    Übersichtlicher wirds bei der "unechten" Fuchsantenne. Der Strahler selbst wird nach lambda/2 dimensioniert, der FK aber mutiert zum Transformationskreis. Abgestimmt auf die Betriebsfrequenz sorgt dieser für die Kompensation der Blindanteile als auch für die Transformation 50 Ohm zu ~3kOhm, der Impedanz des Strahlers im Spannungsbauch, abhängig von der Aufbauhöhe und vom Schlankheitsgrad. Diese Größe darf NICHT mit dem Strahlungswiderstand der Antenne als solche verwechselt werden. Als Gegengewicht eignen sich Blechverkleidungen, Blitzableiter, Regenfallrohre etc. Der Transformationskreis läßt sich durch einen Strombalun von der Speiseleitung entkoppeln. Auch bei QRO habe ich keine kritischen Beeinflussungen durch Einstrahlung erlebt.

    Seit über 30 Jahren verwende ich für die unteren Bänder nur endgespeiste Antennen mit bestem Erfolg, sie sind unauffälliger, mechanisch stabiler und geerdet. Vorallem aber wird bei entsprechender Dimensionierung des Transformationskreises das System wunderbar breitbandig.

    Leider wird dieses Antennenprinzip immer wieder von "Besserwissern" torpediert. Der "Rothammel" hält sich an dieser Stelle auch zurück. Bessere Hinweise findet man in der internationalen Literatur, z.B. in Publikationen der ARRL.

    73,
    Hans, DJ8NB

  • Hallo Mitleser,

    xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
    Einleitung vom Forenbetreiber gestrichen, da sie nichts zum Thema beiträgt und ich nicht einsehe, dass ich mich als Forenbetreiber von DF4KV öffentlich anstänkern lassen muss.


    Zur Sache- worum gings?
    Behauptet wurde, daß eine endgespeiste Halbwellenantenne gegen Erde einen Eingangswiderstand von ca. 108 Ohm aufweist, sobald man die Erdverbindung aufhebt, springt der Widerstand in den hochohmigen Bereich. Das hätte, wenn es stimmte, tatsächlich gravierende Konsequenzen:
    -Halbwellenantennen bräuchten ein gutes Radial-/Erdnetz
    -Deutliche Wirkungsgradverbesserung bei "floating"-Betrieb
    -Umstellung der Anpassungsschaltungen
    - notwendige Unterscheidung zwischen "echten" (hocheffizienten) und "unechten"(schlechten) Fuchsantennen
    ...

    Nun, es hat sich dann doch herausgestellt, daß es ein Berechnungsfehler war.
    Die Frage nach dem "Fingerverbrennen" habe ich im übrigen nicht ohne Grund gestellt:
    Eine endgespeiste, mittels Pi-Filter angepaßte Halbwellenantenne war vor 31 Jahren meine erste Sendeantenne, damals betrieben mit einem ECO-PA-Selbstbau-CW-Sender mit ca. 12 Watt Leistung. Damals hätte mir einmal jemand erzählen sollen, die hohe Spannung würde allein vom hohen Erdwiderstand herrühren..

    xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
    Unsachlicher Einschub gelöscht durch Forenbetreiber

    Wie sieht jetzt die Fuchsantennenerklärung aus?

    zu 2.: Die endgespeiste Lambda/2-Antenne
    Der Strahlungswiderstand Rs eines endgespeisten Lambda/2-Strahlers über Erde liegt in der Größenordnung von 100 Ohm.
    Zu beachten ist: dieser Widerstand gilt für das Strommaximum, das hier in der Strahlermitte liegt.Den Widerstand an anderen Strahlerpunkten erhält man, indem man den Antennendraht als HF-Leitung auffaßt und die
    Transformation berechnet. Im Fall Lambda/2 wird das an den Endpunkten besonders einfach, da man es hier mit der bekannten Lambda/4-Transformationsleitung zu tun hat:

    Re = ZL^2 / Rs

    Zahlenwerte: Mit ZL in der Größenordnung von 600 Ohm erhalten wir Re= 600*600/100=3600 Ohm.
    Dieser Wert liegt also um mehr als den Faktor 30 über dem ganz oben behaupteten Speisewiderstand.

    Schlußfolgerungen zu 2.:
    F: Brauchen wir ein gutes Erd-/Radialnetz, um hohen Wirkungsgrad sicherzustellen?
    A: Nein, aber eine gute Bodenleitfähigkeit wird den Antennengewinn im Fernfeld verbessern.

