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BeitragVerfasst: Mi 7.2.2018 10:28 
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S8
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Fragen zu ANT Resonanz und Impedanz …..

Hallo Gemeinde …..

ich habe mal eine echt Blöde Frage ( ob wohl ich schon massig Draht Antennen gebaut habe ).
Möchte hier das 40m Band zur Grundlage nehmen und das Material Außen vor lassen !!!!
Es soll kein ATU verwendet werden !
Sondern nur der Dipol in einfachster Form, ohne BALUN oder / und Mantelstrom Sperre.

Wenn ich z.B. einen Dipol baue ….. Berechnung = 300 : Fres. = Lambda Ganzes : 4 = Lambda viertel und x 0,97 für Verkürzungsfaktor = Länge der zu schneidenden Drahtlänge pro Dipol Ast.
Dann alles an einem Mittelisolator befestigen und entsprechend mit einem 50 Ohm Koaxial Kabel belibiger Länge,aufhängen.
Das heißt, der Aufhängepunkt in der Mitte und für die Endisolatoren sind so mit fest vorgegeben.
Dann messen wir die Resonanz Frequenz.
Da ich mit einem Verkürzungsfaktor von 0,97 gerechnet habe, wird die Res. Frequenz wohl ein wenig Tiefer liegen, wie berechnet.
Nun verwenden wir folgendes Programm : Link = ( http://www.bravo37.de/dipol-formular.html ).
Wir geben die gegebenen Daten ein und kürzen die Dipolenden durch umschlagen um die angegebene Länge.
Dipol wieder hoch und die Frequenz noch mal messen.
In 95 % der Fälle passt nun schon mal die gewünschte Betriebsfrequenz und hat hier das kleinste gegebene SWR.
Ist es nun Richtig, das das SWR durch die Aufbauhöhe nun bestimmt wird ( C und L gegen das umliegende Gelände ) ?
Ich in diesem Fall keine Änderung des SWR der ANT bewirken kann, außer, die Höhe noch etwas nach Unten hin zu variieren, oder eine Anpassung am Speisepunkt mit L und / oder C vor zu nehmen, oder einen entsprechenden Übertrager mit dem passenden Übersetzungsverhältnis ( z.B. mit 1 zu 1,3 ).
Es geht mir nur um die Theorie !

Resonanz wird durch die Antennenlänge festgelegt und die Impedanz durch die Aufbau Situation und lässt sich ohne zusätzliches Material, nicht weiter beeinflussen ?

Ist es Richtig, wenn ich einen Dipol aufgehängt habe, die Frequenz Richtig liegt und das SWR in einem brauchbaren Bereich liegt, dann aber mal alles um 2 m höher oder tiefer als die Aufbauhöhe, aufgehangen wird, wird sich die Frequenz nicht all zu stark ändern, sondern nur das SWR ?

Wie sieht es aus, wenn der Dipol z.B. mit einem SWR von 1,2 betrieben wird, dann sich aber nach einigen Tagen nach 1,8 verschiebt und so bleibt. Was könnte hier die Ursache sein ( Bodenfeuchtigkeit geändert, Anschlüsse korrodiert ? ) ?

Danke für Antworten von

Bert SE2I

Dieser Beitrag steht auch unter folgendem Link : http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=11795

_________________
vy 73 von Bert


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BeitragVerfasst: Mi 7.2.2018 11:20 
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Beiträge: 3218
SE2I hat geschrieben:

Resonanz wird durch die Antennenlänge festgelegt und die Impedanz durch die Aufbau Situation und lässt sich ohne zusätzliches Material, nicht weiter beeinflussen ?

Die Resonanzfrequenz hängt von folgendem ab:

Länge der Antenne, Schlankheitsgrad (Länge/Durchmesser), Höhe über Grund, Bodenleitfähigkeit, Isolatoren, verwendetes Material.


