Antennen und Übertragungsleitungen
Navigationshilfe
Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.
Navigation
Zwischen den Folien und Abschnitten lässt sich mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu lassen sich auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.
- Pfeil runter und hoch: Nächste / Vorherige Folie
- Pfeil rechts und links: Nächster / Vorheriger Abschnitt
- Leertaste oder „n“: Der Reihe nach alle Elemente in Folien aufdecken oder zur nächsten Folie blättern
- Shift-Leertaste oder „p“: Der Reihe nach Elemente rückwärts zudecken oder zur vorherigen Folie blättern
Weitere Funktionen
Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:
- F1
- Help / Hilfe
- o
- Overview / Übersicht aller Folien
- s
- Speaker View / Referentenansicht
- f
- Full Screen / Vollbildmodus
- b
- Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
- Alt-Click
- In die Folie hin- oder herauszoomen
Übersicht
Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.
Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des Foliensatzes. Das hilft, sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefüht hat, sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.
Durch Anklicken einer Folie wird diese präsentiert.
Referentenansicht
Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.
Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.
Die Referentenansicht bietet folgende Elemente:
- Links sieht man die aktuelle Folie
- Rechts oben sieht man die nächste Folie
- Rechts in der Mitte Hilfsmittel zur Zeiteinteilung
- Rechts unten, die „Notizen für den Vortragenden“
- Unten die Pfeile zur Navigation
Praxistipps zur Referentenansicht
- Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
- Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de, präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
- Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
- Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.
Vollbild
Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man das Vollbild wieder verlassen.
Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.
Ausblenden
Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.
Sie kann wie folgt wieder eingeblendet werden:
- Durch Klicken in das Fenster.
- Durch nochmaliges Drücken von „b“.
- Durch Klicken der Schaltfläche „Resume presentation“.
Zoom
Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durch einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.
Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit der Präsenationsansicht gesynct.
Polarisation II
- Polarisation einer Antenne bezieht sich auf die Ausrichtung des elektrischen Feldes
- In Hauptstrahlrichtung
- In Bezug zur Erdoberfläche
- Die Polarisationsrichtung kann nicht immer an der Bauform der Antenne erkannt werden
A: wird nach der Ausrichtung der elektrischen Feldkomponente in der Hauptstrahlrichtung in Bezug zur Erdoberfläche angegeben.
B: entspricht der Richtung der magnetischen Feldkomponente des empfangenen oder ausgesendeten Feldes in Bezug auf die Nordrichtung (Azimut).
C: wird nach der Ausrichtung der magnetischen Feldkomponente in der Hauptstrahlrichtung in Bezug zur Erdoberfläche angegeben.
D: entspricht der Richtung der elektrischen Feldkomponente des empfangenen oder ausgesendeten Feldes in Bezug auf die Nordrichtung (Azimut).
Horizontale Polarisation
- Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an
- Breitet sich das E-Feld horizontal aus, wird von horizontaler Polarisation gesprochen
- Ist von Bauform der Antenne abhängig
A: des unmittelbaren Nahfeldes ($\lambda/4$-Bereich) bestimmt.
B: des elektrischen Feldes (Vektor des E-Feldes) bestimmt.
C: der Ausbreitung (S-Vektor/Poynting-Vektor) bestimmt.
D: des magnetischen Nordpols (relativ zur Antenne) bestimmt.
A: Vertikale Polarisation
B: Linkszirkulare Polarisation
C: Horizontale Polarisation
D: Rechtszirkulare Polarisation
A: horizontal.
B: linksdrehend.
C: vertikal.
D: rechtsdrehend.
Vertikale Polarisation
- Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an
- Breitet sich das E-Feld vertikal aus, wird von vertikaler Polarisation gesprochen
- Ist von Bauform der Antenne abhängig
A: Vertikale Polarisation
B: Horizontale Polarisation
C: Linkszirkulare Polarisation
D: Rechtszirkulare Polarisation
A: rechtsdrehend.
B: horizontal.
C: vertikal.
D: linksdrehend.
