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 [ 14 Beiträge ]  Gehe zu Seite 1,
Autor Nachricht
 Betreff des Beitrags: Gewinn bei gestockten Antennensystemen ? Wo ist der Fehler
Hallo,

vielleicht kann mir jemand bei folgenden Fragestellungen helfen und mir meine Denkfehler aufzeigen:

1. Gewinnfaktor
Eine Antenne mit 6db Gewinn sollte einen Gewinnfaktor von etwa 4 haben.
10 hoch (Gewinn in dB / 10)

2. Gestocktes System mit 2x 6dB
Ein solches System sollte einen Gewinn von maximal 9dB aufweisen.
Jede Antenne hat einen Gewinnfaktor von 4. Der gesamte Gewinnfaktor wird dabei addiert, also Gewinnfaktor ca. 8.

Soweit dürfte ich noch richtig liegen und kann das ganze auch noch nachvollziehen. Die jeweils 3dB Zunahme sehe ich natürlich nur als optimalen Wert ohne Berücksichtigung von Stockungsabständen.

Wenn ich bisher alles wirklich richtig verstanden habe, nimmt der Gewinn beim verdoppeln der Antennenanzahl immer um 3dB zu, anders ausgedrückt, der Gewinnfaktor verdoppelt sich dann stets. Bei 2x 12 hätte das gesamte System einen Gewinn von 15dB, der Gewinn ist also um 3dB gestiegen und der Gewinnfaktor hat sich demnach verdoppelt.

Auf einer Seite im Netz habe ich dann aber folgende Überlegung gefunden: Bei Powersplittern bzw. 3 dB Kopplern wird die Sendeleistung der TRX auf beide Antennen gleichmäßig aufgeteilt. Bei 100 Watt Sendeleistung am TRX und 2x 6 dB Antennen sollten dann doch eigentlich auf die Antenne 1 50W gegeben werden und auf Antenne 2 ebenfalls 50W.
Der einzelnen Gewinn jeder Antenne dürfte sich nicht ändern, und aus den 50W sollten sich jeweils durch die 6dB Gewinn eine Abgstrahlte Leistung von 200 an Antenne 1 und 200 an Antenne 2 ergeben. Die Summe der Strahlungsleistung ergibt so 400W....Genau das ist doch aber falsch???
Bei 2x 6dB gekoppelt ist doch mit 9dB zu rechnen, also 3dB gegenüber 1x 6dB, also eine Verdoppelung der Strahlungsleistung.
1x 6dB ca 400W
2x 6dB=9dB=800W

Wo liegt/liegen meine Fehler bei diesen Überlegungen mit der Aufteilung der Leistung???

Wie verhält es sich bei 2 Antennen mit unterschiedlichem Gewinn?

Um Aufklärung wäre ich sehr dankbar.

73 de Alex


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Gewinn bei gestockten Antennensystemen ? Wo ist der Fehl
[quote]....
Wo liegt/liegen meine Fehler bei diesen Überlegungen mit der Aufteilung der Leistung???
[/quote]

Du berücksichtigst die Zusammenwirkung der gestockten Antennen nicht,
bei der Stockung ändert sich durch die gegenseitige Beeinflussung der Einzelantennen
der Öffnungswinkel des Systems.

Einzig hierdurch ist der Gewinn gegenüber der Einzelantenne gegeben. Jede
Einzelantenne hat durch die Zusammenschaltung sozusagen 3db Zusatzgewinn
(in deinem Beispiel). :!:


  
 
 Betreff des Beitrags: Also 3db pro Antenne mehr
Danke für die Antwort...

2x 6db gestockt und 100Watt PA Leistung

d.h. die Leistung teilt sich auf bei Zweige in meinem Beispiel und wird jeweils um 9dB angehoben...Das ergibt natürlich Sinn. 2x 50W um 9dB bzw. 100 um 9dB.
Bei 4x 6dB ergibt sich 12dB pro Antenne. Also 15,8 Gewinnfaktor bei 25W mal 4. Also insgesamt den doppelten Gewinnfaktor gegenüber meinem 1. Beispiel.


Was mich jetzt noch interessieren würde, der Gewinn einer Antenne resultiert doch aus einer Verzerrung der abgegebenen Leistung bezogen auf einer Richtung bzw. Bündelung. Bei höherem Gewinn muss also irgendwo weniger abgestrahlt werden und an anderer Stelle mehr. Soweit ist mir das klar. Wie muss man sich das aber bei einem gestockten System vorstellen? Warum/Wodurch ändert sich da etwas am Strahlungsdiagramm? Angenommen beide Antennen würden sich 20 Meter voneinander entfern befinden und das bei einer sehr hohen Betriebsfrequenz, dass keine direkte Beeinflussung stattfinden würde. Wodurch kommt der Gewinn zustande? Funktioniert bei zu großem Abstand das System dann so nicht mehr?

