Hallo,
Habe da mal eine Frage zur Einspeisung in eine 20m-Langdrahtantenne.
Ausgangspunkt ist ein 3mm starker 10,45m langer Kupferdraht in 12m Höhe.
Berechnung erfolgt mit dem Programm MMANA-GAL
Zunächst einmal habe ich in der Mitte des Drahtes eingespeist.
Also klassischer Dipol . Resonanz bei 14.03 MHz R+jX = 60 -j0.6
Soweit alles ok. Nun bin ich bei gleicher Drahtlänge bei der Einspeisung
bis auf 1.38m ans Ende geruckt. Das soll nun die Einspeisung eines
Langdrahts repräsentieren. Da ich vom Strom-Maximum in Richtung
Minimum gewandert bin, ist die Einspeisung hochohmiger.
Ergebnis R+jX = 444 -j2. Das ließe sich zum Beispiel mit einem
1:9 Balun aus einem 50 Ohm Kabel einspeisen.
Aber warum hat sich die Resonazfrequenz bei gleicher Drahtlänge
von 14.03 auf nun 14.19 MHz verschoben?
73 de DK9NW Bernhard
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Resonanz und Einspeisung in Langdraht am Ende des Drahtes
Verschieben der Frequenz
Hallo OM Bernhard,
die Speiseleitung ist vermutlich ein Koaxialkabel oder eine Hühnerleiter (HL). Bei der HL - symmetrische Anpassung vorausgesetzt - ist diese nicht Teil der Antenne. Bei einem Koaxialkabel ohne UnUn 1:1 oben (Mantelstromsperre) ist die Schirmung außen als weiterer HF-Pfad Teil Deiner Antenne.
Verlagerst Du nun sowohl HL oder Koax außermittig, ohne Entkopplungsmaßnahmen am Speiesepunkt, so werden beide Einspeisungen Teil der Antenne, auf der HL wird keine Symmetrie mehr vorliegen natürlich wird auch beim Koax wieder ein Mantelstrom fließen. Die Einspeisung ist zusätzlich nicht mehr symmetrisch im Antennenstrahlungsfeld. Damit ist die ursprüngliche Antenne eine ganz andere geworden und damit auch die Impedanzverhältnisse einschließlich einer evtl. Resonanz. Diese Form der Einspeisung funktioniert nicht ordentlich. Man kann das im Prinzip mit den entsprechenden Abmaßen als FD4 machen, braucht aber oben am Einspeisepunkt einen 1:6 Trafo und dann noch eine Mantelstromsperre UnUn.
Es wäre die Frage, was für eine Antenne im Endeffekt angestrebt wird?
Vy 73 es gl, Lebrecht, DJ4CT
die Speiseleitung ist vermutlich ein Koaxialkabel oder eine Hühnerleiter (HL). Bei der HL - symmetrische Anpassung vorausgesetzt - ist diese nicht Teil der Antenne. Bei einem Koaxialkabel ohne UnUn 1:1 oben (Mantelstromsperre) ist die Schirmung außen als weiterer HF-Pfad Teil Deiner Antenne.
Verlagerst Du nun sowohl HL oder Koax außermittig, ohne Entkopplungsmaßnahmen am Speiesepunkt, so werden beide Einspeisungen Teil der Antenne, auf der HL wird keine Symmetrie mehr vorliegen natürlich wird auch beim Koax wieder ein Mantelstrom fließen. Die Einspeisung ist zusätzlich nicht mehr symmetrisch im Antennenstrahlungsfeld. Damit ist die ursprüngliche Antenne eine ganz andere geworden und damit auch die Impedanzverhältnisse einschließlich einer evtl. Resonanz. Diese Form der Einspeisung funktioniert nicht ordentlich. Man kann das im Prinzip mit den entsprechenden Abmaßen als FD4 machen, braucht aber oben am Einspeisepunkt einen 1:6 Trafo und dann noch eine Mantelstromsperre UnUn.
Es wäre die Frage, was für eine Antenne im Endeffekt angestrebt wird?
Vy 73 es gl, Lebrecht, DJ4CT
Ergänzung
xcus, ich habe nicht richtig gelesen. Du hast also nur theoretisch gerechnet also nicht gemessen. Dann wirf meinen Beitrag in den geistigen Papierkorb.
