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Autor Nachricht
 Betreff des Beitrags: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Hallo zusammen.

Ich habe eine Verständnisfrage zum SWR bzw. zur Anpassung einer Antenne an die Leitung und den TRX.

In den Tiefen des Internets habe ich zwei interessante Skripte/Vorträge zum Thema gefunden, die jedoch meiner Ansicht nach Gegensätzliches behaupten.

Der eine ist von DF4EU, der andere von DJ8EI.

Zunächst mal die Links auf die Skripte:

http://www.mods-ham.com/20_Antennen-The ... _DF4EU.pdf

https://www.darc.de/uploads/media/Decib ... rum_01.pdf

Und dann noch ein Link auf eine Diskussion über einen Teil des ersten Skripts, in der unser allseites bekannter OM Peter V. mitwirkt:

http://www.amateurfunk.de/forum/f.php?m ... d7b0fca227

--------------------------------------------

Wo habe ich nun die Probleme?

1. Bei DF4EU heißt es auf S.8:

[quote]Dabei spielt es keine Rolle, wo sich das Anpassungsnetzwerk befindet.
Sinnvollerweise wird man es in der Nähe des Senders anordnen, wo es am
leichtesten zugänglich ist. Dies bietet den weiteren Vorteil, dass sich jede Antenne
breitbandig nutzen lässt. Bei Abweichung von ihrer natürlichen Resonanzfrequenz
werden die Blindanteile kompensiert, für die Abstrahlung ist nur
die Wirkkomponente des Antennenwiderstandes maßgeblich. Die Fehlanpassung
an den Wellenwiderstand des Kabels (SWV) ist zu vernachlässigen. Ferngesteuerte
Anpassungsnetzwerke am Antennenfußpunkt bringen also absolut
nichts (außer ihrem Hersteller). Ihre Anwendung zeigt nur, dass die Bedeutung
des SWV nicht wirklich verstanden wurde.[/quote]

Hintergrund sei, daß die Antenne bei vollständiger Kompensation der Blindanteile eben die gesamte Leistung des Senders aufnehmen und abstrahlen könne. Begründung:

[quote]Wird das Anpassungsnetzwerk wie in Bild 6 eingesetzt, steht der Antenne die
volle vom Sender erzeugte Leistung zur Verfügung, denn der Sender ist durch
das vorgeschaltete Anpassungsnetzwerk optimal angepasst. Am Antennenfußpunkt
treten durch die Fehlanpassung Reflektionen auf, die zum Leitungsanfang
zurücklaufen. Hier befindet sich das Anpassungsnetzwerk, an dessen
Ausgang sich jetzt hin- und rücklaufende Wellen so überlagern, als ob hier
Leerlauf vorliegt. Daher gelangt die rücklaufenden Welle durch vollständige Reflektion
(r = +1) wieder zurück zur Antenne und dort zur Abstrahlung. Der Vorgang
wiederholt sich mit immer kleineren Amplituden. Im Endeffekt gelangt die
gesamte vom Sender abgegebene Leistung so zur Antenne. Eine Beschädigung
der Senderausgangskreise durch die rücklaufenden Wellen ist nicht zu
befürchten.[/quote]


Im Skipt bei DJ8EI läßt sich dagegen aus den verschiedenen Anordnungen des ATUs auf Seite 24 schließen, daß, wenn der ATU am Fußpunkt der Antenne angeschlossen wird, eine höhere Leistung an die Antenne abgegeben werden kann (80W im Vergleich zu nur 62W).

2. Im Skript von DF4EU steht auf S.3 in Fett:

[quote]Richtig ist: Eine Antenne strahlt sämtliche ihr zugeführte Leistung unabhängig
vom SWV ab![/quote]

Und auf S.4

[quote]Die gesamte vom Sender abgegebene Leistung gelangt zur Antenne und wird dort
vollständig im Antennenwiderstand absorbiert, d.h. abgestrahlt.[/quote]

Während in dem Forum von AMATEURFUNK.DE von Peter V. nahegelegt wird:

[quote]Nicht was sie an Leistung abstrahlen kann, sondern was sie an Leistung vom Sender aufnehmen kann.[/quote]

Was dann von DK9NW so bestätigt wird:

[quote]Das ist logisch - klar was die Antenne aus der eingehenden Leistung abstrahlt, ist eine andere Sache.[/quote]

-----------------

Kann mir einer die (vielleicht nur scheinbaren?) Widersprüche erklären?
Fragen:

1. Ist es nun egal oder nicht, wo der AU sitzt?
2. Wird sämtliche zugeführte Leistung an der Antenne abgestrahlt oder nicht?