Zirkulare Polarisation
- Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an
- Breitet sich das E-Feld zirkular aus, wird von zirkularer Polarisation gesprochen
- Es ist rechts- und linksdrehend möglich
- Ist von Bauform der Antenne abhängig
A: Vertikale Polarisation
B: Zirkulare Polarisation
C: Diagonale Polarisation
D: Horizontale Polarisation
Antennenformen II
Symmetrie
- Mittengespeiste Dipole sind symmetrische Antennen
- Weist an beiden Polen (z. B. den Einspeisepunkten) bis auf das Vorzeichen die gleiche Spannung gegenüber Erde auf
- Bei Dipolen und darauf basierenden Yagi-Uda-Antennen der Fall
- Die Groundplane-Antenne ist unsymmetrisch, da sie am Anschlusspunkt der Radiale Erdpotential hat
A: mittengespeister $\lambda$/2-Dipol
B: Groundplane
C: Lang-Yagi-Uda
D: Faltdipol
Schleifenantennen
- Draht von insgesamt etwa einer Wellenlänge
- In Form eines Kreises, Quadrats, Dreiecks, …
- Beliebt: Delta-Loop-Antenne in Form eines Delta (Δ), da nur ein Mast benötigt wird
A: W3DZZ-Antenne
B: Delta-Loop-Antenne
C: 3-Element-Quad-Loop-Antenne
D: 3-Element-Beam
Magnetic-Loop
- Magnetische Ringantenne, da Abstrahlung im Nahfeld über das Magnetfeld erfolgt
- Ca. $\frac{\lambda}{10}$ Umfang
- Wirkungsgrad bei $\qtyrange{1}{10}{\percent}$ im Sendebetrieb
- Weniger Störungen bei elektrisch leitfähigen oder dämpfenden Gegenständen im Nahfeld
A: Ein Faltdipol
B: Eine magnetische Ringantenne mit einem Umfang von etwa $\lambda$/10
C: Eine Ferritstabantenne
D: Eine Cubical-Quad-Antenne
Endgespeiste Antennen
- Speisung vom Ende her
- Länge häufig $\frac{\lambda}{2}$
- Benötigt eine höhere Spannung
Fuchs-Antenne
- Verwendung eines Anpassglieds (Transformator)
- Oft verwendet: Fuchskreis
A: Fuchs-Antenne
B: Windom-Antenne
C: Groundplane-Antenne
D: Dipol-Antenne
A: Einseitig geerdeter Winkeldipol mit Oberwellenfilter
B: Endgespeiste Antenne mit Collins-Filter zur Anpassung
C: Einband-Drahtantenne mit Preselektor
D: Endgespeiste Antenne mit einfachem Anpassglied
Richtwirkung
- Darstellung als Strahlungsdiagramm
- Für eine Ebene wird in jede Richtung der Gewinn bzw. Feldstärke oder Strahlungsleistung aufgetragen
- Je weiter der Graphenverlauf vom Mittelpunkt entfernt ist, umso größer der Gewinn bzw. umso höher die Feldstärke und Strahlungsleistung im Fernfeld
- Oft wird Antenne mit darin dargestellt
Richtwirkung eines Dipols
- Strahlt rechtwinklig vom Draht ab
- In einer Ebene betrachtet ergeben sich Keulen neben dem Dipol
- Ein vertikaler Dipol strahlt rund herum ab
A: Halbwellendipol
B: Groundplane
C: Kugelstrahler
D: Yagi-Uda-Antenne
Vertikaler Halbwellendipol
- Ein vertikal montierter Halbwellendipol hat eine flache Abstrahlung
- Beliebt im DX-Betrieb oder Kontakten über Direkt- oder Bodenwelle
A: zirkulare Polarisation.
B: elliptische Polarisation.
C: einen hohen Abstrahlwinkel.
D: einen flachen Abstrahlwinkel.
5/8$\lambda$-Antenne
- Gegen Erde oder Fahrzeugkarosserie erregte 5/8$\lambda$-Antenne
- Spezialfall einer Vertikalantenne
- Die Länge ist so gewählt, damit sich ein optimaler Gewinn ergibt
A: ist leichter zu montieren.
B: verträgt mehr Leistung.
C: ist weniger störanfällig.
D: hat mehr Gewinn.
Groundplane-Antenne
- Strahlt rechtwinklig zum Strahler ab
- Strahlungsdiagramm wird von oben betrachtet
- Nahezu ein Rundstrahler, bis auf den Bereich der Radiale
A: Yagi-Uda
B: Dipol
C: Groundplane
D: Kugelstrahler
Richtantenne
- Gewinn ist in eine Richtung deutlich höher als in andere Richtungen
A: eine Marconi-Antenne.
B: einen Halbwellendipol.
C: eine Richtantenne.
D: einen Viertelwellenstrahler.
Antennen für UHF/VHF/SHF
- Nur für hohe Frequenzen geeignet
- Im Kurzwellenbereich unüblich, da sie unhandliche Größen erreichen würden
- Hornstrahler
- Parabolantennen
- Patchantennen auf Leiterplatten
- Sperrtopfantenne
Weitere Antennen für Kurzwelle
- Die Windom-Antenne ist eine Mehrbandantenne, die aufgrund zwei unterschiedlich langer Schenkel eine Anpassung für mehrere Frequenzen erlaubt
- Die W3DZZ-Antenne ist ein Dipol für $\qty{40}{\meter}$ und $\qty{80}{\meter}$, deren Enden sich durch Sperrkreise bei $\qty{40}{\meter}$ verkürzen
A: Langdraht-Antenne, Groundplane-Antenne, Parabolantenne, Windom-Antenne, Delta-Loop-Antenne
B: Schlitzantenne, Groundplane-Antenne, Hornstrahler, Dipol-Antenne, Windom-Antenne
C: Groundplane-Antenne, Dipol-Antenne, Windom-Antenne, Delta-Loop-Antenne, Patchantenne
D: Langdraht-Antenne, Yagi-Uda-Antenne, Dipol-Antenne, Windom-Antenne, Delta-Loop-Antenne
A: Dipol, Delta-Loop, W3DZZ-Antenne
B: Dipol, Delta-Loop, Parabolspiegel
C: Dipol, Sperrtopfantenne, W3DZZ-Antenne
D: Kreuz-Yagi-Uda, Groundplane-Antenne, Dipol
Antennenlänge und -resonanz
- Die Drähte einer Antennen können eine beliebige Länge oder Form haben
- Jedoch ist dann deren Wellenwiderstand anders
- Dieser Wellenwiderstand muss an die Speiseleitung angepasst werden, z. B. durch einen HF-Transformator
A: kann grundsätzlich eine beliebige Länge haben.