Die Ursache dürfte evtl. im Programm liegen bzw. den verwendeten Algorythmen. Das wird wahrscheinlich nicht so einfach zu klären sein. Man darf diesen Programmen nicht so vertrauen, dass man alles glaubt, was da herausgerechnet wird. Ich werde mir das mal in EZNEC anschauen.
Da Deine Antenne 20 m also 1 mal Lamda lang ist, fließt theoretisch am Antennenende kein Strom mehr und damit kannst Du diese theoretisch auch dort nicht speisen (wahrscheinlich auch nicht mehr gescheit rechnen, wenn es sehr hochohmig wird, ist immer Vorsicht geboten etwa vergleichbar des winzigen sektors im Smith-Diagramm, wo sich die 'vereinigte Hochohmigkeit' befindet). In so einem Fall machte man das mit einer HL (damit eine Zeppelinantenne), welche man an einer Seite offen ließ. Das ist aber auch ein Kompromiss. Die Symmmetrie der Hl wird beim Anschluss eines hochohmigen Widerstands - hier die Antenne - wenig beeinflustt. Nur deswegen geht das überhaupt einigermaßen.
Ein Langdraht für 20 m sollte in der Grundform 10 m lang sein natürlich mit einem Gegengewicht. Es gibt dazu auch Kompromisslängen (länger), um einige KW-Bänder nach diesem Prinzip zu erreichen.
vy 73 es gl, Lebrecht, DJ4CT
Die Ursache dürfte evtl. im Programm liegen bzw. den verwendeten Algorythmen. Das wird wahrscheinlich nicht so einfach zu klären sein. Man darf diesen Programmen nicht so vertrauen, dass man alles glaubt, was da herausgerechnet wird. Ich werde mir das mal in EZNEC anschauen.
Da Deine Antenne 20 m also 1 mal Lamda lang ist, fließt theoretisch am Antennenende kein Strom mehr und damit kannst Du diese theoretisch auch dort nicht speisen (wahrscheinlich auch nicht mehr gescheit rechnen, wenn es sehr hochohmig wird, ist immer Vorsicht geboten etwa vergleichbar des winzigen sektors im Smith-Diagramm, wo sich die 'vereinigte Hochohmigkeit' befindet). In so einem Fall machte man das mit einer HL (damit eine Zeppelinantenne), welche man an einer Seite offen ließ. Das ist aber auch ein Kompromiss. Die Symmmetrie der Hl wird beim Anschluss eines hochohmigen Widerstands - hier die Antenne - wenig beeinflustt. Nur deswegen geht das überhaupt einigermaßen.
Ein Langdraht für 20 m sollte in der Grundform 10 m lang sein natürlich mit einem Gegengewicht. Es gibt dazu auch Kompromisslängen (länger), um einige KW-Bänder nach diesem Prinzip zu erreichen.
vy 73 es gl, Lebrecht, DJ4CT
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dk9nw
Resonanzverschiebung
Hallo lieber OM Lebrecht,
Der berechnete Antennendraht ist ein 10,45m langer 3mm Kupferdraht.
Das entspricht Lamba/2 bei 20m = 14 MHz
In beiden Fällen war diese Länge exakt gleich. Möglicherweise ist dies
ein Problem des Berechnungsprogramms. Das Strahlungsdiagramm
und die Stromverteilung entsprach in beiden Fällen der eines klassischen
Dipol.
PS auf diese Berechnung kam ich eigentlich nur nach einer Disskusion
über eine von Difona angebotene Sloper - Drahtantenne, 12 m mit Anpasstrafo, 100 Watt. Die hat solch einen 1:9 Balun. Das nur nebenbei.
73 de DK9NW Bernhard
Der berechnete Antennendraht ist ein 10,45m langer 3mm Kupferdraht.
Das entspricht Lamba/2 bei 20m = 14 MHz
In beiden Fällen war diese Länge exakt gleich. Möglicherweise ist dies
ein Problem des Berechnungsprogramms. Das Strahlungsdiagramm
und die Stromverteilung entsprach in beiden Fällen der eines klassischen
Dipol.
