Antennen und ihre Aufgaben

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  • Bonetti Leo
    Bonetti Leo

    #1

    Antennen und ihre Aufgaben

    Hallo zusammen,
    Antennen und ihre Aufgaben.

    Die Antenne am Sender hat die Aufgabe die Hochfrequenzleistung möglichst gut auf unsere Funkstrecke abzugeben.
    Sie ist eine Teleskopantenne, rund und demzufolge eine Rundstrahlantenne welche die Signale rundherum ausbreitet.

    Die Antenne am Empfänger hat die Aufgabe die Signale welche wir senden möglichst gut dem Encoder Baustein zuzuführen.
    Auch sie ist rund, auch eine Rundstrahlantenne und empfängt deshalb rundherum.

    Nur ist es fast unmöglich die Antenne des Empfängers gerade herunterhängen zu lassen.

    Die effektive Antennenlänge berechnet sich mit folgender einfachen Formel.
    300:Frequenz in Megahertz=Wellellänge in Metern.
    Die Einheit einer Wellenlänge ist Lambda.
    Die Welle breitet sich Sinusförmig aus.
    Für 40MHz ergibt sich: 300:40=7.5Meter Wellellänge.
    Für 35MHz ergibt sich: 300:35=8.57Meter Wellenlänge.

    Die Definition ob eine Antenne Verlust oder Gewinn hat wurde dazumal mit dem Isotropen Strahler gemacht. Eine Antenne in Form einer Kugel. Dort würde sich theoretisch die Sendeenergie exakt rundherum ausbreiten.

    Eine Antenne mit 1/4 Lambda (1/4 der Wellellänge) hat gegenüber dem Isotropen weder Verlust noch Gewinn.

    Niemand hat aber für z.B. 40 Mhz eine Antenne im Betrieb mit 1.875 Metern länge.
    Das sind theoretische Werte da noch ein Verkürzungsfaktor je nach Antennenmaterial hinzukommt.

    An unseren Sendern ist eine kleinere Antenne montiert und hat denzufolge einen Verlust.
    Dem begegnet die Industrie so dass sie die Sendeleistung derart erhöht das trotz verkürzter Antenne die 100mW (Milliwatt) abgestrahlt werden.
    Nachteil ist nur dass wir mehr Energie verbraten und der Akku in unseren Sendern mehr arbeiten muss für das selbe Ergebniss wie mit der 1.875 Meter langen Antenne.
    Die Endstufe wird auch so angepasst dass die Hochfrequenzverhältnisse passen.

    Beim Empfänger sieht die Sache schon weniger besser aus.
    Die Antennenlänge ist in der Regel 1Meter lang.
    Hat also Verluste.
    Im Empfänger wird die Antenne mir Hilfe einer Spule künstlich wieder auf die 1.875 Meter Verlängert. Theoretisch natürlich.
    Damit unsere Empfänger nicht taub sind wird am Eingang einen Verstärker montiert welche unsere gesendeten Signale entsprechend verstärkt um sie dann dem Encoder zuzuführen.

    Das ergibt dann zwangsläufig die geringe Reichweite von etwa 1,5km auf Sicht. Genügt aber für unsere Anwendungen vollumfänglich!

    Tia, dann gibt es da noch die beliebten oder weniger beliebten Kurzantennen bei diversen Piloten auf Ihren Sendern.
    Kauft man sich eine solche Antenne des jeweiligen Senderherstellers dann kan man davon ausgehen dass sie abgestummen auf die jeweilige Endstufe ist. Ein Produkt aus dem Zubehörhandel kann demzufolge gar nicht wircklich auf alle Sender passen da die Antennenlängen bei den Senderherstellern verschieden ist.
    Eine Antenne solcher Bauart hat also für weiträumiges Fliegen auf dem Sender nichts verloren.
    Die Antenne ist kürzer und hat noch eimal mehr Verluste als unsere Teleskopantenne und von unseren 100mW kommen entsprechend weniger an.
    Um die doppelte Reichweite zu machen brauchen wir 4mal mehr Leistung, also 400mW. Die Kurzantenne hat etwa 3dezibel (dB) Dämpfung, das entspricht etwa der Hälfte Der Leistung.
    Somit kommen wir noch etwa 1km weit. (1,5km angenommen).
    Das reicht für gute verhältnisse immer noch, bei grosser kanalbelegung und anderen Störungen wird es aber eben knapp.

    Schwierig?
    Folgerung: Antennen immer so belassen wie der Hersteller Sie konstruiert hat, zu unserer und andere Sicherheit.