Danke im voraus.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Beim Plazieren des Tuners kommt folgendes noch ins Spiel:

Wenn eine Antenne die Speiseleitung nicht mit deren Impedanz abschliesst, transformiert die Leitung je nach Länge derselben die Impedanz nach unten oder oben; dieser Umstand kann anstatt eines Tuner zur Anpassung einer Antenne verwendet werden. Es lässt sich daraus folgern, dass ein Tuner, der sich nicht am Antennenfusspunkt befindet, nebst der Antennenimpedanz auch die Leitungsimpedanz anpasst - und da diese in einem solchen Fall nicht mit der Nennimpedanz der Leitung übereinstimmt, entstehen mehr Verluste auf der Leitung als bei impedanzrichtigem Abschluss.
Insofern lässt sich folgern, dass ein Impedanzanpassungsglied, und nichts anderes ist ein Tuner, nach Möglichkeit am Antennenfusspunkt zu installieren ist.
Übrigens sollte man beim Ausmessen von Antennen mit Antennenanalysatoren auch direkt am Fusspunkt messen und nicht an der Speiseleitung.

Wenn du nach Abstrahlen von Leistung in Zusammenhang mit SWR sprichst, verwechselst du Anpassung mit Wirkungsgrad. Ein SWR von 1:1 sagt nur, dass alle Leistung in die Antenne geht - wieviel davon aber effektiv abgestrahlt wird, steht auf einem ganz anderen Blatt


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
[quote]Insofern lässt sich folgern, dass ein Impedanzanpassungsglied, und nichts anderes ist ein Tuner, nach Möglichkeit am Antennenfusspunkt zu installieren ist.

Wenn du nach Abstrahlen von Leistung in Zusammenhang mit SWR sprichst, verwechselst du Anpassung mit Wirkungsgrad. Ein SWR von 1:1 sagt nur, dass alle Leistung in die Antenne geht - wieviel davon aber effektiv abgestrahlt wird, steht auf einem ganz anderen Blatt[/quote]

Dann bist Du also in beiden Fragen anderer Ansicht als DF4EU, ok.

Denn er schreibt ja:

[quote]Dabei spielt es keine Rolle, wo sich das Anpassungsnetzwerk befindet.
Sinnvollerweise wird man es in der Nähe des Senders anordnen, wo es am
leichtesten zugänglich ist.
(...)
Ferngesteuerte Anpassungsnetzwerke am Antennenfußpunkt bringen also absolut
nichts (außer ihrem Hersteller).
[/quote]

Und:

[quote]Richtig ist: Eine Antenne strahlt sämtliche ihr zugeführte Leistung unabhängig
vom SWV ab!
(...)
Die gesamte vom Sender abgegebene Leistung gelangt zur Antenne und wird dort
vollständig im Antennenwiderstand absorbiert, d.h. abgestrahlt.[/quote]


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Naja, ich selbst verwende auch einen sogenannten Autotuner direkt neben dem Transceiver und habe mir selbst nie die Mühe gemacht, die zusätzlichen Verluste durch das Anmatchen der Speiseleitung zu berechnen.

Wenn wir aber die Parameter des Kabels, im Ersatzschaltbild einer Koaxleitung die reelen R und G und die komplexen L und C berücksichtigen, dürften sich bei Z>50Ohm die Verluste an G, und bei Z<50Ohm diejenigen an R entsprechend erhöhen.

Und bei der Antenne gilt es klar zwischen Impedanzanpassung und Wirkungsgrad zu unterscheiden. Ich kriege auf meiner L-Antenne für 630m mit der Verlängerunsspule ein SWR von 1:1,4 hin. Wenn ich nun 10W am Sendeausgang habe, geht ein wenig davon, mag's jetzt nicht nachrechnen, durch die Fehlanpassung nicht in die Antenne; trotzdem habe ich keine 9,xxW effektiv abgestrahlte Leistung, weil durch niedrige Aufbauhöhe, und insbesondere durch Erdverluste rund 98% der Energie in Wärme und nicht in abgestrahlte Leistung umgewandelt wird.
Durch ihre Eigenart hat die Antenne als ganzes zwar eine recht gute Impedanzanpassung aber trotzdem einen schlechten Wirkungsgrad. Natürlich ist im Falle eines schlechten Wirkungsgrads die Anpassung umso wichtiger, damit auch wirklich die maximal mögliche Energie in die Antenne geht. Habe ich eine Antenne mit einem guten Wirkungsgrad, verliert hingegen das SWR an Wichigkeit.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
[quote]
1. Bei DF4EU heißt es auf S.8:

[quote] Ihre Anwendung zeigt nur, dass die Bedeutung
des SWV nicht wirklich verstanden wurde.[/quote][/quote]

Tja, ein Eigentor würde ich sagen. DF4EU hat's leider nicht wirklich verstanden, sofern er mit Kabel die gängigen Koaxleitungen meint. Bei Feederleitung sind Verluste in diesem Kontext meist vernachlässigbar. Ansonsten, sobald Peter V. auftaucht hat er Recht ;)

Die zusätzlichen Verluste durch hohes SWR auf dem Koax können gewaltig sein. Von vernachlässigbar kann man bei einem SWR von unter 5 oder bei RG58 von unter 3 sprechen, aber so pauschal ist diese Aussage falsch!

Die Kurven für die zusätzlichen Verluste je nach Kabel und SWR sind in der seriösen Amateurfunkliteratur zu finden und da kann man sich ein Bild machen.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Noch zur praktischen Info:
Hat man ordentlich Kabel zwischen Tuner und Antenne und misst das SWR direkt am Tuner, dann beschummelt man sich selber nochmal, weil durch die Dämpfung im Kabel das SWR geschönt wird!

Gruß
Stefan


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
[quote] Ferngesteuerte
Anpassungsnetzwerke am Antennenfußpunkt bringen also absolut
nichts (außer ihrem Hersteller). Ihre Anwendung zeigt nur, dass die Bedeutung
des SWV nicht wirklich verstanden wurde.[/quote]

Ich habe das Gefühl daß damit alle diejenigen die am Speisepunkt anpassen als doof angesehen werden sollen.
Daß das SWR einer Antenne nicht so derart eng zu bewerten ist, ist schon klar - aber das anpassen am Speisepunkt selbst hat ja nicht nur das "erreichenwollen" eines absoluten Top-SWR zur Begründung..

73 Mike


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Hallo Günther,

wie DL8LBK schon schreibt, ist es vom Kabel [b:jwloecm9]und vom SWR auf eben diesem Kabel[/b:jwloecm9] abhängig, wie viel von der Senderleistung an der Antenne überhaupt noch ankommt.

Der Dämpfungswert pro 100m aus den Tabellen gilt nur für optimales SWR. Wenn das SWR auf dem Kabel aber höher wird, steigen die Verluste bei Koax drastisch auf ein Vielfaches an. Bei symmetrischer Zweidrahtleitung (Hühnerleiter) ist diese Zusatzdämpfung wesentlich geringer.

Angenommen, man hat einen Fußpunktwiderstand der Antenne von 500 Ohm und ein Koaxkabel mit 50 Ohm daran direkt angeschlossen, dann ist, wenn der Tuner beim Sender steht, auf dem Kabel ein SWR von 10, auch wenn der Senderausgang durch das Anpassnetzwerk nun ein SWR von 1,0 "sieht". Dadurch gibt der Sender zwar seine volle Leistung ab (die internen Schutzmechanismen begrenzen bei ungünstigem SWR am Senderausgang die Leistung), aber wie gesagt geht ein großer Teil im Kabel auf dem Weg zur Antenne in Form von Wärme verloren.

Hängt der Tuner aber direkt am Antennenfußpunkt, dann ist das SWR auf dem Kabel idealerweise 1,0, auf dem Koaxkabel entstehen wesentlich geringere Verluste. Nun kommt der größte Teil der Sendeleistung an der Antenne an.

Die [b:jwloecm9]Antenne selbst[/b:jwloecm9] wird dadurch natürlich nicht besser oder schlechter, aber der Unterschied ist, ob an ein und derselben Antenne eben 90W oder nur noch 20W ankommen!

Mit dem Antennenkoppler direkt am Sender und einem langen Koaxkabel sollte man folglich nur arbeiten, wenn der Fußpunktwiderstand der Antenne nicht allzusehr vom Wellenwiderstand des Kabels abweicht, z.B. beim Sperrkreis -Dipol auf den vorgesehenen Frequenzen.

