Zitat :

Allerdings will mir nicht ganz in den Sinn kommen, wie man das an den Antenneneingang anschließen soll.

Wickle eine Ankoppelwindung um die Spule, dann hast du einen Transformator zur Energieeinspeisung. Das kann natürlich auch ein Spartransformator sein, dann entfällt die extra Wicklung.

Zitat :

Ein Schwingkreis ist doch ein in sich geschlossenes System

Dieser hier nicht. Die Feldlinien reichen weit heraus, und schliesslich löst sich beim Umpolen die Kombination von elektrischem und magnetischem Feld von der Antenne ab und eilt ähnlich wie ein Rauchring durch den Raum.

Zitat :

Warum ist eine Antenne immer lamda/2 oder lamda/4 lang?

Das ist durchaus nicht immer der Fall. Das sind nur die kürzesten, die ein rein ohmsches Verhalten zeigen.
Andere Längen haben induktive und kapazitive Blindkomponenten, und strahlen daher nicht so effizient.
Oft aber wird das durch die andere Richtcharacteristik, die sich bei anderen Längen ausbildet, mehr als wett gemacht.

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Vielen Dank erstmal für die aufschlussreichen Antworten. Das heist also es ist ein offener Schwingkreis in Resonanz (bei lamda/2 oder lamda/4) bei dem nur die abgestrahlte Energie als ohmscher Widerstand übrig bleibt, Bei einem Empfänger ist der Widerstand dann negativ zu verstehen.

Aber:

Aber eigentlich besteht ein Schwingkreis ja immer noch aus einer Kapazität und einer Indunktivität, die zusammenpassen müssen. Die Kapazität bildet der Abstand der beiden Antennenspitzen bzw zum Boden, und die Induktivität bildet die Leiterlänge der Antenne. Bei dieser Konstellation ist aber die Kapazität und die Induktivität denkbar klein. Nach der Formel für die Resonanzfrequenz:
1/(2*pi*sqrt(L*C))
muss aber bei einem sehr kleinen L, C sehr groß werden bzw umgekehrt um die Resonanzfrequenz zu erhalten.

Also irgendwas passt da nicht. Und warum ist die Antennenlänge (bei Resonanz) immer lamda/2 bzw lamda/4

Irgendwo hab ich gehört, dass der Wirkwiderstand der Antenne einen bestimmten Wert haben muss (ich glaub immer 75Ohm) um den Sender bzw Empfänger nicht zu überlasten warum?

Fragen über Fragen

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Zitat :

Das heist also es ist ein offener Schwingkreis in Resonanz (bei lamda/2 oder lamda/4) bei dem nur die abgestrahlte Energie als ohmscher Widerstand übrig bleibt,

Nicht ganz.
Bei jedem Schwingkreis bleibt im Resonanzfall nur ein ohmscher Widerstand "übrig".
Bei Kreisen mit hoher Güte ist dieser Widerstand für Parallelresonanz recht hoch, für Serienresonanz recht klein.

Zitat :

Aber eigentlich besteht ein Schwingkreis ja immer noch aus einer Kapazität und einer Indunktivität,...

Ja, und deshalb speist man zu kurze Strahler, die einen kapazitiven Blindwiderstand darstellen, über eine Spule im Fusspunkt und erzwingt so die Serienresonanz. Du hast das bestimmt bei Fahrzeugantennen schonmal gesehen.

Zitat :

muss aber bei einem sehr kleinen L, C sehr groß werden bzw umgekehrt um die Resonanzfrequenz zu erhalten...

Sehr groß muß C nicht gerade werden, aber u.U. verwendet man eine Dachkapazität (z.B. Kugel am Ende), um die Resonanzfrequenz zu erniedrigen.

Zitat :

Und warum ist die Antennenlänge (bei Resonanz) immer lamda/2 bzw lamda/4

Andersrum: Eine am Ende kurzgeschlossene Leitung ist ein lambda/4 Resonator, eine am Ende offene Leitung ist ein lambda/2 Resonator.
Das können z.B. Koaxkabel sein, und dann strahlt nichts.
Wenn du aber den Mantel entfernst und somit erlaubst, daß das Feld nach aussen dringt, hast du eine Antenne.
Resonanz tritt bei diesen Längen deshalb ein, weil die am Ende der Leitung reflektierte Welle dann mit genau 1 lambda Verzögerung am Anfang eintrifft und dort die hinlaufende Welle verstärkt.
Bei dem lambda/2 Resonator ist das leicht einzusehen, beim lambda/4 Resonator kommt noch der 180° Phasensprung am kurzgeschlossenen Ende hinzu.