    F: Welche Methode sollte man zur Anpassung an den 50-Ohm-TRX-Ausgang verwenden?
    A: Es gibt mehrere Möglichkeiten, die sich im Wirkungsgrad nicht stark unterscheiden:
    a) Transformatorkopplung (UNUN) in Kombination mit einem Antennentuner, sehr einfach zu realisieren, u. U. müssen etwas höhere Verluste in Kauf genommen werden.
    b) Die klassische Parallelkreisauskopplung (Fuchskreis) hat den Vorteil, sehr flexibel einstellbar zu sein. Die Abstimmung sollte für optimalen Wirkungsgrad so eingestellt werden, daß der Kreis durch die Antenne möglichst stark bedämpft wird.
    c) Pi-Filter und Transmatch-Schaltungen
    b) und c) bergen die Gefahr in sich, eine zu hohe Kreis-Betriebsgüte einzustellen, die zu höheren Verlusten führt.
    d) mit einem L-Glied aus Rollspule und Drehko erreicht man den optimalen Wirkungsgrad und die höchste Bandbreite der Antennenanpassung.

    F: Muß man mit starken Erdströmen rechnen und sollte der Massepunkt des Anpaßnetzwerks erdfrei betrieben werden?
    A: Nein, wegen der Hochohmigkeit der Antenne sind die Erdströme klein. Es bringt keinen Vorteil, den Massepunkt hochzulegen, im Gegenteil , man handelt sich im praktischen Betrieb noch Nachteile wie Handempfindlichkeit, etc. ein.

    zu 3. Die Original-Fuchsantenne

    Man kann die Fuchsantenne als eine Platzspar-Variante der Zeppelin-Antenne (Patent im Jahre 1909) ansehen: Die Lambda/4-Lecherleitung der Zepp-Antenne wirkt elektrisch wie ein Parallelschwingkreis, und dieser Kreis wurde von J. Fuchs
    konzentriert aufgebaut,eine Idee, die sehr gut zu den Anforderungen der damaligen Amateurfunkwelt paßte. Auch hier ist über Streukapazitäten IDR immer eine Ankopplung gegen Erde vorhanden; der Wert für den Eingangswiderstand der Antenne ist der gleiche wie bei (2.). Außer der historischen Eigenart der Schwingkreiskopplung ergeben sich auch die gleichen Schlußfolgerungen.

    F: Ist es sinnvoll, zwischen "echten" und "falschen" Fuchsantennen zu unterscheiden?
    A: Nein, es handelt sich in beiden Fällen um endgespeiste Halbwellenstrahler

    F: Wird die Abstrahlung verhindert, wenn der frei aufgebaute Fuchskreis abgeschirmt wird?
    A: Nein, denn der notwendige Rückweg für den Antennenspeisestrom wird dann über die immer vorhandene Kopplung zur Abschirmung hergestellt.

    F: In alten Büchern wird bei der Fuchsantenne oft ein HF-Strommesser in Reihe zu den Schwingkreiselementen gezeigt, mit dem auf maximalen Kreisstrom eingestellt werden soll. Welchen Vorteil hat das?
    A: Das Instrument bringt keinen Vorteil, da es noch einen zusätzlichen unerwünschten Verlustwiderstand in den Kreis einführt. Das Abstimmen auf maximalen Strom kann zu den gleichen Problemen führen wie unter 2b)/c) beschrieben. Sieht man sich die Dimensionierung der Schwingkreise auf historischen Amateur-Fotos an, wird klar, daß damals genügend Reserven auch für nichtoptimale Anpassung mit zu hoher Betriebsgüte vorhanden waren.

    Fazit:Außer der oben schon erwähnten flexiblen Abstimmung bringt ein spezieller Fuchskreis keinen Vorteil gegenüber einer L-Glied- oder Transmatch Auskopplung.

    zu 4. Rechenbeispiel:
    Es sollen 10 Watt Sendeleistung auf 3,5 MHz an einen endgespeisten Halbwellenstrahler ausgekoppelt werden.
    1. Anpassung mit Parallelkreis, L=10,3 uH, XL= 226 Ohm. Fußpunktwiderstand der Antenne=3500 Ohm,angenommener Erdwiderstand=250

    Ohm => Betriebsgüte=17. Bei einer Spulengüte von Q=100 ergeben sich die Verluste: Schwingkreis=17%, Erdverluste=7%, insgesamt also etwa 1,2dB.
    2. Optimierte Anpassung mit L-Glied: L=19,5uH, Betriebsgüte=9. Bei gleichem Q=100 verringern sich die Kreisverluste auf 9%, entsprechend 0,8dB Gesamtverlust.
    Man sieht: Die klassische Fuchskreiskopplung einer endgespeisten Antenne bringt gegenüber der optimalen Resonanzanpassung mit L-Glied nur unwesentliche Wirkungsgradverschlechterung.