Ist es Richtig, wenn ich einen Dipol aufgehängt habe, die Frequenz Richtig liegt und das SWR in einem brauchbaren Bereich liegt, dann aber mal alles um 2 m höher oder tiefer als die Aufbauhöhe, aufgehangen wird, wird sich die Frequenz nicht all zu stark ändern, sondern nur das SWR ?

Das hängt von der Wellenlänge ab, auf 160m wird sich überhaupt nichts ändern, auf 10m sehr viel (Resonanzfrequenz und SWR), es sei denn er hinge bereits höher als eine Wellenlänge.

Wie sieht es aus, wenn der Dipol z.B. mit einem SWR von 1,2 betrieben wird, dann sich aber nach einigen Tagen nach 1,8 verschiebt und so bleibt. Was könnte hier die Ursache sein ( Bodenfeuchtigkeit geändert, Anschlüsse korrodiert ? ) ?


Wenn sich die Resonanzfrequenz nicht geändert hat, liegt es an den Verlustwiderständen, die müssen dann bereits heftig groß sein.


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BeitragVerfasst: Mi 7.2.2018 11:30 
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Registriert: Di 28.7.2015 8:21
Beiträge: 717
Hallo Bert,

ich versuch's mal...
SE2I hat geschrieben:
ich habe mal eine echt Blöde Frage

"blöde Fragen gibt's nicht, es gibt nur blöde Antworten", sagt man ... :p
SE2I hat geschrieben:
Möchte hier das 40m Band zur Grundlage nehmen und das Material Außen vor lassen !!!! Es soll kein ATU verwendet werden ! Sondern nur der Dipol in einfachster Form, ohne BALUN oder / und Mantelstrom Sperre.

auch wenn das über dein Beispiel hinausschießt würde ich dir immer den Einsatz eines Symmetrierglieds empfehlenn wenn du von deinem TRX-Ausgang (=unsymmetrisch) in einen mittig gespeisten Dipol (=symmetrisch) gehst. Warum du beim SWR keinen Unterschied feststellen wirst, sehr wohl aber ungünstige Mantelwellen produzieren wirst und weit mehr auch deinen Empfang verschlechtern kannst, das zeigt dieses Video hier. Wenn du es nicht verstehst (weil es auf englisch ist) dann frag einfach nochmal nach, kein Problem.
SE2I hat geschrieben:
Dann messen wir die Resonanz Frequenz.

Wie misst du die Resonanzfrequenz? Doch nicht mit dem SWR-Meter?
SE2I hat geschrieben:
Da ich mit einem Verkürzungsfaktor von 0,97 gerechnet habe, wird die Res. Frequenz wohl ein wenig Tiefer liegen, wie berechnet.

Kann, muss aber nicht sein. Da spielen weitere Faktoren eine große Rolle, wie z.B. verwendeter Antennendraht, mit oder ohne Isolierung, kapazitive Koppelung der Umgebung, usw.
SE2I hat geschrieben:
Ist es nun Richtig, das das SWR durch die Aufbauhöhe nun bestimmt wird ( C und L gegen das umliegende Gelände ) ?Ich in diesem Fall keine Änderung des SWR der ANT bewirken kann, außer, die Höhe noch etwas nach Unten hin zu variieren, oder eine Anpassung am Speisepunkt mit L und / oder C vor zu nehmen, oder einen entsprechenden Übertrager mit dem passenden Übersetzungsverhältnis ( z.B. mit 1 zu 1,3 ).

Nun,wenn du ein Anpassnetzwerk jeglicher Art verwenden würdest (L-Netzwerk, oder einen Trafo mit Übersetzungsverhältnis) dann wirst du damit dein SWR definitiv verändern können. Aber auch durch Höhenänderung wird sich dein SWR selbstverständlich verändern, denn die Speiseimpedanz ändert sich.