B: muss genau $\lambda/4$ lang sein.
C: muss unbedingt $\lambda/2$ lang sein.
D: muss eine Länge von $3/4 \lambda$ haben.
A: 3,29 m
B: 6,58 m
C: 5,26 m
D: 2,08 m
Lösungsweg
Anstatt direkt die ungefähre Wellenlänge des $\qty{10}{\meter}$-Bands zu verwenden, wird hier erst die angegebene Frequenz in die exakte Wellenlänge umgerechnet.
$$\begin{split} l &= \frac{5}{8}\lambda\\ &= \frac{5}{8} \cdot \frac{\qty{300}{\mega\meter\per\second}}{\qty{28,5}{\mega\hertz}}\\ &\approx \frac{5}{8} \cdot \qty{10,53}{\meter}\\ &\approx \qty{6,58}{\meter}\\ \end{split}$$Faltdipol
- Ein Draht einer Wellenlänge wird an den Enden zur Länge eines Halbwellen-Dipols umgebogen
- Die Einspeisung ist immer noch in der Mitte
A: vier Wellenlängen.
B: einer Halbwellenlänge.
C: einer Wellenlänge.
D: zwei Wellenlängen.
Verkürzungsfaktor I
Wellenausbreitung in Luft und Vakuum:
$$\lambda = \dfrac{c}{f}$$- Leitungen und Antennendrähte benötigen einen Korrekturfaktor
- Den Verkürzungsfaktor $k_\mathrm{v}$
- In etwa $\qty{95}{\percent}$ zur Vakuumausbreitung
- $$\lambda_\mathrm{Leitung} = k_\mathrm{v} \cdot \dfrac{c}{f}$$
A: das Verhältnis von Durchmesser zur Länge eines Leiters.
B: die Wurzel aus dem Verhältnis von Induktivität zur Kapazität einer Leitung.
C: das Verhältnis des Leiterwiderstandes zum Fußpunktwiderstand der Antenne.
D: das Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit entlang einer Leitung zur Ausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum.
- Korrekturfaktor hängt von Drahtdurchmesser, Isolierung und Umgebungseinflüssen ab
- Bei Drahtantennen sind diese für Resonanz um ca. $\qty{5}{\percent}$ zu kürzen
A: 95 %
B: 66 %
C: 100 %
D: 75 %
Fußpunktimpedanz I
Mittengespeister Dipol
- Speiseimpedanz $\qty{73,1}{\ohm}$
- Im Freiraum, also bei einer Aufbauhöhe von min. einer Wellenlänge
- Recht nahe bei $\qty{50}{\ohm}$
A: 50 Ohm.
B: 30 Ohm.
C: 75 Ohm.
D: 600 Ohm.
Mittengespeister Dipol
- Bei geringerer Aufbauhöhe kommt es zu Wechselwirkungen mit dem Boden
- Speiseimpedanz ca. $\qty{40}{\ohm}$ bis $\qty{90}{\ohm}$
A: 120 bis 240 Ohm.
B: 40 bis 90 Ohm.
C: 240 bis 600 Ohm.
D: 100 bis 120 Ohm.
A: ca. 40 bis 90 Ohm
B: ca. 30 Ohm
C: ca. 120 Ohm
D: ca. 240 bis 300 Ohm
Faltdipol
- Antennenabschnitte sind teilweise parallel geführt
- Verdoppelt die Spannung
- Halbiert den Strom
- $$R = \frac{2 \cdot U}{\frac{I}{2}} = 4 \cdot \frac{U}{I}$$
- Speiseimpedanz vervierfacht sich: ca. $\qty{240}{\ohm}$ bis $\qty{300}{\ohm}$
A: ca. 120 Ohm
B: ca. 30 bis 60 Ohm
C: ca. 240 bis 300 Ohm
D: ca. 60 Ohm
Groundplane-Antenne
- Ein Dipolschenkel entfällt und wird durch eine Erde mit möglichst geringem Widerstand ersetzt
- Hälfte eines Dipols im Freiraum
- $\rightarrow$ Speisewiderstand: $\dfrac{\qty{73,1}{\ohm}}{2} \approx \qty{37}{\ohm}$
- Radiale um $\qty{45}{\degree}$ nach unten abwinkeln ergibt zusätzliche Abstrahlung
- $\rightarrow$ Speisewiderstand: $\qty{50}{\ohm}$
A: ca. 30 bis 50 Ohm
B: ca. 240 Ohm
C: ca. 600 Ohm
D: ca. 60 bis 120 Ohm
Yagi-Uda Antenne II
Funktionsprinzip
- Einspeisung an Strahler ausgeführt als Dipol oder Faltdipol
- Welle trifft auf längeren Reflektor und kürzeren Direktor
- Es kann auch mehrere Direktoren geben
[picture:531:e_yagi_uda_aufbau:Die Elemente einer Yagi-Uda-Antenne: 1 Reflektor, 2 Strahler, 3 Direktor]
A: 1 Direktor, 2 Strahler und 3 Reflektor.