Alex


  
 
 Betreff des Beitrags:
hallo

einfacher wird es wenn du die einzelgewinne mit +xxdb und -xxdb
benennst und einfach addierst.
zwischendurch mal in leistung umrechnen und multiplizieren ist nicht
so logisch.

der antennengewinn ist jeweils bei verdoppelung der antennenfläche
eine verdoppelung der spannung.
wie das strahlungsdiagramm dabei aussieht ist erst mal völlig egal.


73


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Also 3db pro Antenne mehr
[quote] Angenommen beide Antennen würden sich 20 Meter voneinander entfern befinden und das bei einer sehr hohen Betriebsfrequenz, dass keine direkte Beeinflussung stattfinden würde. Wodurch kommt der Gewinn zustande? Funktioniert bei zu großem Abstand das System dann so nicht mehr?
[/quote]

Hallo,
bei gestockten Antennen wird die Energie anders im Raum verteilt als mit einer Einzelantenne. Die Sendeleistung verteilt sich auf beide Antennen, wird aber nicht aktiv verstärkt wie z.B mit einer PA. Die von beiden Antennen abgestrahlten Wellenfronten überlagern sich und je nach Amplituden-und Phasenlage am jeweiligen Ort. Somit entstehen Feldstärkemaxima und Minima im Raum. Werden die Antennen "irgendwie" gestockt, verteilen sich auch die Feldstärkemaxima und Minima auch "irgendwie", es entsteht nicht der maximal mögliche Gewinn. In der Regel entsteht dann ein willkürlich aufgezipfeltes Gesamtstrahlungsdiagramm, dessen einzelne Keulen niemals den für einen maximal möglichen Gewinn notwendigen Energiegehalt tragen können. Dieser maximal mögliche Gewinn entsteht nur dann, wenn die beiden zu stockenden Antennen im optimalen Abstand zueinander angeordnet werden. Nur dann überlagern sich die Wellenfronten der Antennen so, dass in der gewünschten Vorzugsrichtung der maximal mögliche Gewinn ergibt.
Hierzu etwas zu lesen...

http://www.darc.de/distrikte/f/39/stock ... tennen.pdf

Vy 73

Wilfried


  
 
 Betreff des Beitrags: Jetzt wird es logisch
[quote]hallo

einfacher wird es wenn du die einzelgewinne mit +xxdb und -xxdb
benennst und einfach addierst.
zwischendurch mal in leistung umrechnen und multiplizieren ist nicht
so logisch.

73[/quote]

Ganz blauäugig gefragt: Wie läuft das in meinem Beispiel mit 2x 6dB gestockt? Der Gesamtgewinn ist ja 3dB mehr und nicht 6dB + 6dB?

Bei einem Kabel mit 3 Übergängen mit jeweils -2dB und einer Antenne am Ende mit +4dB ist der Rechenweg klar. Alle Werte addieren für den Gesamtgewinn / Dämpfung.

Zu Laser-TV
>von beiden Antennen abgestrahlten Wellenfronten überlagern sich und >je nach Amplituden-und Phasenlage am jeweiligen Ort. Somit entstehen >Feldstärkemaxima und Minima im Raum.

Das hatte ich vermutet. Also ist nicht nur ein Mindestabstand wichtig, sondern auch zu weit entfernte Antennen wirken sich ungünstig aus.
Danke für die Aufklärung und den Link

73 de Alex


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Jetzt wird es logisch
[quote]

Ganz blauäugig gefragt: Wie läuft das in meinem Beispiel mit 2x 6dB gestockt? Der Gesamtgewinn ist ja 3dB mehr und nicht 6dB + 6dB?

[color=blue:1gmw92cy]In der Praxis liegt der Gewinn etwa 2,7db höher als der der Einzelantenne.
Die Einzelantenne hat angeblich 6db, dann haben zwei davon 8,7db wenn die Stockungsabstände halbwegs optimal sind.
Was sich allerdings ändert sind die Erhebungswinkel bei vertikaler Stockung bzw. der Öffnungswinkel bei horizontaler Stockung.[/color:1gmw92cy]

Bei einem Kabel mit 3 Übergängen mit jeweils -2dB und einer Antenne am Ende mit +4dB ist der Rechenweg klar. [/quote]

Hallo Alex,

Was meinst Du denn mit 3 Übergängen von jeweils -2db?
Glaubst es wird nur ein Viertel der Sendeleistung wirksam?

