Wer kann den Spiesepunktwiderstand einer endgespeisten Drahtantenne berechnen ?

  • Hallo QRP-Freunde,

    welchen Speisepunktwiderstand hat ein endgespeister, resonanter Lamda/2 Strahler für 40m ( z.B. 7050KHz)
    der horizontal in einer Höhe von von 3m; 5m oder 8m aufgehängt ist.
    Drahtdurchmesser 1mm; Normaler Boden . (500 bis 1500 Ohm ?)

    Wenn ein solcher endgespeister Strahler jetzt nicht in 3m; 5m oder 8m Höhe eingespeist wird,
    sondern in der Form einer L-Antenne (Vertikalanteil: 3; 5 oder 8m) aufgehängt wird und am Erdboden eingespeist wird.
    Wie verändert sich dann sein Strahlungswiderstand und ggf. die mechanische Länge bei Resonanz ?

    Ich bin auf die theoretischen Werte echt gespannt ! :)


    Beste Grüße aus dem Sauerland

    Rolf, DK9DQ


    Beste Grüße aus dem Sauerland

    73 de Rolf, DK9DQ

  • Hallo Rolf,
    ein endgespeißter Dipol hat eine Länge von Lambda 1/2 * VK. Die Impedanz ist theoretisch unendlich, liegt aber bei etwa 3K Ohm. Das hat mit dem "Strahlungswiderstand" gegenüber der Erde/Weltraum mit 377 Ohm wohl nichts zu tun. :huh:

    Hier kann man auch noch was lesen: http://www.techwriter.de/beispiel/derstrah.htm , wenn allerdings die Aufbauhöhe eines Dipols für 40m nicht L/2 Höhe beträgt, also 20m hoch bei einem horizontalen Dipol, wäre also eine Höhe von 10m deutlich besser.

    Vy 72/73 de Gerhard

  • und wie kann man das Praktisch messen ?
    Mit welchen Geräten und wie ?

    vy 72 / 73 de Bert SA2BRN -- SE2I

    73 de Bert, DM5IE ex DK7QB - SA2BRN - SE2I

  • FA-Antennenanalysator ...


    Das ist ungefähr so, wie mit einem Schullineal die Abmessungen des Grundstücks von Bert messen zu wollen: Vom Prinzip her möglich, aber mit sehr großem Messfehler!

    73, Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Mit einer Rauschbrücke und Transformatoren oder mit einer Rauschbrücke mit einem entsprechenden Messbereich! Aber die Genauigkeit dürfte auch nicht viel größer sein, als mit einem Antennanalyzer, weil die ja für Werte von ungefähr 50 Ohm ausgelegt sind, da ist 3000 Ohm schon ziemlich weit weg!

    vy 72 de DH8DAP, Frank aus Schwelm nr Wuppertal, JO31PG

    Ich bin Westfale von Geburt und Europäer aus Überzeugung!

    http://www.golf19.de

  • Hallo,

    Frank hat ja schon einen Tipp gegeben, man baut eine Rauschbrücke auf Basis von ca 2000 Ohm auf.

    Oder man bestimmt, wie bei einer HF-Strommessung von Hühnerleitern, das maximal abgestrahlte E-Feld mit einer externen Antenne und AD8307 - 100µA Meter.

    Siehe im QRP Report den Beitrag von Norbert, DK6NF.

    73 de Uwe
    DC5PI

  • Den Speisepunktwiderstand eines Langdrahtes kann ich zwar nicht berechnen, aber mit meiner Messbrücke für asymmetrische Antennen nach CQ-DL 1/2014 nach Rp und Xp recht gut messen, auch wenn die Länge der Antenne nicht unbedingt einer exakten Halbwelle entspricht.

    Ha-Jo, DJ1ZB

    Edited once, last by dj1zb (May 28, 2014 at 2:31 PM).

  • Eine einfache Abschätzung gibt für eine Impedanz von 3000 Ohm bei 10 MHz eine Streu- bzw. Schaltkapazität von 5 pF!!!! Da ist wohl mit einer Brücke keine vernünftige Messung einer Impedanz von 3000 Ohm zu erwarten.

    Für eine Abschätzung würde ich eher einen abgestimmten Fuchskreis verwenden und an seiner niederohmigen Seite die Impedanz mit einer 50 Ohm Brücke bestimmen. Sie führt über das Ubersetzungsverhältnis des Fuchskreises zur Antennenimpedanz. Die Blindkomponente der Antenne liesse sich mit der Resonanzfrequenzverschiebung durch die Antenne bestimmen.

    Wäre interessant dies samt möglichen Fehlern, wie Streukapazitäten und Streuinduktivität des Fuchsübertragers mit hilfe von Spice zu testen.

    Andreas (HB9EHI)

  • Lbr Andreas,

    anstelle einer Antenne kann ich bei meiner Brücke ja auch einen ohmschen Widerstand oder einen Kondensator oder eine Spule oder eine Rp-Xp-Kombination anschließen - und die Brücke wird beide Bauteile mit einem Poti und einem Drehko getrennt messen und anzeigen. Warum sollte sie deshalb eine Antenne nicht getrennt nach Rp und Xp ausmessen können?