B: 1 Reflektor, 2 Strahler und 3 Direktor.
C: 1 Strahler, 2 Direktor und 3 Reflektor.
D: 1 Direktor, 2 Reflektor und 3 Strahler.
Parasitäre Elemente
- Reflektor und Direktor schwingen ohne elektrische Verbindung zum Strahler zu haben
- Haben auch keine Antenneneinspeisung
- Nehmen dennoch Energie auf und geben sie wieder ab
A: Direktor
B: Reflektor
C: Strahler
D: Strahler und am Reflektor gleichzeitig
Richtwirkung
- Zwischen Strahler und Elementen gibt es eine räumliche und zeitliche Phasenverschiebung
- Durch die Überlagerung der Abstrahlung entsteht eine Richtwirkung
- Destruktive Interferenz: Wellen löschen sich aus
- Konstruktive Interferenz: Wellen verstärken sich
|
Phase: |
90 °
|
Strahlungsdiagramm
- Große Hauptkeule in Richtung der Direktoren
- Kleine Nebenkeulen und insbesondere Rückkeule
A: Groundplane
B: Yagi-Uda
C: Kugelstrahler
D: Dipol
Parabolspiegel I
Mikrowellen
- Frequenzen zwischen $\qty{1}{\giga\hertz}$ und $\qty{300}{\giga\hertz}$
- Wellenlänge von Millimetern bis wenigen Dezimetern
- Können von Metallen reflektiert werden
Parabolspiegel
- Parabolisch geformte Metalloberfläche oder engmaschiges Gitter
- Parallel einfallende Wellen werden auf einem Punkt vor dem Spiegel gebündelt
A: paraboloid geformten Spiegelkörper und einer Erregerantenne (Feed).
B: paraboloid geformten Spiegelkörper und einem isotropen Strahler.
C: hyperbolisch konkav geformten Spiegelkörper und einem isotropen Strahler.
D: zylindrisch konvex geformten Spiegelkörper und einer Erregerantenne (Feed).
Beugungseffekt
- Durch die Welleneigenschaften kommt es zu Beugungseffekten
- Bündelung kommt nicht genau in einem Punkt zustande
- Abweichung kann durch Größe der Schüssel kompensiert werden
- Gewinn wird dadurch erhöht
- Optimal: Einige Wellenlängen oder mehr
A: Mindestens fünf Wellenlängen (Lambda) der verwendeten Frequenz.
B: Eine Wellenlänge (Lambda) der verwendeten Frequenz.
C: Genau zwei Wellenlängen (Lambda) der verwendeten Frequenz.
D: Höchstens drei Wellenlängen (Lambda) der verwendeten Frequenz.
Strom- und Spannungsspeisung I
Speisewiderstand
- Eine Antenne wird mit Spannung und Strom gespeist
- Deren Verhältnis zueinander ergibt den Speisewiderstand
- Für Leistung müssen immer Spannung und Strom vorhanden sein
- Wäre eines von beiden 0, erfolgt keine Leistungsabgabe
- Speisewiderstand hängt vom Ort der Einspeisung ab
Stromgespeiste Antennen
- Hoher Strom bei vergleichsweise geringer Spannung am Speisepunkt
- Niedriger Speisewiderstand
- ca. $\qtyrange{36}{100}{\ohm}$
- Niederohmiges Verhalten
Spannungsgespeiste Antenne
- Hohe Spannung bei vergleichsweise geringem Strom am Speisepunkt
- Hoher Speisewiderstand
- ca. $\qtyrange{1500}{4000}{\ohm}$
- Hochohmiges Verhalten
Einspeisung am Halbwellendipol
- Ladungsträger schwingen hin und her
- In der Mitte werden besonders viele Ladungsträger bewegt $\rightarrow$ Strombauch
- An den Enden entstehen besonders hohe Spannungen $\rightarrow$ Spannungsbauch
- Wenige Ladungsträger $\rightarrow$ Stromknoten
- Keine Spannung $\rightarrow$ Spannungsknoten
- Strombauch in der Mitte
- Spannungsbauch an den Enden
- Stromknoten an den Enden
- Spannungsknoten in der Mitte
A: Am Einspeisepunkt eines Dipols entsteht immer ein Spannungsknoten und ein Strombauch.
B: Am Einspeisepunkt eines Dipols entsteht immer ein Spannungsbauch und ein Stromknoten.
