EZNEC Simulation einer endgespeisten (Fuchs-)antenne?

    Hallo zusammen,


    ich verwende seit geraumer Zeit für /p und QRP praktisch nur noch endgespeiste Halblamda-Antenne. Mit einem Fuchskreis geht das einfach, schnell und funktioniert prächtig.


    Ich wollte mir eben mal so eine Antenne mit EZNEC simulieren und komme da nicht weiter. Ein Stück Draht mit einer entsprechenden Länge in die Höhe zu hängen und am Ende eine Quelle anzubringen, ist nicht das Problem. Es stellt sich dann auch ein "bestes SWR" bei den zu erwartenden Frequenzen ein, nur ist dieses SWR a) nicht besonders gut und b) meist mir sehr hohem (kapazitiven) Blindanteil versehen. Spielt man etwas an "Alt Z0" rum, bessert sich das etwas.


    Nun meine Frage: Hat das schon jemand etwas besser hingebracht? Wie kann man denn den eigentlichen Fuchskreis mit in die Simulation einbeziehen?


    Klar, wenn ich bei "0 %" des Antennendrahtes dann eine Spule als "Load" einbaue, kann man diesen Blindanteil schon wegtrimmen. Aber ist das so richtig?


    In der Praxis funktioniert das ja hervorragend, wie kann ich EZNEC diese Ergebnisse entlocken?


    Vielen Dank und 73 de Klaus, DG8RCN

    Einmal editiert, zuletzt von DG8RCN ()

    Hallo Klaus,


    ich habe eine Fuchskreisantenne und die auch schon mit EZNEC simuliert. Wichtig ist, dass bei der Endspeisung nicht das SWR, sondern Z das wichtigste Kriterium ist. Im Resonanzfall ist Z mehrere tausend Ohm, aber ohne induktiven Anteil. Alt Z0 kannst Du dann entsprechend auf 2000 Ohm oder höher stellen. Dann sollte auch das SWR ein Minimum geben. Wie Du schon richtig vermutest, gleicht anpassende Fuchskreis den induktiven Anteil aus (mit soviel "Load" wie eben nötig) und transformiert Z auf 50 Ohm.


    Als Gegenprobe kannst Du die Einspeisung auch mal bei 50% der Länge simulieren, dort sollte Z viel niedriger sein (30 Ohm?).


    73 Daniel DM3DA

    Daniel DM3DA, Düsseldorf JO31jf, DOK R01 +++ Morse-Hörspiele auf http://dm3da.tuxomania.net

    Einmal editiert, zuletzt von DM3DA () aus folgendem Grund: Tippfehler ;-)

    Hallo Daniel,


    vielen Dank für dein Antwort.


    Ja, das mit dem "Alt Z0" habe ich gefunden und damit auch schon rumprobiert. Es läß sich dann - wie zu erwarten war - ein Z0 finden, bei dem das SWR ein Minimum erreich.


    Was mich aber wundert und ich mir nicht erklären kann, dass das SWR selbst dann nur bei 2,25 liegt. EZNEC liefert dann 4965 - j 4424 Ohm. Dies läßt sich nur "hinbiegen", wenn ich direkt am Einspeisepunkt ("0% des Drahtes) z.B. eine Spule mit 60 µH einfüge, um das zu kompensieren.


    Das SWR sinkt dann auf 1,0 und das Z gibt EZNEC dann mit 3517 - j 121 Ohm an.


    Nur, wie erklärt sich das? Und wie kompensiert der Fuchskreis das - wenn er das tut ;)


    73 de Klaus

    Hallo Klaus,


    der Widerstand und die Induktivität der Antenne Bestandteil des Schwingkreises. Es gibt irgendwo eine Formel, mit der das parallele Z der Antenne in die entsprechenden seriellen Werte im Schwingkreis umgerechnet werden können. Im Fuchskreis stellst Du den Kondensator so ein, dass der ganze Schwingkreis inklusive Antenne resonant ist. Wenn die Antenne z. B. etwas Kapazität zum Boden besitzt, stellst Du den Kondensator entsprechend kleiner ein.


    Bei der Simulation mit EZNEC ist es möglicherweise interessant, alle realen Einflüsse mit zu simulieren: Drahtstärke und -material, realer Grund, genaue Antennenlänge usw.


    73 Daniel DM3DA

    Zitat von DG8RCN

    Was mich aber wundert und ich mir nicht erklären kann, dass das SWR selbst dann nur bei 2,25 liegt. EZNEC liefert dann 4965 - j 4424 Ohm. Dies läßt sich nur "hinbiegen", wenn ich direkt am Einspeisepunkt ("0% des Drahtes) z.B. eine Spule mit 60 µH einfüge, um das zu kompensieren.