73
Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo Peter,

die 3dB mehr nehme ich nur als rechnerischen Wert an. In der Praxis sieht das natürlich anders aus. Man muss dazu sagen, dass ich auch keine diese 6dB Antennen wirklich habe, es ging mir einfach um das Verständnis.
Oft wird ja auch darauf hingewisen, dass sich in den meisten Fällen eine Langyagi mehr "lohnt". Der Aufwand beim Stocken ist ja auch gerade mechanisch nicht ganz gering.

Mit Übergängen meinte ich Kupplungen o.ä. in einem Kabel. In einem solchem System lassen sich ja die Verluste/Gewinne addieren. Den Satz mit den "Übergängen" bezog ich auf eine Antwortvon Wellenreiter. Dort wurde geschrieben, man soll die Einzelgewinne mit +xxdB +xxdB benennen und addieren. Bei meinem Beispiel mit dem Kabel und den Kupplungen etc. funktioniert das ja auch. Wie sieht das aber bei 2 gekoppelten Antennen aus?
Hier ist der Gesamtgewinn ja dann nicht einfach 6dB + 6dB sondern 9dB.
Wie würde es sich mit 6dB und 4dB verhalten? Das sind dann ja nicht 10dB?
Rechner ich dagegen in Gewinnfaktoren um, sollte ich auf die richtige Antwort kommen.
6dB sind ca. 4 und 4dB sind ca. 2,5, also Gewinnfaktor von 6,5. Umgerechnet in logarythmische Verhältnisse sind es dann wieder 8,13dB.
Das ist aber sicherlich eine etwas umständliche herangehensweise, oder wie Wellenreiter schon schrieb:nicht wirklich logisch.

Alex


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]

Mit Übergängen meinte ich Kupplungen o.ä. in einem Kabel.

[color=blue:1c8aj6dm]Pro Steckverbinder ist mit 0,01db Dämpfung bei 1GHz zu rechnen[/color:1c8aj6dm]

Bei meinem Beispiel mit dem Kabel und den Kupplungen etc. funktioniert das ja auch. Wie sieht das aber bei 2 gekoppelten Antennen aus?
Hier ist der Gesamtgewinn ja dann nicht einfach 6dB + 6dB sondern 9dB.
Wie würde es sich mit 6dB und 4dB verhalten? Das sind dann ja nicht 10dB?

[color=blue:1c8aj6dm]Du kannst die Einzelgewinne nicht einfach addieren, Gewinn resultiert aus Richtwirkungen[/color:1c8aj6dm]

Rechner ich dagegen in Gewinnfaktoren um, sollte ich auf die richtige Antwort kommen.

[color=blue:1c8aj6dm]Nein, es ist egal ob Du in db oder Faktoren rechnest[/color:1c8aj6dm]

6dB sind ca. 4 und 4dB sind ca. 2,5, also Gewinnfaktor von 6,5. Umgerechnet in logarythmische Verhältnisse sind es dann wieder 8,13dB.
[/quote]

Maßgeblich für den Gewinn ist die Phasenbeziehung der Antennen zueinander und der Stockungsabstand.
Es kann auch ein Gesamtgewinn von 2dbi entstehen.

73
Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
hallo

[quote]
Oft wird ja auch darauf hingewisen, dass sich in den meisten Fällen eine Langyagi mehr "lohnt". Der Aufwand beim Stocken ist ja auch gerade mechanisch nicht ganz gering.
[/quote]

ja, weil diese bei gleichem "gewinn" eine schmalere öffnung haben

[quote]
Antwort von Wellenreiter. Dort wurde geschrieben, man soll die Einzelgewinne mit +xxdB +xxdB benennen und addieren. Bei meinem Beispiel mit dem Kabel und den Kupplungen etc. funktioniert das ja auch.
[/quote]

wäre schlimm wenn nicht

[quote]
Wie sieht das aber bei 2 gekoppelten Antennen aus?
Hier ist der Gesamtgewinn ja dann nicht einfach 6dB + 6dB sondern 9dB.
Wie würde es sich mit 6dB und 4dB verhalten? Das sind dann ja nicht 10dB?
[/quote]

nein, das hat mit der zusammenschaltung erst mal weniger zu tun.
hier bekommst du durch die zusammenschaltung aufgrund der größeren
antennenfläche erst mal die 3db. was dann an einzelgewinn der antennen
dazukommt ist wieder diese elende umrechnungsarie bei der dann dieser
mittelwert herauskommt.
ansatzweise würde ich die 4db und die 6db als mittelwert mit 5db ansetzen
und die 3db dazuzählen, ist dann nur unwesentlich unterschiedlich.

[quote]
Das ist aber sicherlich eine etwas umständliche herangehensweise, oder wie Wellenreiter schon schrieb:nicht wirklich logisch.
[/quote]

bedingt, man kann sich auch einen einfachen logischen rechenweg suchen.