C: An den Enden eines Dipols entsteht immer ein Spannungsknoten und ein Strombauch.
D: An den Enden eines Dipols entsteht immer ein Stromknoten und ein Spannungsbauch.
A: ein Spannungsbauch und ein Stromknoten vorhanden sind. Er ist dann hochohmig.
B: ein Spannungsknoten und ein Strombauch vorhanden sind. Er ist dann niederohmig.
C: ein Spannungs- und ein Strombauch vorhanden sind. Er ist dann niederohmig.
D: ein Spannungs- und ein Stromknoten vorhanden sind. Er ist dann hochohmig.
A: stromgespeist.
B: parallel gespeist.
C: endgespeist.
D: spannungsgespeist.
Endgespeister Halbwellendipol
- Spannungsgespeiste Antenne
- Hoher Speisewiderstand
A: ein Spannungsbauch und ein Stromknoten liegt. Er ist dann hochohmig.
B: ein Spannungs- und ein Strombauch liegt. Er ist dann niederohmig.
C: ein Spannungsknoten und ein Strombauch liegt. Er ist dann niederohmig.
D: ein Spannungs- und ein Stromknoten liegt. Er ist dann hochohmig.
Antennengewinn in dBi und dBd
Richtwirkung
- Isotropstrahler: Hypothetische Antenne, die in alle Richtungen gleich stark abstrahlt
- Eine reale Antenne weist eine Richtwirkung auf
- In bestimmten Richtungen stärker als der Isotropstrahler
- In bestimmten Richtungen schwächer als der Isotropstrahler
- Die Hauptstrahlrichtung ist die Richtung mit dem maximalen Antennengewinn
Gewinn in dBi
- Gewinn in eine Richtung gegenüber dem Isotropstrahler
- Kann in $\unit{\dB}$ angegeben werden
- Bei Bezug auf den Isotropstrahler wird $\unit{\dBi}$ verwendet
A: Isotropstrahler.
B: Horizontalstrahler.
C: Vertikalstrahler.
D: Halbwellenstrahler.
Gewinn eines Halbwellendipols
- Ein Halbwellendipol strahlt senkrecht zum Leiter um $\qty{2,15}{\dB}$ stärker ab als ein Isotropstrahler
- Der Gewinn beträgt $\qty{2,15}{\dBi}$
Gewinn in dBd
- Bei anderen Antennen ist der Gewinn gegenüber einem Halbwellendipol interessant
- Bei Bezug auf den Halbwellendipol wird $\unit{\dBd}$ verwendet
- Ein Halbwellendipol hat in Hauptstrahlrichtung einen Gewinn von $\qty{0}{\dBd}$ und $\qty{2,15}{\dBi}$
A: 7,15 dBi
B: 2,5 dBi
C: 2,85 dBi
D: 5 dBi
Standortwahl
- Wechselwirkungen mit anderen elektrischen Installationen und Geräten vermeiden
- Insbesondere in der eigenen Wohnung und der der Nachbarn
- Wechselwirkungen können auch den eigenen Funkempfang stören
- Und im Sendebetrieb die Funktionsweise des Geräts stören
- $\rightarrow$ Antenne möglichst im Außenbereich anbringen
A: sie eine geringere Anzahl von Harmonischen abstrahlt.
B: das Sendesignal einen niedrigeren Pegel aufweist.
C: sie in geringerem Ausmaß Ausstrahlungen unterworfen ist.
D: die Kopplung mit den elektrischen Leitungen im Haus reduziert wird.
Installation Kurzwellenantenne
- Am besten rechtwinklig vom Haus wegführen
- Hauptstrahlrichtung zeigt nicht auf das Gebäude und das der Nachbarn
- Weniger Störungen durch Einkopplung in die Leitungen im Haus
A: Entlang der Häuserzeile auf der Höhe der Dachrinne
B: Am gemeinsamen Schornstein neben der Fernsehantenne
C: Möglichst innerhalb des Dachbereichs
D: Drahtführung rechtwinklig zur Häuserzeile
Installation Richtantenne
- Am besten so hoch und so weit weg wie möglich
- Feldstärke in Hauptstrahlrichtung nimmt mit der Entfernung ab
A: Auf dem Dach, wobei die Dachfläche des Nachbarn mit abgedeckt werden sollte
B: So niedrig und nah am Haus wie möglich
C: An der Seitenwand zum Nachbarn
D: So hoch und weit weg wie möglich
Übertragungsleitungen II
Wellenwiderstand
- Unabhängig von der Länge der Leitung
- Unabhängig von den an die Leitung angeschlossenen Geräten
- Abhängig vom Querschnittsaufbau (Leiter, ggf. Dielektrikum)
- Im Bereich der Hochfrequenz ist der Wellenwiderstand weitgehend konstant
A: hängt von der Beschaltung am Leitungsende ab.
B: ist völlig frequenzunabhängig.
C: hängt von der Leitungslänge und der Beschaltung am Leitungsende ab.
D: ist im HF-Bereich in etwa konstant und unabhängig vom Leitungsabschluss.