PS auf diese Berechnung kam ich eigentlich nur nach einer Disskusion
über eine von Difona angebotene Sloper - Drahtantenne, 12 m mit Anpasstrafo, 100 Watt. Die hat solch einen 1:9 Balun. Das nur nebenbei.
73 de DK9NW Bernhard
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1547637
Re: Resonanz und Einspeisung in Langdraht am Ende des Drahte
Hallo,
73+FF
Ulrich
Es ist ganz normal, daß ein hochohmig endgespeister Draht am Ende noch einen großen (IDR kapazitiven) Blindanteil aufweist. Siehe z. B. hier:http://www.cebik.com/gup/gup12.html. Es ist daher bei Endspeisung nicht mehr unbedingt sinnvoll, "Resonanz" über "Blindanteil=0" zu definieren (Deine Variante mit 1,38m Abstand tendiert auch schon mehr zu einem OCF-Dipol, bei echter Endspeisung liegt der Realteil der Impedanz in der Größenordnung 3000 Ohm).dk9nw hat geschrieben:Nun bin ich bei gleicher Drahtlänge bei der Einspeisung
bis auf 1.38m ans Ende geruckt. Das soll nun die Einspeisung eines
Langdrahts repräsentieren. Da ich vom Strom-Maximum in Richtung
Minimum gewandert bin, ist die Einspeisung hochohmiger.
Ergebnis R+jX = 444 -j2. Das ließe sich zum Beispiel mit einem
1:9 Balun aus einem 50 Ohm Kabel einspeisen.
Aber warum hat sich die Resonazfrequenz bei gleicher Drahtlänge
von 14.03 auf nun 14.19 MHz verschoben?
73+FF
Ulrich
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dk9nw
Resonanzverschiebung
Hallo Ulrich,
Es stimmt schon, daß sich bei einer Verschiebung des Einspeisepunktes
von der Mitte aus das jX immer mehr in negative Richtung verschiebt.
Aber warum ist das so? Der Draht befindet sich ja immer an der gleichen
Stelle und hat immer die gleiche Länge.
Bei einer mechanischen Gitarrensaite ist ja auch so, daß sie bei einer
gegebenen Länge immer auf der gleichen Grundfrequenz schwingt.
Warum ist da bei einer Antenne anders. Ich dachte immer das ein
Antennendraht bei der bestimmten Höhe, Dicke und Länge eine
ganz bestimmte Grundfrequenz besitzt.
Warum ändert sich diese Grundfrequenz in Abhängigkeit, ob ich
in der Mitte, etwas weiter ausssen oder ganz aussen einspeise?
73 de DK9NW Bernhard
Es stimmt schon, daß sich bei einer Verschiebung des Einspeisepunktes
von der Mitte aus das jX immer mehr in negative Richtung verschiebt.
Aber warum ist das so? Der Draht befindet sich ja immer an der gleichen
Stelle und hat immer die gleiche Länge.
Bei einer mechanischen Gitarrensaite ist ja auch so, daß sie bei einer
gegebenen Länge immer auf der gleichen Grundfrequenz schwingt.
Warum ist da bei einer Antenne anders. Ich dachte immer das ein
Antennendraht bei der bestimmten Höhe, Dicke und Länge eine
ganz bestimmte Grundfrequenz besitzt.
Warum ändert sich diese Grundfrequenz in Abhängigkeit, ob ich
in der Mitte, etwas weiter ausssen oder ganz aussen einspeise?
73 de DK9NW Bernhard
-
1547637
Re: Resonanzverschiebung
Hallo Bernhard,
Du mißt ja bei OCF, bzw. Endspeisung auch nicht die Resonanzfrequenz des freien Strahlers, sondern z. B. die Frequenz, bei der optimale Energieauskopplung auftritt (bereits die Festlegung der Bezugsimpedanz 50Ohm? - 600 Ohm? ist willkürlich und verschiebt die "Resonanzfrequenz", wie man in den NEC-Simulationen sehen kann). Daß bei Endspeisung immer dieser starke kapazitive Blindanteil auftritt, würde ich einfach so erklären, daß hier das extrem kurze (Rest-)Endstück durchschlägt, welches eben in der Simulation (und in der Realität!) einfach nur noch eine kleine Kapazität in Serie mit einem kleinen Widerstand darstellt.