73


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo,

danke Peter und Wellenreiter.
Gut, die 2 oder 3 dB von Steckern etc. sind unrealistisch angenommene Werte, bei solchen Steckern und Verbindern sollte dann was nicht stimmen :D
Es sollten nur griffige Werte für ein Rechenbeispiel sein wie die 6dB der Antenne, egal ob aufs Dipol oder den Kugelstrahler bezogen...
In der Realität sieht es natürlich wieder ganz anders aus. Da werden auch durchaus Antennen mit 6db bezogen auf nichts angeboten :D
Aber auch das ist ja das schöne von Angaben mit dB für manche Anbieter.

Spass beiseite.
Glaube Wellenreiter hat es mir ganz gut erklärt mit der wirksamen Antennenfläche und der Mittelwertbildung. Dennoch bin ich froh, dass ein umrechnen in Faktoren und dann wieder in dB auch zum richtigen Ergebnis führt, und so nicht komplett falsch ist.

Selbst habe ich übrigens eine douband LPDA in Betrieb, die mit ca. 8,8dBd auf 2m angegeben ist. Im Vergleich mit meinem Rundstrahler und der HB9CV erkennt man natürlich einen Gewinn, wo dieser natütlich wirklich liegt, ist fraglich und mit einem S-Meter eines normalen Funkgerätes nicht zu bestimmen.

Danke für eure Ausführungen

73 de Alex


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]

Selbst habe ich übrigens eine douband LPDA in Betrieb, die mit ca. 8,8dBd auf 2m angegeben ist.

[color=blue:zwg90uu9]Das halte ich für sehr unwahrscheinlich[/color:zwg90uu9]

Im Vergleich mit meinem Rundstrahler und der HB9CV erkennt man natürlich einen Gewinn, wo dieser natütlich wirklich liegt, ist fraglich und mit einem S-Meter eines normalen Funkgerätes nicht zu bestimmen.
[/quote]

Das geht auch mit einem normalen S-Meter, man muss lediglich einen in db geeichten Abschwächer in die Empfangsantennenleitung einschleifen und die Vergleichssignale damit auf gleichen S-Meter Ausschlag einstellen.
Die Differenz ist dann der Gewinnunterschied.

73
Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hi Peter,

ok, wenn man solche Meßhilfen zur Verfügung hat, ist das eine einfach Methode. Habe einen Step Attenuator mit 0-110db sogar hier. Genauigkeit liegt bei 0,25dB bis 1GHz. Könnte man mal etwas damit experimentieren.
Wenn ich das digitale interne S-Meter meines TM-D700 ohne Referenz verwende und nur den Anstieg oder Abfall heranziehe sind die Ergebnisse (je nach Bereich, oben oder unten) mitunter mehr als weit daneben.
Aber gut, es ist ja auch kein Meßgerät, sondern halt ein Indikator und der funktioniert ganz gut.
Im übrigen, es gibt sogar Ansätze um aus einem Funkgerät einen Meßempfänger zu machen:

Wird ein solcher Verstärker z.B. direkt hinter das ZF-Filter (FM, AM, SSB, CW) eine HF-Empfänger geschaltet, ließe sich hiermit schon eine sehr genaue S-Meter- Anzeige aufbauen, fast identisch der eines Messempfängers, allerdings mit unzureichender Empfindlichkeit in Richtung kleiner Signale. Ziel sollte sein, ein
Signal von <–110dBm (S2) zur Anzeige zu bringen.
(Quelle:Dipl.-Ing. Werner Schnorrenberg S-Meter mit 120dB Anzeigebereich)

Als Verstärker werden die AD603 und AD8307 verwendet. Mit +- 0,3dB im linearen Bereich des fertigen Gerätes interessante Idee.

Jetzt sind wir vom eigentlichen Thema abgekommen, trotzdem herzlichen Dank für die Ideen.

73 de Alex


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]

ok, wenn man solche Meßhilfen zur Verfügung hat, ist das eine einfach Methode. Habe einen Step Attenuator mit 0-110db sogar hier. Genauigkeit liegt bei 0,25dB bis 1GHz.

[color=blue:6660zz9l]Na bitte, das reicht doch völlig, egal was das S-Meter anzeigt[/color:6660zz9l]

Wird ein solcher Verstärker z.B. direkt hinter das ZF-Filter (FM, AM, SSB, CW) eine HF-Empfänger geschaltet, ließe sich hiermit schon eine sehr genaue S-Meter- Anzeige aufbauen,[/quote]

Bei den SDR Empfängern funktioniert das ja so

73
Peter


  
 

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