Leitungen
- Paralleldraht-Speiseleitung
- Koaxialkabel
- Das Koaxialkabel vermeidet unerwünschte Abstrahlung
- Unerwünschte Abstrahlungen können durch Mantelwellen auftreten
- Mantelwellen lassen sich durch Mantelwellensperren unterdrücken
A: Symmetrische Feederleitungen
B: Hochwertige abgeschirmte Netzanschlusskabel
C: Hochwertige Koaxialkabel
D: Unabgestimmte Speiseleitungen
Einkopplungen
- Kabel, die direkt neben Koaxialkabel verlegt werden, können Einkopplungen erfahren
- Dadurch gelangt Hochfrequenz beispielsweise ins Stromnetz
- Und Leistung zur Antenne geht verloren
A: Die nebeneinander liegenden HF- und Netzkabel können Einkopplungen in das Versorgungsnetz hervorrufen.
B: Die nebeneinander liegenden HF- und Netzkabel können zu unerwünschter 50 Hz-Modulation auf dem Koaxialkabel führen.
C: Zwischen den nebeneinander liegenden HF- und Netzkabeln kann es zu Spannungsüberschlägen kommen.
D: Die nebeneinander liegenden HF- und Netzkabel können sich bei guter Isolierung nicht gegenseitig beeinflussen.
Unsymmetrische Speiseleitung
- Wie bei Antennen, ist eine Speiseleitung unsymmetrisch, wenn unterschiedliche Spannungen anliegen
- Beim Koaxialkabel sind die beiden Leiter unterschiedlich geformt
- Der Schirm weist gegenüber der Erde keine Spannung auf
A: Wenn sie außerhalb ihrer Resonanzfrequenz betrieben wird.
B: Wenn die hin- und zurücklaufende Leistung verschieden sind.
C: Wenn die Länge nicht einem Vielfachen von $\lambda$/2 entspricht.
D: Wenn die beiden Leiter unterschiedlich geformt sind, z. B. Koaxialkabel.
Spannungsfestigkeit
- Im Koaxialkabel treten im Dielektrikum Verluste auf
- Es kann bei hohen Spannungen zu einem Durchschlag kommen
A: Sie hat geringere Dämpfung und hohe Spannungsfestigkeit.
B: Sie vermeidet Mantelwellen durch Wegfall der Abschirmung.
C: Sie bietet guten Blitzschutz durch niederohmige Drähte.
D: Sie erlaubt leichtere Kontrolle des Wellenwiderstandes durch Verschieben der Spreizer.
Koaxialstecker
- N-Stecker: für niedrige und hohe Frequenz und hohe Leistung
- BNC-Stecker: für niedrige und hohe Frequenz und geringe Leistung
- SMA-Stecker: für hohe Frequenz und geringe Leistung
- UHF/PL-Stecker: für niedrige Frequenz und hohe Leistung
A: UHF-Stecker
B: SMA-Stecker
C: N-Stecker
D: BNC-Stecker
Kabeldämpfung I
- Signalstärke eines Hochfrequenzsignals nimmt bei zunehmender Kabellänge ab
- Wird als Kabeldämpfung bezeichnet
- Auch Stecker können das Signal dämpfen
- Ist unerwünscht
- Dämpfung wird in der Regel in Dezibel ($\unit{\dB}$) angegeben
- Wenn von Dämpfung gesprochen wird, bleibt die Zahl positiv
- Faktor zu $\unit{\dB}$-Umrechnung verwenden
- Oder in der Formelsammlung nachschlagen
A: 10 dB
B: 6 dB
C: 3 dB
D: 16 dB
A: 6 dB
B: 3 dB
C: 10 dB
D: 16 dB
A: 3 dB
B: -6 dB
C: 6 dBm
D: -3 dB
Kabelverluste
- Alle Verluste, die in Kabeln entstehen
- Antenne und Verstärker verstärken das Signal, verändern jedoch nicht die Kabelverluste
A: 3 dB
B: 5 dB
C: -3 dB
D: -5 dB
Kabeldämpfungsdiagramm
- Im Anhang der Formelsammlung
- Dämpfungen verschiedener Kabel in Abhängigkeit zur Frequenz
- Bezug auf $\qty{100}{\meter}$ – bei kürzeren Kabeln muss umgerechnet werden
![Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
Kurzfassung: Liniendiagramm mit mehreren ansteigenden Geraden, die die Grunddämpfung verschiedener Koaxialkabel pro 100 m Leitungslänge in Abhängigkeit von der Frequenz zeigen.