    Man sieht, vom Mythos der "schlechten" "unechten" Fuchsantenne bleibt bei genauerer Betrachtung nicht viel übrig. Anders als bei der Windom-Antenne, bei der eine Unterscheidung "klassische Variante" und "FD4" technisch sinnvoll ist, kann man bei den endgespeisten Halbwellen- und Fuchsantennen darauf verzichten.

    73
    Ulrich, DF4KV

  • @alle

    vielen Dank für die konstruktive Diskussion, die ich mit einigen Mitgliedern außerhalb des Forums per Email geführt habe. Ich verstehe die guten Gründe, warum dies so gelaufen ist, doch wäre es hier übers Forum für alle sicher interessanter und aufschlußreicher gewesen. Zu anderen Themen scheint es deutlich besser zu klappen.

    Ich habe den Beitrag entsprechend des letzten Erkenntnisstandes korrigiert und bin für die weitere sachliche Diskussion offen sowie für nachvollziehbare, praktische Erfahrungen und Messwerte dankbar.


    @Ulrich,
    XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
    Obwohl ich Tom verstehe muss ich wegen der rechtlichen Lage und wegen Ulrichs Drohungen gegen mich als Forenbetreiber vorzugehen diesen Teil von Toms posting löschen, srry.
    Zum fachlichen:

    Ob man zwischen echter und falscher Fuchsantenne unterscheiden sollte ist schlicht eine Frage des inzwischen abgelaufenen Patents und der sehr wohl unterschiedlichen Kopplung des Rückstroms zum Resonanzkreis. In den USA ist der Name Fuchsantenne z.B. völlig unbekannt! Dort erdet man den Kreis gundsätzlich (siehe z.B. ARRL-Handbook 19th Edition, Chapter 7, Multiband Antennas, Page 7-2). Würde die Erfindung erst in der heutigen Zeit gemacht worden sein, so hätten Patentanwälte diesen feinen Unterschied erkannt und zweifelsfrei auch ausgenutzt bzw. die Nutzung dieses feinen Unterschieds verhindert. Dies wäre aber nur dann rechtlich überhaupt möglich, wenn es einen physikalisch nachweisbaren Unterschied gibt. Und den gibt es selbstverständlich. Diese Denkweise hatte aber OE1JF damals gar nicht im Sinn gehabt.

    Es bleibt somit vom "Mythos der schlechten unechten Fuchsantenne" bei genauer Betrachtung - xxxxx doch etwas übrig, xxxxxx. Ob man darauf verzichten kann hast du aber nicht für alle zu entscheiden. Für dich alleine kannst du natürlich machen was du willst. Das Ganze bekommt damit nun eine gewisse Ähnlichkeit mit der Diskussion über den praktischen Einsatz eines Ohmmeters zur Messung des Wellenwiderstandes einer unendlich langen Leitung.


    @admin

    Ich distanziere mich aufs schärfste von der Ausdrucksweise von Ulrich, DF4KV. Da meine Korrektur und Zurückhaltung ihn an weiteren Beschimpfungen bisher - und voraussichtlich auch zukünftig - nicht hinderen wird so weiter zu agieren, sehe ich mich zum oben angekündigten Schritt genötigt. Ich habe nicht das geringste Interesse daran es so weit kommen zu lassen, werde aber weitere Beschimpfungen nicht mehr straflos ignorieren können. Ich bitte daher zum Zwecke der Beweissicherung bestehende und zukünftige Beiträge von Ulrich, DF4KV, zu diesem Thema nicht zu löschen oder in ihrem Inhalt abzuändern. Ich hoffe mein Standpunkt ist für alle völlig unmißverständlich dargelegt und bitte alle Beteiligten inständig darum die weiteren Schritte sehr gut zu überlegen!

    Ausserdem möchte ich die Installation einer zusätzlichen annonymen Bewertungsfunktion für Forumsmitglieder vorschlagen, die einen Kommentar zu einem Beitrag geschrieben haben. Die Bewertung eines Beitrages an sich reicht offenbar noch nicht aus. Ich hoffe, dass sich dies realisieren lässt, da es nämlich die Qualität der fachlichen Diskussion sehr schnell erheblich verbessern würde. Die Bewertung sollte für jeden sichtbar unterhalb des Avatars jedes Beitragsschreibers angezeigt werden. Menschliche "Nieten" könnte man so leichter erkennen und auch automatisch verbannen oder sie bei entsprechend schlechter Bewertung automatisch mit einer vorrübergehenden Schreibsperre belegen. Vielleicht gibt es so ein PlugIn für die Forumssoftware?

    Wer nun ganz laut "Zensur" schreit, der weiß nicht von was er da redet. Es wäre ganz offensichtlich eine nachvollziehbare, demokratische Abstimmung, die die persönliche Bewertung eines jeden Beitragsschreibers ermöglicht und dem Schutz des Forums und seiner aktiven Mitglieder dient. Ausserdem möchte ich daran erinnern, dass absout niemand gezwungen wird hier überhaupt etwas zu schreiben. Doch wenn er es tut, dann sollte er ein Mindesmaß an Rücksicht und Benehmen mitbringen.