    Ha-Jo, DJ1ZB

  • Lbr Wolfgang,

    Zeitlich bin ich hoffentlich der richtigen Meinung, das Zitat von DL4ZAO gilt nicht für mich.

    Und was für Erläuterungen meinst Du denn? Hast Du meinen Artikel schon gelesen oder noch nicht? Mit deiner Tabelle habe ich Schwierigkeiten mit dem Lesen, die Schrift ist für mich unscharf und verschwommen, sri. Außerdem müßte ich mir zum Nachmessen erst noch die gleiche Antenne aufspannen, aber dazu brauche ich mehr Zeit.

    Ha-Jo, DJ1ZB

  • Lbr Wolfgang,

    ich möchte vorausschicken, daß ich von den VNA`s keine Ahnung habe. Überhaupt sind meine Kenntnisse in Digital- und Computertechnik nicht berühmt. Daher kann ich auch nicht erklären, weshalb DL4ZAO diese Messung mit dem VNA so kritisch sieht.

    Meine Meßbrücke arbeitet rein passiv, wird angesteuert von einem Meßsender, und das Brückenminimum wird auf der Meßfrequenz an einem Empfänger abgelesen. Dann liest man von den drei Skalen für Rp, +Xp und -Xp die Werte ab. Hat +Xp einen bestimmten Wert, muß die Anzeige für -Xp auf Null stehen, und umgekehrt. Rp wird an einem vorher mit Widerständen geeichten Potentiometer abgelesen, +Xp und -Xp an zwei Drehkondensatoren. Die Brücke ist auch so gebaut, daß die gemessene Antenne statisch geerdet ist.

    Ein Rauschgenerator dürfte als Quelle ebenfalls gehen, wenn die Umgebung der Antenne genügend ruhig ist. Bei solchen Messungen können ja auch Großsignaleffekte auftreten. Dann gilt allein das Minimum auf der Frequenz, auf die der Empfänger eingestellt ist.

    Angeregt zum Bau dieser Brücke wurde ich schon in den 90-iger Jahren durch einen Vortrag des inzwischen leider verstorbenen OM Popodi aus Österreich. Inzwischen habe ich auch eine solche Brücke für symmetrische Antennen und deren Hühnlerleiter gebaut Denn ich bin schon 80 Jahre alt und wollte dieses Thema noch rechtzeitig zuende bringen, in einem zweiten Artikel in CQ-DL 2/2014.

    Ich hoffe, diese Erklärung reicht dir erst einmal.

    OK?

    Ha-Jo, DJ1ZB

  • Für eine Abschätzung würde ich eher einen abgestimmten Fuchskreis verwenden und an seiner niederohmigen Seite die Impedanz mit einer 50 Ohm Brücke bestimmen. Sie führt über das Ubersetzungsverhältnis des Fuchskreises zur Antennenimpedanz. Die Blindkomponente der Antenne liesse sich mit der Resonanzfrequenzverschiebung durch die Antenne bestimmen.

    Ob für den Resonanzfall, wenn die Fußpunktimpedanz rein reell ist, auch ein 1:64 UnUn (wie er bei der HyEndFed Antenne eingesetzt wird) ausreichen würde? Oder bringt solch ein Übertrager selbst schon wieder zu viel Blindanteil ein? Ein erstes Experiment mit einem solchen UnUn direkt vor einem 50 Ohm MFJ-Antennenanalyser brachte immerhin einigermaßen plausible Werte, zumindest, was die Resonanzfrequenz betrifft.

    Bisher kenne ich zur Messung des endgespeisten Halbwellenstrahlers nur die Methode, dass mittels L-Glied an 50 Ohm angepasst und dann der Wert von C und L in die entsprechenden Formeln eingesetzt wird.

    An einigen Stellen hatte ich schon gelesen, dass MMAna endgespeiste Drähte ohne Gegengewicht nicht berechnen könnte. Bisher habe ich deswegen in der Simulation als Kompromiss immer einen senkrechten Strahler direkt auf den Boden gestellt.

    73 Wolfgang

    Edited once, last by DL1GWW: Tipfehler (May 29, 2014 at 8:01 AM).

  • Wenn ein hier hoch geladenes Bild oder eine PDF Datei schlecht zu lesen ist, kann es helfen, diese Datei lokal auf dem Computer zu speichern (rechte Maustaste, Bild speichern unter) und die Datei mit dem lokalen Betrachter (PDF Reader oder Bildbetrachter) aufzurufen. Diese Programme bieten die Möglichkeit, die Ansichten zu vergrössern. Das verbessert zwar nicht die Schärfe, aber trotzdem wird es lesbarer, wie hier im Beispiel die kleinen Zahlen neben den Graphen.