Detaillierte Beschreibung: Rechteckige Grafik mit dichtem Gitternetz. Unten steht die x‑Achse „Frequenz [MHz]“; Teilstriche (von links nach rechts) sind mit 1, 3.5, 5, 7, 10, 14, 20, 29, 50, 100, 145, 200, 300, 435, 1296, 2350, 4000, 5700 beschriftet. Oben sind die gleichen Frequenzwerte nochmals angezeigt. Links steht die y‑Achse „Grunddämpfung α0 je 100 m Leitungslänge in dB“. Die Skala reicht am sichtbaren Rand von 0.5 unten bis 300 oben; dazwischen sind u. a. 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 und 200 markiert (rechte Achsenseite zeigt die gleichen Werte). Mehrere schwarze, gerade, nach rechts oben ansteigende Linien sind mit Kabel-/Dielektrikumsangaben beschriftet; von oben nach unten (bei hoher Dämpfung) stehen: „PTFE 1,8 mm RG178“, „Voll‑PE 2,9 mm RG174“, „Voll‑PE 4,95 mm RG58“, „Voll‑PE 10,3 mm RG213“. Darunter verläuft ein Bündel weiterer Linien mit der Beschriftung „PE‑Schaum …“ mit verschiedenen Durchmessern, u. a. „PE‑Schaum 7,3 mm“, „PE‑Schaum 4,9 mm“, „PE‑Schaum 2,7 mm“, „PE‑Schaum 1,64 mm“ sowie „PE‑Schaum Massivschirm“. Alle Linien steigen mit zunehmender Frequenz an; die PE‑Schaum‑Linien liegen bei gleicher Frequenz im Diagramm niedriger als die Voll‑PE‑ und PTFE‑Linien.](pictures/202.svg)
A: 39 dB
B: 20 dB
C: 0 dB
D: 1 dB
Lösungsweg
- gesucht: Dämpfung für $\qty{100}{\meter}$ RG58 Kabel bei $\qty{145}{\mega\hertz}$
- Lösung: Ablesen aus Diagramm
- Schnittpunkt der RG58 Linie mit $\qty{145}{\mega\hertz}\rightarrow \qty{20}{\dB}$
A: 4 dB
B: 7,25 dB
C: 5 dB
D: 1,45 dB
Lösungsweg
- gesucht: Dämpfung für $\qty{20}{\meter}$ bei $\qty{20}{\dB}$ Dämpfung auf $\qty{100}{\meter}$
- Lösung: Dreisatz
A: 4 dB
B: 2 dB
C: 1 dB
D: 3 dB
Lösungsweg
- gesucht: Dämpfung für $\qty{15}{\meter}$ RG58 Kabel bei $\qty{145}{\mega\hertz}$
- Lösung: Ablesen aus Diagramm und Dreisatz
- Schnittpunkt der RG58 Linie mit $\qty{145}{\mega\hertz}\rightarrow \qty{20}{\dB}$
A: 20 dB
B: 68 dB
C: 40 dB
D: 12 dB
A: 2,8 dB
B: 3,8 dB
C: 1,8 dB
D: 0,8 dB
A: 8,2 dB
B: 6,2 dB
C: 12,6 dB
D: 10,4 dB
Stehwellenverhältnis (SWR) II
- Stehwellenverhältnis: Vorlaufende zu rücklaufender Energie
- SWR von $\num{3}$ bei $\qty{100}{\watt}$: $\qty{75}{\watt}$ werden abgestrahlt, $\qty{25}{\watt}$ laufen zurück
- Oder auch: $\qty{75}{\percent}$ gehen auf die Antenne, $\qty{25}{\percent}$ werden reflektiert
A: 50 W
B: 25 W
C: 12,5 W
D: 75 W
A: 25 %
B: 75 %
C: 33 %
D: 50 %
A: 25 %
B: 75 %
C: 29 %
D: 50 %
Stehwellenmessgerät (SWR-Meter) I
- Misst die Leitungsanpassung
- Wie gut stimmt der Wellenwiderstand mit dem Speisewiderstand der Antenne oder der Impedanz des Transceivers überein?
- Wird auch SWR-Messbrücke genannt
A: des Wirkungsgrades.
B: der Bandbreite.
C: der Antennenanpassung.
D: der Oberwellenausgangsleistung.
A: Interferometer
B: SWR-Meter
C: Universalmessgerät mit Widerstandsanzeige
D: Anpassungsübertrager
A: mit einem Absorptionswellenmesser.
B: durch Spannungsmessung am Anfang und am Ende der Speiseleitung.
C: durch Strommessung am Anfang und am Ende der Speiseleitung.
D: mit einer SWR-Messbrücke.
- Messung der Antennenanpassung: So nah wie möglich an die Antenne, um Veränderungen der Speiseleitung auszuschließen
- Messung der gesamten Anlage: So nah wie möglich hinter dem Sender
A: Senderausgang und Antennenkabel.
B: Antennenkabel und Antenne.
C: Senderausgang und Antennenanpassgerät.
D: Zwischen Anpassgerät und Antennenkabel.
A: Punkt 2
B: Punkt 3
C: Punkt 1
D: Punkt 4
Vektorieller Netzwerkanalysator (VNA) I
- Ein einfaches Multimeter kann keine frequenzabhängigen Widerstände messen
- Dazu wird ein vektorieller Netzwerkanalysator (VNA) verwendet
- Aktives Messgerät
- Misst das Verhältnis von Spannung und Strom bei einer Frequenz
- Oft kann ein Frequenzbereich angegeben werden
Anwendungen
- Große und kleine Widerstände eines Schwingkreis
- Resonanzfrequenz eines Schwingkreis
- Filterverhalten
- Impedanzmessung
- Stehwellenverhältnisse
A: Zur genaueren Bestimmung von Resonanzfrequenzen und Impedanzen von Schwingkreisen und Antennen.