    73 de Tom - DC7GB

  • Quote

    Original von DC7GB

    Ausserdem möchte ich die Installation einer zusätzlichen annonymen Bewertungsfunktion für Forumsmitglieder vorschlagen, die einen Kommentar zu einem Beitrag geschrieben haben. Die Bewertung eines Beitrages an sich reicht offenbar noch nicht aus. Ich hoffe, dass sich dies realisieren lässt, da es nämlich die Qualität der fachlichen Diskussion sehr schnell erheblich verbessern würde. Die Bewertung sollte für jeden sichtbar unterhalb des Avatars jedes Beitragsschreibers angezeigt werden. Menschliche "Nieten" könnte man so leichter erkennen und auch automatisch verbannen oder sie bei entsprechend schlechter Bewertung automatisch mit einer vorrübergehenden Schreibsperre belegen. Vielleicht gibt es so ein PlugIn für die Forumssoftware?

    Wer nun ganz laut "Zensur" schreit, der weiß nicht von was er da redet. Es wäre ganz offensichtlich eine nachvollziehbare, demokratische Abstimmung, die die persönliche Bewertung eines jeden Beitragsschreibers ermöglicht und dem Schutz des Forums und seiner aktiven Mitglieder dient. Ausserdem möchte ich daran erinnern, dass absout niemand gezwungen wird hier überhaupt etwas zu schreiben. Doch wenn er es tut, dann sollte er ein Mindesmaß an Rücksicht und Benehmen mitbringen.

    Eigentlich mag ich diese Bewertung nicht, deswegen war sie bisher deaktiviert, aber ich habe sie jetzt versuchsweise mal freigeschaltet, vielleicht hilft es ja.

    Sehr viele Mitgleider dieses Forums haben mich gebeten die Möglichkeit der Bewertung von Personen wieder ab zu schalten. Sie haben recht, die Bewertung von Personen ist in diesem Forum wieder deaktiviert. Wer sein Mißfallen über das Verhalten bestimmter Personen oder über einzelne Beiträge zum Ausdruck bringen möchte, der möge das btte in einer PN oder email tun und nicht im öffentlichen Teil des Forums.

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

  • Hallo Miteinander

    ich habe vor einiger Zeit die Verluste eines Fuchs Antennenanpassungskreises mit verschiedenen
    Amidon Ringkernen bei verschiedene Belastungen (1 - 5 kOhm parallel zum Resonanzkreis) getestet.
    Die Anpassung wurde mit minimalem Reflektionsfaktor bzw maximaler Resonanzspannung eingestellt.
    In allen Fällen lag der Reflektionsfaktor unter -20db.

    Bei einer Belastung mit 4.7 kOhm lagen die Verluste typisch zwischen 20% (5 & 8 MHz) bzw.
    ca. 50% (15 MHz).

    Diese Werte erscheinen mir recht hoch zu sein. Ich interessiere mich für weitere Messresultate,
    wenn möglich auch mit Luftspulen.

    Gruss
    Andreas

  • Quote

    Original von Andreas Magun
    Diese Werte erscheinen mir recht hoch zu sein. Ich interessiere mich für weitere Messresultate, wenn möglich auch mit Luftspulen.

    Hallo Andreas,

    kannst Du die Schaltung vom Parallelkreis genauer beschreiben und diese Messung für ein einfaches L-Glied wiederholen? (Welche Spulen und Kondensatorwerte hattest Du je Frequenz? Welches Amidon Material war es, etc.)

  • Quote

    Original von DL2FI

    Eigentlich mag ich diese Bewertung nicht, deswegen war sie bisher deaktiviert, aber ich habe sie jetzt versuchsweise mal freigeschaltet, vielleicht hilft es ja.


    Aua hier wird ja mächtig mit zweierlei Mass gemessen. Einige Beiträge werden zensiert und Drohungen mit rechtlichen Schritten oder Aussagen wie "menschliche Nieten" bleiben stehen ?( und dann diese Bewerungsfunktion?! Hallo - wo sind wir hier? Also ich bin hier definitiv falsch! Da ich meinen Account nicht löschen kann, möchte ich Peter 2FI bitten dies zu tun. Die ganze Art der Diskussionen hier halte ich nicht für sehr förderlich. Den Schuh kann sich derjenige anziehen dem er paßt. Eigentlich sehr schade!

    Wenn du das weiterhin möchtest, dann schicke bitte eine persönliche mail an mich.

    Edited once, last by DK5CH (September 14, 2007 at 10:00 PM).