Zitat :

Irgendwo hab ich gehört, dass der Wirkwiderstand der Antenne einen bestimmten Wert haben muss (ich glaub immer 75Ohm) um den Sender bzw Empfänger nicht zu überlasten warum?

Nein das hat etwas mit dem Wellenwiderstand der Kabel zu tun, der bei den handelsüblichen Koaxkabeln meist bei 50 oder 75 Ohm liegt. Dieser Wert resultiert aus den Eigenschaften des Dielektrikums und den Abmessungen. Es werden aber auch andere Kabel, z.B. mit 60 oder 93 Ohm serienmäßig gefertigt.

Antenne und Sender bzw. Empfänger müssen an den Wellenwiderstand des Kabels angepasst sein, sonst kommt es zu Reflexionen ( Fehlanpassung in Richtung Kurschluss oder offe, siehe oben! ) und dann treten Resonanzen im Kabel, aka "stehende Wellen" auf.
Diee Reflexionen bedeuten stets einen Leistungsverlust und im Falle eines Senders kann die Endstufe durch die reflektierte Leistung beschädigt werden.


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  7 Okt 2006 15:17 ]

Zitat :

Nein das hat etwas mit dem Wellenwiderstand der Kabel zu tun, der bei den handelsüblichen Koaxkabeln meist bei 50 oder 75 Ohm liegt.

Das verstehe ich jetzt nicht so ganz. Ich dachte ein Koaxialkabel wirkt eben nicht wie eine Antenne, d.h. wenn ich die Antenne nicht direkt an den Empfänger anschließen kann/will verwende ich ein Koaxkabel mit beliebiger Länge dazwischen. Da es geschirmt ist wirkt es nicht als Antenne, wäre es nicht geschirmt, würde es die Antennenlänge um ihre eigene Länge ergänzen. Natürlich hat das Kupfer im Kabel pro Meter einen gewissen ohmschen Widerstand, der von der Länge und vom Durchmesser abhängig ist, je länger das Kabel, desto höher die Dämpfung.

Ich dachte einen Wellenwiderstand hat nur eine Antenne. Was heißt dann ein Kabel hat 75Ohm. Das hängt doch von der Länge ab, oder? (75Ohm/Meter wären ein bisschen viel)

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Zitat :

ch dachte einen Wellenwiderstand hat nur eine Antenne. Was heißt dann ein Kabel hat 75Ohm.

Das hat auch mit dem Kupferwiderstand so gut wie nichts zu tun.

Stell dir ein gaaaaaanz langes Koaxkabel vor. Von hier bis zum Mond.
Solch Kabel hat eine Kapazität von über'n Daumen knapp 100pF/m.
Wenn du da nun eine 4,5V Batterie anschließt, wird die Kabelkapazität aufgeladen und deshalb fliesst ein Strom.
Wegen der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit geschieht das aber nicht plötzlich, sondern die Spannungsfront läuft im Kabel entlang. Wenn das Dielektrikumm Luft ist, geschieht das fast mit Lichtgeschwindigkeit, bei PE als Dielektrikum etwa 30% langsamer, bei PE-Schaum liegt der Wert dazwischen.
Das führt dazu, daß deine 4,5V Batterie einen konstanten Strom von 60mA liefern muss, was just jenen 75 Ohm entspricht und dieses Verhältnis von Spannung und Strom bezeichnet man als Wellenwiderstand.

Wenn die Spannung dann nach etwa 1,5 Sekunden am Mond angekommen ist, können drei Dinge passieren.
1) Jemand hat am Ende des Kabels einen 75 Ohm Widerstand angebracht. Dann fliesst der Strom dort genauso weiter als ob das Kabel weiterführte. Du kannst von der Erde aus also nicht feststellen, wie lang das Kabel ist.
2) Das Kabelende ist offen. Dann "weiß" der fließende Strom nicht, wohin und fängt an das Kabel in umgekehrter Richtung aufzuladen. Nach weiteren 1,5 Sekunden ist die Reflektierte Welle dann auf der Erde angekommen und der Stromfluss aus deiner Batterie hört schlagartig auf.
3) Ein Bösewicht au dem Mond hat einen Nagel durch dein Kabel geschlagen und einen Kurzschluss fabriziert.
Dann weiss die ankommende Energie auch nicht wohin, und läuft im Kabel zurück.
Diesmal aber nicht mit gleicher Polarität wie die hinlaufende Welle, sondern mit entgegengesetzer und ergänzt sich mit der hinlaufenden zu 0.
Das ist der 180° Phasensprung, den ich weiter oben schon erwähnte.
3 Sekunden nach dem du die Spannung an das Kabel gelegt hast, gibts dann auf der Erde den Kurzschluss.