B: Zur Überprüfung der Frequenzreinheit eines Senders.
C: Zum Aufzeichnen des zeitlichen Verlaufs schneller Wechselströme.
D: Zur Bestimmung des Erdungswiderstandes einer Amateurfunkstation.
A: mit Hilfe der S-Meter-Anzeige bei Anschluss des Schwingkreises an den Empfängereingang.
B: mit einem Digital-Multimeter in der Stellung Frequenzmessung.
C: mit einem Frequenzmesser oder einem Oszilloskop.
D: durch Messung von $L$ und $C$ und Berechnung oder z. B. mit einem vektoriellen Netzwerkanalysator (VNA).
A: vektorieller Netzwerkanalysator
B: digitales Speicheroszilloskop
C: analoges Multimeter
D: True RMS-Voltmeter
A: Messen von Oberschwingungen.
B: Direkte Messung der Sendeleistung.
C: Messen von Impedanzen.
D: Datenübertragungsraten in Netzwerken erfassen.
Kalibrierung
- Vor der Benutzung kalibrieren
- Zustand offen: unendlicher Widerstand
- Zustand Kurzschluss: Widerstand nahe Null
- Zustand angepasst: z. B. mit $\qty{50}{\ohm}$ Widerstand sollte ein SWR von $\num{1}$ angezeigt werden
A: Kalibrierung
B: Nullpunktabgleich
C: Einstellen der Triggerschwelle
D: Rauschunterdrückung aktivieren
A: Durch Prüfen der Anzeigewerte in den Betriebszuständen Leerlauf und Anpassung. Der Messanschluss des Gerätes darf keinesfalls kurzgeschlossen werden.
B: Durch Beschalten des Messeingangs am VNA mit einem Abschlusswiderstand. Das angezeigte SWR sollte im gesamten Frequenzbereich größer als 2 sein.
C: Durch Beschalten des Messeingangs am VNA mit einem Blindwiderstand. Der Anzeigewert des SWR muss bei allen Frequenzen nahe bei 1 sein.
D: Durch Prüfen der Anzeigewerte in den Betriebszuständen Kurzschluss, Leerlauf und Anpassung. Das SWR sollte bei Anpassung nahe bei 1, bei Kurzschluss und Leerlauf unendlich sein.
Mantelwellen I
- Ziel beim Aufbau einer Funkanlage: Nur die Antenne soll Signale abstrahlen bzw. aufnehmen
- Dazu eignen sich geschirmte Leitungen, z. B. Koaxialkabel
- Im Idealfall strahlen sie selbst nicht oder nehmen keine Strahlung auf
- Unsymmetrisches Koaxialkabel wird an symmetrischen Dipol angeschlossen
- Auf der Außenseite des Koaxialkabels können hochfrequente Ströme fließen
- Dadurch strahlt das Kabel selbst $\rightarrow$ Mantelwellen
- Mantelströme fehlen, was zur Verformung der Richtcharakteristik führt
A: werden durch Fehlanpassung und Überlastung des Transceivers verursacht.
B: werden für die Messung des Stromes beim SWR verwendet.
C: können zu Störungen anderer Geräte und Störungen des eigenen Empfangs führen.
D: sind für die Funktionsweise jeder koaxial-gespeisten Antenne notwendig.
A: Die Richtcharakteristik der Antenne wird verformt und es treten Mantelwellen auf.
B: Es treten Polarisationsdrehungen auf, die von der Kabellänge abhängig sind.
C: Es treten keine nennenswerten Effekte auf, da die Antenne angepasst ist und die Speisung über ein Koaxkabel erfolgt, dessen Außenleiter Erdpotential hat.
D: Am Speisepunkt der Antenne treten gegenphasige Spannungen und Ströme gleicher Größe auf, die eine Fehlanpassung hervorrufen.
A: Potentialstrom
B: Mantelstrom
C: Rückwärtsstrom
D: Phantomstrom
Mantelwellen verhindern
- Durch ein Symmetrierglied, einen Balun (balanced-unbalanced)
- Oder zur Dämpfung Koaxialkabel auf einen Ferritkern wickeln
A: Zur Nutzung einer Wechselspannungsversorgung am Gleichstromanschluss eines Transceivers
B: Zum Anschluss eines Koaxialkabels an eine Dipol-Antenne
C: Zur Umschaltung zwischen horizontaler und vertikaler Polarisation einer Kreuz-Yagi-Uda
D: Zur Einstellung der Frequenzablage für Relaisbetrieb
A: lässt sich die Trennschärfe verbessern.
B: lassen sich statische Aufladungen verhindern.
C: lassen sich Oberwellen unterdrücken.
D: lassen sich Mantelwellen dämpfen.