In der Praxis gibt es diese Art von Endspeisung ja gar nicht, dazu müßte man schon einen kleinen Batteriesender dort in die Antenne hängen, wo jetzt bei Deiner MMANA-Simulation die Quelle sitzt.
Bei der Simulation von echten Zepp-Antennen sollte man daher auch immer versuchen, die Speiseleitung mit einzubeziehen, damit sehen die Ergebnisse dann auch gleich wieder realistisch aus.
73
Ulrich
IMHO paßt als mechanisches Analogon hier besser z. B. die Biegeschwingung eines freien Stabes als die eingespannte Saite..dk9nw hat geschrieben: Bei einer mechanischen Gitarrensaite ist ja auch so, daß sie bei einer
gegebenen Länge immer auf der gleichen Grundfrequenz schwingt.
Ich behaupte: die (freie) Grundfrequenz der Antenne ändert sich überhaupt nicht; sie wird allerdings wegen der im Vergleich zu Saite und Stab sehr viel höheren Strahlungsdämpfung auch nur schwer meßbar sein.Warum ist da bei einer Antenne anders. Ich dachte immer das ein
Antennendraht bei der bestimmten Höhe, Dicke und Länge eine
ganz bestimmte Grundfrequenz besitzt.
Warum ändert sich diese Grundfrequenz in Abhängigkeit, ob ich
in der Mitte, etwas weiter ausssen oder ganz aussen einspeise?
Du mißt ja bei OCF, bzw. Endspeisung auch nicht die Resonanzfrequenz des freien Strahlers, sondern z. B. die Frequenz, bei der optimale Energieauskopplung auftritt (bereits die Festlegung der Bezugsimpedanz 50Ohm? - 600 Ohm? ist willkürlich und verschiebt die "Resonanzfrequenz", wie man in den NEC-Simulationen sehen kann). Daß bei Endspeisung immer dieser starke kapazitive Blindanteil auftritt, würde ich einfach so erklären, daß hier das extrem kurze (Rest-)Endstück durchschlägt, welches eben in der Simulation (und in der Realität!) einfach nur noch eine kleine Kapazität in Serie mit einem kleinen Widerstand darstellt.
In der Praxis gibt es diese Art von Endspeisung ja gar nicht, dazu müßte man schon einen kleinen Batteriesender dort in die Antenne hängen, wo jetzt bei Deiner MMANA-Simulation die Quelle sitzt.
Bei der Simulation von echten Zepp-Antennen sollte man daher auch immer versuchen, die Speiseleitung mit einzubeziehen, damit sehen die Ergebnisse dann auch gleich wieder realistisch aus.
73
Ulrich
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dk9nw
Resonanzverschiebung
Hallo Ulrich,
Das klingt logisch und plausibel:
Es gibt doch immer noch simple Fragen, die selbst ausgebuffte OMs ins Grübeln bringen und deren Antwort auch nicht so einfach aus dem Rothammel abgelesen werden können. hi.
Vielen Dank nochmal.
73 de DK9NW Bernhard
Das klingt logisch und plausibel:
und auch dieser Aspekt war mir nicht so bewusst:Daß bei Endspeisung immer dieser starke kapazitive Blindanteil auftritt, würde ich einfach so erklären, daß hier das extrem kurze (Rest-)Endstück durchschlägt, welches eben in der Simulation (und in der Realität!) einfach nur noch eine kleine Kapazität in Serie mit einem kleinen Widerstand darstellt.
Hatte zu diesem Thema auch schon ein QSO mit einem Ausbildungsleiter....Endspeisung auch nicht die Resonanzfrequenz des freien Strahlers, sondern z. B. die Frequenz, bei der optimale Energieauskopplung auftritt..
Es gibt doch immer noch simple Fragen, die selbst ausgebuffte OMs ins Grübeln bringen und deren Antwort auch nicht so einfach aus dem Rothammel abgelesen werden können. hi.
Vielen Dank nochmal.
73 de DK9NW Bernhard