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Lösungsweg: AG403

Frage: In den Eingang einer Antennenleitung mit einer Dämpfung von 3 dB werden 10 W HF-Leistung eingespeist. Mit der am Leitungsende angeschlossenen Antenne misst man am Leitungseingang ein SWR von 3. Mit einer künstlichen 50 Ohm-Antenne am Leitungsende beträgt das SWR am Leitungseingang etwa 1. Was lässt sich aus diesen Messergebnissen schließen?
Lösung: Die Antenne ist fehlerhaft. Sie strahlt so gut wie keine HF-Leistung ab.

Mit einer künstlichen $\qty{50}{\ohm}$-Antenne beträgt das SWR am Leitungseingang etwa $\num{1}$. Damit wissen wir zunächst, dass die Antennenleitung selbst in Ordnung ist.

Mit der angeschlossenen Antenne wird dagegen ein SWR von $\num{3}$ gemessen. Für das SWR gilt mit der Spannung der vorlaufenden Welle $U_\mathrm{V}$ und der rücklaufenden Welle $U_\mathrm{R}$:

$$s=\frac{U_\mathrm{V}+U_\mathrm{R}}{U_\mathrm{V}-U_\mathrm{R}}.$$

Bei $s=\num{3}$ ergibt sich daraus, dass die Spannung der rücklaufenden Welle halb so groß wie die der vorlaufenden Welle ist:

$$\frac{U_\mathrm{R}}{U_\mathrm{V}}=\frac{3-1}{3+1}=\num{0,5}.$$

Da die Leistung proportional zum Quadrat der Spannung ist, beträgt die rücklaufende Leistung am Leitungseingang damit

$$\num{0,5}^2=\num{0,25}$$

der vorlaufenden Leistung. Von den eingespeisten $\qty{10}{\watt}$ kommen am Leitungseingang also etwa

$$\qty{10}{\watt}\cdot\num{0,25}=\qty{2,5}{\watt}$$

als rücklaufende Leistung an.

Die Leitung besitzt auf jedem Weg eine Dämpfung von $\qty{3}{\decibel}$. Von den eingespeisten $\qty{10}{\watt}$ erreichen daher nur etwa $\qty{5}{\watt}$ die Antenne. Auf dem Rückweg wird die reflektierte Leistung wiederum halbiert.

Damit am Leitungseingang noch $\qty{2,5}{\watt}$ rücklaufende Leistung ankommen, müssen an der Antenne ungefähr $\qty{5}{\watt}$ reflektiert worden sein. Dies entspricht praktisch der gesamten dort ankommenden Leistung.

Die Antenne nimmt somit so gut wie keine HF-Leistung auf und ist fehlerhaft.

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