    So hohe Blindanteile verleiten mich zu der vermutung, dass die Antenne entweder keine Verbindung zum Boden oder im Freiraum simuliert wird. Dann passiert das bei endgespeisten Antennnen leider gern. Könntest du das .NEC-File hier mal posten (am besten in.txt umbenennen)?



    72/73 de Uli

    72! de Uli

    Bedenke! Amateure bauten die Arche, Profis die Titanic...

    Hallo Freunde der Antennensimulation per Software ! :)


    In den letzten Jahren gab es fast revolutionäre Entwicklungen bei den Qrp-Transceivern, da gegen scheint die Entwicklung von leicht
    handhabbaren Antennen zu stagnieren.


    Wie wäre es z.B., wenn man einen Monoband-Fuchsstrahler mit einer Induktivität oder Dachkapazität verkürzt ?


    Induktiv:
    Der Klassiker, mit einer Induktivität in der Mitte des Strahlers um ca. 30% der Strahlerlänge zu sparen.


    Kapazitiv:
    Bei einer Strahlerlänge von ca. 20m, 10m Draht in Richtung eines Abspannpunktes(Angelrute) spannen und von diesem
    Punkt (Spitze der Angelrute) jeweils zwei 5m Strahler im Winkel( ca. 135°) zum Erdreich hin verspannen.


    Ziel:
    Eine Steilstrahlende Antenne für 40m !


    Lässt sich so etwas simulieren, oder hat jemand eine bessere Idee ?



    Beste Grüße aus dem Sauerland


    Rolf

    73 de Rolf, DK9DQ

    Hallo Rolf
    genau so ein Ding hab ich im Garten aufgebaut. Geht für den minimalen Aufwand gar nicht so schlecht als Steilstrahler. An der Spitze einen Balun (Ringkern mit ein paar Windungen Koax), Speisung mit Koaxkabel, am Ende mit einem alten Antennentuner auf minimale Rückwärtsleistung abgestimmt. Natürlich fehlt es dem Ding ein wenig an Höhe. Aber was soll es. Zuerst muss es ein wenig wärmer werden. Dann schaue ich weiter. Das zugehörige NEC-File hab ich auch noch gefunden. Das läuft allerdings nur mit 4NEC2.


    72 HB9DKW Robert

    Hallo Uli, hallo Mitleser,


    sri für die späte Antwort, aber ich war die letzten Tage als OE/DG8RCN/p unterwegs ;)


    Ich habe mal ein .ZIP angehängt mit dem simplen Draht, den ich so zur Simulation mit EZNEC verwendet habe. Vielleicht hilft das ja weiter. Im Freiraum habe ich das (glaube ich) nicht simuliert. Das mit der Verbindung zum Boden war für mich jetzt nicht ersichtlich.


    Vielen Dank schon mal!
    73 de Klaus

    Hallo Klaus,
    ich verwende zwar MMANA zur Simulation, habe damit aber auch endgespeiste Halbwellenstrahler simuliert. Den Strahler habe ich vertikal auf perfekten Grund gestellt, Anfangshöhe 0, keine Spulen oder Kondensatoren. Die Optimierung habe ich nach geringstem jX suchen lassen, da kommen Werte für den Blindanteil von unter 1 heraus, wenn man die Schrittgröße nur klein genug wählt. Der reale Widerstand liegt dann bei ca 2500 Ohm. Sehr interessant ist es, einmal durchzuspielen, wie sich der Blindanteil verändert, wenn man den Draht gegenüber dem Optimum verkürzt oder verlängert (hier bekommt man anders als beim Viertelwellenstrahler bei zu langer Antenne einen kap. Anteil).
    Für meine realen Halbwellenstrahler verwende ich ein L-Glied statt des Fuchskreises.
    Grüße Wolfgang

    Hallo Wolfgang,


    vielen Dank für deinen Beitrag.


    Ja, ich bin über die Hilfe von EZNEC auf genau diese Möglichkeit gestoßen. In EZNEC gibt es wohl nur diese Möglichkeit, eine Quelle irgendwie an "Erde zu hängen". Z-Achse = 0 und an das Ende eben diese Quelle.