    Es Grüsst euch Leo
  • helifreak
    helifreak

    #2
    Antennen und ihre Aufgaben

    Hallo Leo,

    ein interessanter Beitrag. Da Du dich anscheind mit dieser Materie gut auskennst habe ich mal eine andere Frage.

    Ich lebe z.Z. in den USA und habe mit fuer meine Graupner Anlage ein 72 MHz HF Modul gekauft. Selbstverstaendlich auch ein passenden Empfanger. 8) Egal, ich habe nie darueber nachgedacht auch die Antenne auszutauschen und momentan benutze ich meine "deutsche" Antenne. Gestern wurde mir gesagt das ich mir eine "amerikanische" JR Antenne kaufen sollte oder meine nicht ganz herausziehen sollte da ich ansonsten die Elektronik kaputt mache bzw. Stoerungen bekomme. Stimmt das? ?(

    Ich habe es mal verglichen und die amerikanische Antenne ist etwas mehr als 2 Glieder kuerzer als die deutsche Antenne. :O

    Wuerde mich ueber ein paar Infos freuen.

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    • Gast-Avatar
      Gast

      #3
      Antennen und ihre Aufgaben

      Hallo Leo,

      ja, du scheinst ja ein echter Elektronikprofi zu sein :-)

      Wegen den Antennen allgemein; es gibt da massenweise Theorie. Das muß sein, sonst haben die Schulen nix zu tun. Und es gibt Praxis, die KANN anderes bestätigen.

      Kurzantennen; zunächst haben die eine völlig andere Abstrahlung, und damit nur bedingt eine geringere Reichweite.

      Du sprachst davon, -3db sie die Hälfte. Hmmm...ich kann mich irren, meine aber das -6db die Hälfte ist. Jedoch gebe ich zu (ich glaube das so in Errinnerung zu haben) das es ein Unterschied ist, ob man von der Leistung oder der Spannung redet.

      Falsche Antenne (Helifreak); also die Elektronik macht man im Normalfall damit nicht kaputt. Wenn überhaupt, dann den Sender, denn bei falscher Anpassung können "Stehwellen" entstehen. Was ist das ? Tja, ich sage mal die stehen so rum, so an der Antenne, und die kommen irgendwie nicht weiter weg von der Antenne. Können auch schon mal zurückfliessen, dann KANN die Sendeendstufe ins schwitzen kommen - im Extremfall sogar austrocknen :-) Aber wir haben hier ja nur "Sendeendstüfchen".

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      • Andi Gysi
        Andi Gysi

        #4
        Antennen und ihre Aufgaben

        Hallo,

        bei Amateurfunkgeraeten mit Leistungen bis 1000W ist das SWR (Stehwellenverhaeltnis) wichtig um die Endstufe nicht zu verheizen. Bei unseren Sendern nicht so sehr, sonst wuerden bei ausgeschraubten Antennen die Module gleich abrauchen - aber gerade wegen der geringen Leistung sollte man mit der Antenne nicht unnoetig Reichweite verschenken.

        3/6dB: 3dB ist die Haelfte, ist zumindest bei Leistung/Schallpegel so. Bei halber Spannung und gleichem Widerstand hast du aber nur noch einen 4tel der Leistung, weil sich der Strom auch halbiert!
        Leistungspegel:
        L=10 lg(P/Po)dB
        L=20 lg(U/Uo)dB

        In den USA ist das ganze sehr heikel wegen dem AMA Versicherungsschutz, ich wuerde also unbedingt eine passende JR Antenne kaufen - ich glaube du darfst auch den Senderquarz nicht einfach wechseln wie bei uns, richtig?
        Tauschen ist eine gute Idee, weil die Antenne dann auch nicht mehr soo lang ist...

        Gruesse,

        Andi

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        • Bonetti Leo
          Bonetti Leo

          #5
          Antennen und ihre Aufgaben

          Hallo zusammen,

          @Jürgen
          In der Hochfrequenztechnik sind -3dB die Hälfte
          In der Audiotechnik sind -6dB die Hälfte

          @Holger
          Richtig: die Antenne muss für 72MHz auch gewechselt werden.
          Um so höher die Frequenz umso kleiner die Antenne.
          Bei 72MHz ist eine Wellenlänge noch 4.1Meter lang.
          1/4 Lambda sind demzufolge noch 1.04 Meter. Hier muss man also die Antenne nicht mehr künstlich verlängern sondern man kann mit einem ausgewachsenem 1/4 Lambda Strahler den Sender versehen. Keine Verluste mehr und weniger Stromaufnahme des Senders bei gleich angenommenem Wirkungsgrad der Endstufe.
          Nur, je höher die Frequenz in der Regel ein schlechterer Wirkungsgrad der Endstufe.

          Grüsse Leo

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