Wenn man aber eine Hühnerleiter-Speiseleitung von der Antenne bis ins shack führen kann, kann man den Antennenkoppler ohne Nachteil direkt zum Sender stellen.

Du kannst das sehr anschaulich mit dem kostenlosen tool "Transmission Line Details" simulieren. Verschiedene R at load und verschiedene Kabel bzw Zweidrahtleitungen einsetzen und vergleichen.

73 Wolfgang


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure Antworten. Auch ich war bisher der Meinung, ein ATU am Antennenfuß wäre besser. Bis ich halt den Beitrag von DF4EU fand.

Was natürlich leicht einsichtig ist, ist die Tatsache, daß die Lokation des SWR-Meßgeräts eine große Rolle spielt, da durch die Kabeldämpfung hin- und rücklaufende Welle eine fehlerhafte Messung hervorrufen, wenn das Gerät sich am Senderausgang befindet. Das ist klar.

Auch ist klar, daß die Kabelverluste bei Fehlanpassung steigen (Grafik "Zusatzverluste" aus dem Rothammel).

Was mir aber nach wie vor unklar ist, ist die Begründung von DF4EU, daß die Fehlanpassung der Leitung keine so große Rolle spielt, wenn der ATU am Senerausgang sitzt, weil die von der Antenne rücklaufende Welle eben an der vollkommen angepaßten Stelle (dort, wo der ATU sitzt) ihrerseits wieder an die Antenne zurückreflektiert wird. Wobei sich "dieses Spielchen" solange wiederhole, bis alle Energie in der Antenne abgestrahlt werde.

Zitat:
[quote]Wird das Anpassungsnetzwerk wie in Bild 6 eingesetzt, steht der Antenne die
volle vom Sender erzeugte Leistung zur Verfügung, denn der Sender ist durch
das vorgeschaltete Anpassungsnetzwerk optimal angepasst. Am Antennenfußpunkt
treten durch die Fehlanpassung Reflektionen auf, die zum Leitungsanfang
zurücklaufen. Hier befindet sich das Anpassungsnetzwerk, an dessen
Ausgang sich jetzt hin- und rücklaufende Wellen so überlagern, als ob hier
Leerlauf vorliegt. Daher gelangt die rücklaufenden Welle durch vollständige Reflektion
(r = +1) wieder zurück zur Antenne und dort zur Abstrahlung. Der Vorgang
wiederholt sich mit immer kleineren Amplituden. Im Endeffekt gelangt die
gesamte vom Sender abgegebene Leistung so zur Antenne.[/quote]

Ist das nun so oder nicht?
(Für mich ist das irgendwie schon einleuchtend...)

Und dann fehlt noch die Erklärung, ob nun eine Antenne die zugeführte Leistung vollständig abstrahlt oder nicht. Meine etwas naive Frage: Wenn sie sie nicht abstrahlt, was passiert dann damit und warum (Umwandlung in Wärme?)?


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Hallo Günther,
zu den anderen Punkten kann ich jetzt nichts beitragen, aber zu dem Punkt Sendeleistung Abstahlen:

Man führt einer Antenne Sendeleistrung zu. Diese Sendeleistung "verschwindet" jetzt in der Antenne und ist weg, bildlich gesprochen. Ein teil wird als HF von der Antenne abgestahlt, ein Teil wird in Wärme umgewandelt.

Eine sehr schlechte Antenne ist der Dummyload, der sehr wenig abstahlt, aber viel Wärme produziert, obwohl er eine Stehwelle von 1 zu 1 realisiert!

Noch eine Frage an Wolfgang:
Vor einigen Jahren habe ich eine Artikel gelesen, bei dem als Parallelleitung zwei gleich lange Koaxkabel verwendet werden. Ist diese Doppel-Koaxleitung besser als ein einzelnes Koax gleichen Typs oder schlechter?