Das sich das tatsächlich so verhält, kannst du, wenn du ein Oszilloskop und 50m Leitung, Klingeldraht reicht aus, hast, sogar leicht ausprobieren.


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  7 Okt 2006 16:43 ]

Eine sehr originelle und wirksame Erklärung
Wenn ich nun angenommen an meinen Radio ein Koaxkabel und daran eine selbst gebaute Antenne anschließen möchte muss der Wirkwiderstand der Antenne genau so groß sein wie der Wellenwiderstand des Kabels, richtig?

a) Welchen Wert soll/kann/muss dieser Widerstand haben, hängt das vom Empfänger ab?

b) Wie berechnet man den Widerstand einer Antenne? (Die einfachen Fälle)

c) Was tut man wenn dieser Wert nicht passt?

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Nach Möglichkeit sollte es schon angepasst sei, ansonsten wird
nicht die gesamte empfangbare Leistung übertragen, sondern ein
Teil wieder zurück reflektiert.
Kurzschluss (r = -1) und Leerlauf (r = +1) sind nur die
Extreme. r ist der Reflexionsfaktor.
http://de.wikipedia.org/wiki/Reflexionsfaktor
( http://de.wikipedia.org/wiki/Smith-Diagramm )

a) Der Eingangswiderstand deines Empfängers sollte mit dem
Wellenwiderstand der Leitung übereinstimme.

b) Da gibt es Berechnungstools, die einem die Arbeit
abnehmen zum Beispiel: MMANA-GAL
http://dl2kq.de/mmana/4-7.htm

Ansonsten müsste man über die Felder Integrieren.

Der Freiraum-Wellenwiderstand:


c) Man baut sich zum Beispiel einen Antennentuner / Matchbox
oder passt über einen Übertrager die Impedanzen an.
Ein schönes Toll für HF-Schaltungen ist zum Beispiel
RFSim99, damit kann man auch Anpassnetzwerke berechnen:
http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

Oder man macht es noch altmodisch mit Stift und Zirkel im
Smith-Diagramm. Das von der UNI Stuttgart finde ich ziemlich
gut und übersichtlich.
http://www.ihf.uni-stuttgart.de/download/smithchart.pdf

MfG
Holger

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George Orwell 1984 ist nichts gegen heute.
Der Überwachungsstaat ist schon da!

Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.

Zitat :

Welchen Wert soll/kann/muss dieser Widerstand haben, hängt das vom Empfänger ab?

Bei Koaxkabeln sind die Werte 50 und 75 Ohm üblich.
50 Ohm werden vorwiegend in Messanordungen und relativ kurzen Kabeln verwendet, während für Antennenanlagen 75 Ohm Kabel bevorzugt werden.
Das deshalb, weil die Kabel natürlich nicht ideal sind und Verluste haben.
Man kann berechnen, daß die durch die endliche Leitfähigkeit des Kupfers verursachten Verluste bei einem bestimmten Durchmesserverhältnis von Innenleiter zu Außenleiter ein Minimum haben, und das dieses Verhältnis einem Wellenwiderstand von annähernd 75 Ohm entspricht.
75 Ohm Kabel sind also "unter sonst gleichen Umständen" dämpfungsärmer.
Diese Unterschiede sind aber nicht gravierend.

Wie high_speed schon schrieb, sollte die Antenne an das Kabel angepasst sein, weil sonst Reflexionen auftreten.
Wenn das nicht von allein der Fall ist, sollte man die Anpassung mit einem geeigneten LC Netzwerk herstellen.
Prinzipiell kann man zwar auch mittels bestimmter Leitungslängen die Antenne an Sender oder Empfänger anpassen, aber das ist besonders bei längeren Leitungen eine verlustbehaftete Angelegenheit und stößt auch auf praktische Schwierigkeiten (Murphys Law: Zugeschnittene Drähte sind immer zu kurz).

Bei einem Sender sollte man ebenfalls Leistungsanpassung herstellen, d.h. der Innenwiderstand der Endstufe sollte dem Wellenwiderstand entsprechen. Wenn dort die Reflexionen allzu stark werden, weil z.B. das Kabel von der Antenne getrennt wird, kann eine Senderendstufe in Sekundenbruchteilen durch die reflektierte Leistung zerstört werden.

Bei Empfängern ist die Sache nicht ganz so einfach. Hier weicht man zugunsten geringsten Rauschens oft etwas von der Leistungsanpassung ab. Man nennt das Rauschanpassung und ein Empfänger-Eingang hat bei der Arbeitsfrequenz meist einen gewissen Blindwiderstand.



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