    Eine andere, leider etwas eingeschränkte Möglichkeit, ist die Bildschirmlupe von Windows zu verwenden. Über den Startbutton in der Suche einfach "Bildschirmlupe" eingeben und man erhält am Mauszeiger hängend eine Lupe. Diese kann mit einem Druck auf die Windows-Taste (festhalten) und der ESC Taste wieder beendet werden.

    Eine dritte Möglichkeit ist die Nutzung der Vergrößerungsfunktion des Webbrowsers. Beim Firefox und Chrome muss man nur die STRG (CTRL) Taste festhalten und kann die Größe mit der + und - Taste oder dem Scrollrad der Maus verändern (ich glaube, beim Internet Explorer ist das ebenso, kann es nur gerade nicht probieren, weil ich keinen greifbar habe). Bei hier eingefügten Dateien muss man allerdings in den Modus "Nur dieses Bild anzeigen" in der Steuerleiste schalten (zwischen dem > und X), sonst wird die Bildanzeige nicht vergrössert.

    HTH!

    73, Tom

    Ich bin dann mal weg ...

  • Angeregt durch Wolfgangs Vorschlag, über eine LC-Transformation die hohe Antennenimpedanz auf der niederohmigen Seite des Transformators zu messen, habe ich einige Simulationen mit LTSpice durchgeführt.

    Für die Messung von grossen Impedanzen haben Fuchskreis und UNUN den Nachteil gosser Windungszahlverhältnisse des Transformaters, welcher die ideale Kopplung (1) zwischen den Wicklungengen beträchtlich verringert. Beim Fuchskreis führen Kopplungsfaktoren von 0.95 und 0.90 zu einer Fehlmessung von 10 bzw 20%. Beim Einsatz eines UNUNS werden die Fehler (bei gleichen Abweichungen vom idealen Kopplungsfaktor) wesentlich höher, was zu einer unzuverlässigen Messung führt.

    Die Messung über die LC Transformation ist dagegen nur durch die Messgenauigkeit der Induktivität und Kapazität des LC Gliedes limitiert.

    73 de Andreas

  • Nun habe ich die Literaturstellen im Funkamateur herausgesucht: DL3AO im FA 7/07, Seite 742, Nachlese in Heft 8/07. DK3HA stellt ein Selbstbaugerät im FA 9/2010, S 944 vor.
    73 Wolfgang

  • Hallo,

    den Gedanken von Wolfgang mit dem L-Glied kann ich hier mit meinen Möglichkeiten einmal aufgreifen.

    Der automatische Antennentuner meines K1 verwendet ein L-Glied inTiefpass-Schaltung zur Anpassung. Nach erfolgter Anpassung können die vom Tuner ermittelten L- und C- Werte, sowie die Position der Kapazität abgerufen werden. Hieraus lässt sich dann die angepasste Impedanz zurück rechnen, die man dann mit den vom VNA gemessen Werten vergleichen kann.

    Wenn das Wetter etwas trockener ist, werde ich einmal eine entsprechende Messanordnung im Garten aufbauen.

    Ich gehe hierbei einmal davon aus, das der Antennentuner, der ja nun tatsächlich eine Anpassung ermittelt hat, dann den genaueren Wert liefert, oder sehe ich das falsch?

    Hallo Wolfgang,
    ich würde sagen JA! Der minivna-Pro war mit dem Programmgenerator von Delphi unter Windows von einem norwegischen Programmierer in der Bedienung der Hardware geschaffen worden. Der von Wimo zulässige Messbereich umfasst einen Wert Z=1-1000 Ohm.

    OM Dietmar DL2SBA hatte später, als ich auch einen minivna-Pro besaß, die Software neu in Java programmiert und es wurden auch Firmware Updates im minivna-Pro erforderlich. Um die Messergebnisse zu betätigen, werde ich OM Dietmar auf diesen Thread verweisen.

    Die geplanten Vergleichsmessungen können nur ein Ergebnis bringen, wenn der Stahler auf 30m abgestimmt ist und beide Fälle neu vermessen werden. Dann aber eine Hochpassschaltung benutzen, Drehko in Serie und Spule von der Antenne gegen Masse. Dann bleibt der PA-Transistor bei einer Antenne mit L/2 Resonanz heil und das PI-Filter bleibt auf 50 Ohm.

    Vy 72/73 de Gerhard

    Edited once, last by DC4LO (May 29, 2014 at 8:16 PM).

  • Herzlichen Dank für die prima Diskussion ! :)

    Hier noch ein Beitrag von AA3RL, den mir DF5DW geschickt hat:

    http://www.qsl.net/aa3rl/ant2.html

    Ich meine: Schön zusammengestellte Informationen darüber, welchen Einfluß die
    Höhe über Grund auf Fußpunktimpedanz und Strahlungscharakteristik
    eines Dipols hat.

    Darüber hinaus wäre es tatsächlich interessant zu erfahren, wie's mit
    der Impedanz am Strahlerende aussieht.


    Beste 73 aus dem Sauerland


    Rolf

    73 de Rolf, DK9DQ