Merk dir: das SWR gibt dir Auskunft darüber, ob und inwieweit du die vom TRX generierte Leistung effektiv in dein Antennenkonstrukt speisen kannst. Das SWR alleine sagt dir nicht, ob deine Antenne resonant ist an der jeweiligen Frequenz. Resonanz bedeutet immer X=0, also der imaginäre Anteil des komplexen Widerstand beträgt möglichst "null", ist also weder kapazitiv noch induktiv. Diese Resonanzfrequenz muss nicht zwangsweise der Frequenz entsprechen, an dem du SWR=1:1 gemessen hast. Wenn die Resonanzfrequenz und die Frequenz bei X=0 dieselbe ist, dann heißt es nichts anderes als das deine Antenne einen Wirkwiderstand von 50Ω aufweist und somit zur Impedanz deines TRX passt.

Beispiel: wir sagen der Dipol ist bei 7.100kHz resonant, das bedeutet dass bei dieser Frequenz das X=0 ist. Übrig bleibt also ein Wirkwiderstand ich sag jetzt einfach mal beispielsweise R=75Ω. Wenn du nun das SWR bei 7100kHz misst, dann bekommst du ein SWR von 1:1,5 angezeigt, das entspricht einem Reflektionskoeffizient von 0.2 weil dein TRX hat 50Ω und die Antenne aber 75Ω. Es liegt also keine perfekte Leistungsanpassung vor.

Bei f=7.050kHz misst du nun ein SWR von 1:1 und du denkst, dass deine Antenne bei dieser Frequenz resonant ist. Nun das ist sie aber nicht, wie vorhin erwähnt --> resonant ist sie bei 7.100kHz. Jetzt frägst du dich warum du bei dieser Frequenz 7.050kHz ein SWR von 1:1 gemessen hast? Ganz einfach, weil du den Betrag |Z| gemessen hast, der besteht aus den Vektoren "Wirkwiderstand" und "Blindwiderstand". Auf dieser Frequenz 7.050kHz hast du somit eine Impedanz von 50Ω und dein TRX kann seine Leistung voll verlustfrei abgeben (=Leistungsanpassung gegeben weil die Impedanz des Generators = Impedanz der Last), deswegen SWR = 1:1.
SE2I hat geschrieben:
Resonanz wird durch die Antennenlänge festgelegt und die Impedanz durch die Aufbau Situation und lässt sich ohne zusätzliches Material, nicht weiter beeinflussen ?

Siehe oben. Nicht nur die Impedanz wird durch diverse Faktoren beeinflusst, aber auch die Resonanz. Wenn du in die Nähe deines Antennendrahtes ein metallisches Objekt bringst, oder derb gesagt wenn du den Draht anfassen würdest dann ändert sich auch dessen Resonanzfrequenz. Um es sehr detailliert auszudrücken ein weiteres Beispiel: du kennst ja sicherlich ein Dip-Meter. Wenn du mit einem Dip-Meter die Resonanzfrequenz eines Resonanzkreises misst, dann entnimmst du diesem dadurch sogar ein klein wenig Energie. Die ist aber so klein, dass sie nicht ansatzweise ins Gewicht fällt. Trotzdem wollte ich dieses Beispiel erwähnen, damit es zum Verständnis beiträgt.
SE2I hat geschrieben:
Ist es Richtig, wenn ich einen Dipol aufgehängt habe, die Frequenz Richtig liegt und das SWR in einem brauchbaren Bereich liegt, dann aber mal alles um 2 m höher oder tiefer als die Aufbauhöhe, aufgehangen wird, wird sich die Frequenz nicht all zu stark ändern, sondern nur das SWR ?

Nö, verändern wird sich das. Ist nur die Frage in welchem Bereich und ob der gravierend für deinen Zweck sein wird oder nicht ;)
SE2I hat geschrieben:
Wie sieht es aus, wenn der Dipol z.B. mit einem SWR von 1,2 betrieben wird, dann sich aber nach einigen Tagen nach 1,8 verschiebt und so bleibt. Was könnte hier die Ursache sein ( Bodenfeuchtigkeit geändert, Anschlüsse korrodiert ? ) ?

