Hallo, ich habe eine (wahrscheinlich dumme) Frage: Strahlt eine Antenne auch Energie ab außerhalb ihrer Resonanzfrequenz? Also auch in dem Bereich wo der Reflektionsfaktor in dB = 0 ist? Danke.
Mister Unwissend schrieb: > Hallo, > > ich habe eine (wahrscheinlich dumme) Frage: > > Strahlt eine Antenne auch Energie ab außerhalb ihrer Resonanzfrequenz? > Also auch in dem Bereich wo der Reflektionsfaktor in dB = 0 ist? > > Danke. Da wo der Reflexionsfaktor in dB tatsächlich 0 ist wird nichts abgestrahlt (zumindest von der Antenne, eine Leitung strahlt allerdings auch immer etwas ab), da dort die Antenne komplett fehlangepasst ist.
Danke schon mal für die Antwort. Wo geht in diesem Falle die Ganze Leistung hin? Wird diese vollständig in Wärme umgewandelt? Kann man die Rückflussdämpfung in dB mit dem Reflektionsfaktor in dB gleichsetzen?
Mister Unwissend schrieb: > Wo geht in diesem Falle die Ganze Leistung hin? Wird diese vollständig > in Wärme umgewandelt? Sie wird zurück zur Quelle reflektiert, was manchen Sendeendstufen nicht all zu gut behagt ;) > Kann man die Rückflussdämpfung in dB mit dem Reflektionsfaktor in dB > gleichsetzen? Ja - aber nur in diesem Fall, wenn volle Reflexion herrscht: Reflexionsfaktor = rücklaufende Welle : einlaufende Welle Rückflussdämpfung = (einlaufende Welle : rücklaufende Welle)² = (1 / Reflexionsfaktor)² => Wenn der Reflexionsfaktor = 1, dann ist auch die Rückflussdämpfung = 1
slibowitz schrieb: > Sie wird zurück zur Quelle reflektiert, was manchen Sendeendstufen nicht > all zu gut behagt ;) Das Märchen von der bösen Leistung, die an einer Antenne reflektiert wird, und dann aus dem Eingang der Leitung zurück in die Endstufe schlüpft und dort Böses bewirkt, hält sich hartnäckig. Die Realität (im eingeschwungenen Zustand) ist wohl etwas differenzierter: a) Zwischen PA und Leitung ist ein Anpassgerät, das die Fehlanpassung am leitungseingang konjugiert komplex kompensiert und transformiert: In diesem Falle wird die rücklaufend Welle am Anpassnetzwerk total reflektiert und addiert sich (verktoriell) zur vorlaufenden Welle. b) Ohne Anpassgerät "sieht" die Endstufe am Leitungseingang eine komplexe Last und kann - bedingt durch ihre innere Konstruktion - weniger Leistung an die Leitung abgeben. In Falleb) kann es sein, dass durch Verschiebung des Arbeitspunktes in der PA mehr DC-Verlustleistung entsteht, die die PA überlastet. Diese Überlastung wird aber nicht durch "zurückschlüpfende Leistung" verursacht. Der Energiefluss auf Leitungen ist hier sehr anschaulich erläutert http://cq-cq.eu/DJ5IL_rt002.pdf Fred
Fred_G schrieb: > Das Märchen von der bösen Leistung, die... nanana, mein Lieber. Sehen wir es doch mal realistisch: Wenn eine Antenne nicht angepaßt ist, dann ist sie aus Sicht der Endstufe entwder eine zu hochohmige oder eine zu niederohmige Last und/oder eine Impedanz (L oder C), was irgendwelche abgestimmten Schwingkreise in der Endstufe verstimmen kann. Eine zu niederohmige Last führt eher zur Überlastung der PA. Eine zu hochohmige Last sollte theoretisch nur dazu führen, daß eben weniger HF-Leistung erzeugt wird, weil der Strom, den die PA liefern könnte, eben nicht gezogen wird. Die Praxis sieht oft anders aus, weil die fehlende Last dazu führen kann, daß die Amplitude in den Schwingkreisen der PA ansteigt und bei zu knapp dimensionierten Schaltungen dann irgend ein Bauteil die Spannung nicht mehr aushält. Wie gesagt: KANN, nicht MUSS. W.S.
Richtig, aber es ist niemals reflektierte Leistung, die in die Quelle zurückgeht und dort in Wärme umgewandelt wird.