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
[quote]
Zitat:
Wird das Anpassungsnetzwerk wie in Bild 6 eingesetzt, steht der Antenne die
volle vom Sender erzeugte Leistung zur Verfügung, denn der Sender ist durch
das vorgeschaltete Anpassungsnetzwerk optimal angepasst. Am Antennenfußpunkt
treten durch die Fehlanpassung Reflektionen auf, die zum Leitungsanfang
zurücklaufen. Hier befindet sich das Anpassungsnetzwerk, an dessen
Ausgang sich jetzt hin- und rücklaufende Wellen so überlagern, als ob hier
Leerlauf vorliegt. Daher gelangt die rücklaufenden Welle durch vollständige Reflektion
(r = +1) wieder zurück zur Antenne und dort zur Abstrahlung. Der Vorgang
wiederholt sich mit immer kleineren Amplituden. Im Endeffekt gelangt die
gesamte vom Sender abgegebene Leistung so zur Antenne.
[/quote]

Das kann nur für eine ideale Leitung ohne Verluste gelten.
Nehmen wir an, das Modell trifft zu, dann werden auf einer nicht idealen Leitung die Verluste um so höher sein, je weiter der Weg für die mehrfach zurück- und wieder hinlaufenden Wellen ist, denn auf jedem Wegstück wird ein Teil in Wärme umgewandelt. Und wenn aufgrund eines hohen SWR ein hoher Betrag reflektiert wird, wird der Verlust auch höher, weil die Welle öfter hin- und herlaufen muss. Im idealen Fall hingegen wäre sie für ewige Zeiten unterwegs.

[quote]
Und dann fehlt noch die Erklärung, ob nun eine Antenne die zugeführte Leistung vollständig abstrahlt oder nicht. Meine etwas naive Frage: Wenn sie sie nicht abstrahlt, was passiert dann damit und warum (Umwandlung in Wärme?)?[/quote]

Die Strukturen sind ja alle keine idealen Leiter und erwärmen sich. Auch Blindströme führen daher zur Erwärmung, vor allem, wenn sich Spulen zur Kompensation von Blindanteilen in der Antenne befinden.

73 Wolfgang


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
[quote]
Und dann fehlt noch die Erklärung, ob nun eine Antenne die zugeführte Leistung vollständig abstrahlt oder nicht. Meine etwas naive Frage: Wenn sie sie nicht abstrahlt, was passiert dann damit und warum (Umwandlung in Wärme?)?[/quote]

http://cq-cq.eu/DJ5IL_rt002.pdf

Den Artikel zu lesen lohnt, nicht abschrecken lassen.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Wenn man sich mit Antennen und SWR befasst, sollte man den Artikel von Maxwell aus QST 1974 schon mal gelesen haben. Übersetzter Titel: Eine andere Betrachtungsweise über Reflektionen auf Speiseleitungen; Niedrieges SWR aus falschem Grund

http://www.baeckerei-heitmann.de/DF1BT/

73


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Danke für Eure Antworten und die Artikel.

Wobei die älteren die Grundlage für DF4EU zu sein scheinen. Bisher dachte ich auch, diese Maxwell-Geschichten seien allg. anerkannte Grundlage.

Der von DJ5IL ist in der Tat interessant; endlich habe ich das mit der Kaufkraft mal verstanden... ;)
Allerdings scheint mir da die Sache so dargestellt zu sein, daß sie in (s)ein Schema paßt. BIn aber noch nicht ganz durch.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Allg. Verständnisfrage zum Thema SWR
Man muss jetzt nur mal noch folgendes unterscheiden:
Möchte ich die Zusammenhänge mit allen nur erdenklichen Details und Optionen verstehen, wird es schwierig werden, denn den praktischen Beweis dazu immer zu erbringen ist sehr schwer bis Unmöglich und hängt von vielen realen Umständen ab.

Oder: Ich gehöre zu der Fraktion, die den groben Zusammenhang verstanden habe, soweit, dass mir irgendwann klar wurde, dass das SWR zwar wichtig ist, aber nicht so wichtig, dass es immer 1:1 sein muss. Und ob nun die Leistung zwischen Antenne und Sender Million-17 mal hin und her läuft, bis der von der Antenne nicht abstrahlbare Energieanteil als Wärme verbraucht ist, ist mir persönlich jetzt nicht mehr so wichtig. Zudem denke ich, ob jetzt nochmal ein halbes dB im gesamten Konstrukt verloren geht oder nicht, macht mir nichts aus, wenn ich trotz aller Unkenrufe mit meiner "absolut nicht funktionierenden Antenne" gegen alle Logik mit der USA Verbindungen auf die Reihe bringe...

Aber, das ist meine Meinung und Einstellung. In wie weit sich jetzt der TE in den Analen des SWR verlieren will, kann ich nicht beurteilen.

Gruß Stefan


  
 

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