Siehe oben. Die Ursache ist ganz einfach: es haben sich Impedanzen geändert, die als Unterschied auf deinem SWR-Meter auftauchen.Ob das der Wirk- oder Blindanteil war bleibt mal außen vor.
SE2I hat geschrieben:
Danke für Antworten

gern geschehen. Alle Angaben ohne Gewähr. Sicherlich werden dir die Profis noch weitere Details hierzu nennen können oder sogar auch meine berichtigen.

Wünsche dir viel Erfolg beim Antennenspannen und alles Gute
73
Miro


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BeitragVerfasst: Mi 7.2.2018 16:28 
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Beiträge: 1064
Hallo Bert,
rejection hat Dir ja zur Praxis schon geantwortet. Ich versuche mal etwas Theorie "von ganz von vorne": Eine Antenne ist im Prizip ein offener Schwingkreis. Zur Löschfunkenzeit in alten Lehrbüchern wird "der Strick" auch als "linearer Oszillator" bezeichnet (Zenneck). Die Resonanz hängt nur vom "wirksamen Selbstinduktionskoeffizienten" (Induktivität) L und der "wirksamen Kapazität" C ab. Die Speiseleitung, SWR und Co. sind erst mal völlig außen vor. Die wichtigste Beeinflußung der beiden L/C-Größen hat Peter (rejection) Dir aufgezählt.

Als komplexen Widerstand (=Impedanz) der Antenne bezeichnet man die Impedanz am Einspeisepunkt (direkt an der Antenne). Auf der Resonanzfrequenz ist der imaginäre Teil der Impedanz Null, ansonsten ±x Ohm imaginär. Der Ohmsche Teil (reeller Teil) sind Verlustwiderstände, d.h. der Draht selbst, Übergangwiderstände. Dazu kommt noch der sog. Strahlungswiderstand. Das ist ein aus der abgestrahlten Leistung errechenbarer Wert in Ohm. Letzterer hängt im wesentlichen vom Verhältnis der Antennenlänge zur "(Wellen-)Länge der abgestrahlten Wellen" ab. Das ist jetzt alles noch am Speisepunkt an der Antenne gemessen.

Das SWR "entsteht" erst bei der Verbindung der PA (Generator) zur Antenne (Speisepunkt). Wenn die Impendanzen nicht gleich sind (SWR=1) hast Du auf der Leitung ein SWR größer 1, weil die Antenne die angelieferte Leistung nicht verwerten kann. Vorausgesetzt die Leitung ist elektrisch in Ordnung. Mit der Antenne selbst hat es außer ihrer Impedanz nichts zu tun. Punkt (sonst wird es komplizierter und geht über die nächsten 20 Seiten :-) ).

Vielleicht hilft es etwas zum Verständnis, die Praxis erklärt Dir "rejection" besser als ich.
73 Peter


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BeitragVerfasst: Mi 7.2.2018 16:39 
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Registriert: Mi 16.7.2014 19:07
Beiträge: 1923
... und noch zur Ergänzung die Beinflussung durch die Umgebung: Wenn meine Vertikalantenne mit nicht abgestimmten Radials über Automatiktuner angepasst bei trockenem Wetter gemessen wird, hat sie ein deutlich anderes Verhalten vom SWR als nach einem Regen, wenn das direkt umliegende Dach nass ist.

Sehr oft wird die Beeinflussung durch die Umgebung vernachlässigt oder verkannt. Das kann sich für die Abstrahlung mal positiv, mal negativ auswirken. Eine Antenne, die bei Aufbauort "A" top funktioniert, kann bei Aufbauort "B" durchaus nur noch mittelmäßig sein.

Gruß
Stefan

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Gruß Stefan

"Amateurfunk ist die Technik einer längst vergangenen Zukunft! "


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