    Dann geht das recht gut. Keinerlei Blindanteile. Mit 4Nec2 bin ich noch nicht so weit. Vielleicht bietet sich hier die Möglichkeit einen horizontalen Draht in Höhe x am Ende zu speisen und der Quelle irgend einen Bezug zur "Erde" mitzugeben. Was ich nämlich schon gerne sehen würde, sind z.B. Strahlungsdiagramm und/oder den Einfluss der Höhe über Grund. Beides fällt mit o.a. Lösung ja weg, oder? Auch wenn das jetzt mehr akademisch ist, da die meisten /p Antennen dieser Art eh viel zu niedrig hängen und (auch horizontal gespannt) praktisch reine Rundstrahler sind.


    73 und einen schönen Tag noch,
    Klaus

    Zitat von DG8RCN

    Vielleicht bietet sich hier die Möglichkeit einen horizontalen Draht in Höhe x am Ende zu speisen und der Quelle irgend einen Bezug zur "Erde" mitzugeben. Was ich nämlich schon gerne sehen würde, sind z.B. Strahlungsdiagramm und/oder den Einfluss der Höhe über Grund. Beides fällt mit o.a. Lösung ja weg, oder? Auch wenn das jetzt mehr akademisch ist, da die meisten /p Antennen dieser Art eh viel zu niedrig hängen und (auch horizontal gespannt) praktisch reine Rundstrahler sind.

    Moin Klaus,
    für die Simulation des Strahlungs-Diagrammes eines horizontalen Drahtes würde dazu behelfsweise einfach die Fuchsantenne virtuell in der Mitte auftrennen und dort symmetrisch einspeisen. Als Näherung vielleicht brauchbar?
    73 de Wolfgang

    Hallo Klaus,


    der Fuchsstrahler ist ja gerade nicht geerdet. Besser ist es vielleicht, das untere Ende der Antenne einen halben Meter über dem Boden zu simulieren.


    73 Daniel DM3DA

    Zitat von DM3DA


    Hallo Klaus,


    der Fuchsstrahler ist ja gerade nicht geerdet. Besser ist es vielleicht, das untere Ende der Antenne einen halben Meter über dem Boden zu simulieren.


    73 Daniel DM3DA



    Hallo Klaus und Daniel,


    genau das geht eben nicht. Das scheint wohl eine Schwachstelle sowohl des NEC2- als auch des Mininec-Kerns zu sein, Endspeisung von Antennen ohne "Erdung" oder Radialen mit immens hohen kapazitiven Imaginärteilen zu quittieren. Ich verwende 4nec2 (NEC2) und MMANA (Mininec) und in beiden Fällen habe ich genau diesen Effekt, wenn ich meist versehentlich im Freiraum simuliere. Bei Speisung irgendwo zwischen zwei Enden (also Dipol, Windom und dergleichen) tritt das nicht auf.


    Die einzige Abhilfe, die ich bisher für dieses Problem gefunden habe war entweder vertikal mit Startpunkt auf der Erde zu arbeiten oder bei 4nec2 eine Erdverbindung über eine lambda/2 lange Speiseleitung herzustellen. Bei letzterem bleibt aber der Speisepunkt an der Antenne! Ich habe auch mal zur Kontrolle die Speiseleitung durch eine Draht ersetzt, das Ergebnis war ein völlig anderes.


    Ich vermute mal, dass sich das bei EZNEC mit NEC2-Kern ähnlich verhalten wird. Über Berichte dazu würde ich mich auch freuen.



    72! de Uli

    72! de Uli

    Bedenke! Amateure bauten die Arche, Profis die Titanic...

    Hallo Uli,


    Du hast Recht. Zumindest bekomme ich mit EZNEC 3.0 auch keine sinnvollen Ergebnisse, wenn ich eine 1/2-Wellenantenne senkrecht aufstelle.


    Ein Trick der bei mir funktioniert:

    • Fusspunkt der Antenne 0,5 oder 1 m über dem Grund.
    • Dort auch der Speisepunkt.
    • An diese Stelle ein kleines Gegengewicht = ein zweiter Draht, horizontal, 1,2 m lang.
    • Und schon stimmen die Ergebnisse aus EZNEC mit den gemessenen Werten der Praxisantenne überein.


    Und ja, ein Fuchskreis mit einem von außen erkennbaren Gegengewicht ist kein echter Fuchskreis mehr. Stört mich aber nicht :)


    73 Daniel DM3DA


    PS: Wenn Du nur wenige Segmente verwendest (20) bekommst Du leichte Abweichungen in der Resonanzfrequenz und Impedanz. Aber das Prinzip läßt sich schon testen. Und der errechnete Gewinn und der Elevationswinkel bleibt gleich.