Danke das hilft mir schon mal weiter. Ihr seit super. Also wenn man den Frequenzgang einer Antenne in einem Diagramm darstellen will, dann kann man in diesem die Resonanzfrequenz, die Bandbreite und den minimalen Relektionsfaktor (oder Rückflussdämpfung?!) ablesen, stimmt das? Warum wird bei der Bandbreite meist -10dB als Grenze angenommen?
Mister Unwissend schrieb: > Warum wird bei der Bandbreite meist -10dB als Grenze angenommen? Reine Hausnummer. Je nach Anforderung sind auch 6dB oder erst 20dB "gut". Bei einfachen resonanten Antennen lässt sich halt nur das eine gegen das andere handeln - Bandbreite oder Güte. Bei Antennen, die mehrere Oktaven oder gar Dekaden überstreichen ist das eigentlich immer so das angestrebte Mittel. Wobei da so "einfach resonante" Strahler und log-periodische Strahler (breitbandig, da halbwegs frequenzunabhängiger Fusspunkt) glaub ich schon noch unterschieden werden müssten. Bessere Anpassung erreicht man jedenfalls dann nur noch mit Verlusten. Verstärkerausgänge müssen m.E. schon noch deutlich höhere Fehlanpassung verkraften.
Die Güte ohne weitere Bezeichnung ist eine mathematische Definition der Resonanzspannung zu der 0,7 fachen Resonanzspannung nach Veränderung der Resonanzfrequenz f(res). Dies ist vebunden mit dem Begriff der Bandbreite B, links und rechts der Resonanzfrequenz. Deshalb auch Q = f(res)/B Q ist dimensionslos. Man spricht dann von der 3dB Bandbreite. 20log 0,7 = -3dB Andere Definitionen des Abfalles auf das .......fache der Resonanzspannung sind möglich, nur müssen sie bei der Güte angegeben werden. Also 6 dB Güte, 10 dB Güte usw. Aber Vorsicht: Es handelt sich immer um einen Abfall der Spannung, nicht der Leistung!! Viele Antennenhersteller geben die Bandbreite ihrer Antennen ohne nähere Angabe an, ob es sich dann um die 3 dB Bandbreite handelt, bleibt dahingestellt.
Nochmal zu meiner Frage: Also wenn man den Frequenzgang einer Antenne in einem Diagramm darstellen will, dann kann man in diesem die Resonanzfrequenz, die Bandbreite ablesen. Sowas hier: http://www.elektroniknet.de/fileadmin/user_upload/wor_pics/3c6589e8b72d875052e53201f748663e_568x528.jpg Ist das dann der minimale Relektionsfaktor oder die Rückflussdämpfung?!
Mister Unwissend schrieb: > Sowas hier: > http://www.elektroniknet.de/fileadmin/user_upload/... > > Ist das dann der minimale Relektionsfaktor oder die Rückflussdämpfung?! Die Diagramme zeigen den Betrag des Streuparameters S11(Eingangsreflexionsfaktor), hier dargestellt als ar in logarithmischem Maß in dB. Landläufig bezeichnet man den Wert ar als Rückflussdämpfung: ar = -20log r (ar = Rückflussdämpfung dB; r = Reflexionsfaktor) Definiert man die Bandbreite einer Antenne über die Abweichung des Fußpunktwiderstandes vom Nennwert, ließe sich aus der Reflexionsdämpfung auch die Bandbreite ermitteln. Eine anschauliche Zusammenfassung der Zusammenhänge findest du hier: http://www.kathrein.de/de/mcs/techn-infos/download/mobilfunk-antennentechnik.pdf
Die Diagramme der Rückflussdämpfung zeigen im Diagramm-Minimum auf die gute oder schlechte Anpassung der Antenne auf 50 Ohm hin. Eine tiefe Einsattelung ergibt eine geringe Bandbreite aber eine gute Anpassung an 50 Ohm.
Die "Tiefe der Einsattelung" allein ist kein Maßstab für die Bandbreite einer Antenne. Streng genommen besitzt eine Antenne auch keine Bandbreite, denn Resonanz ist keine Voraussetzung, dass eine Antenne strahlt. Die Bandbreite einer Antenne beschreibt aber im Allgemeinen das Frequenzintervall in dem die elektrischen Eigenschaften dieser Antenne sich nur um definierte Werte ändern: Zum Beispiel das Frequenzintervall, in dem das VSWR kleiner 2 ist.
Danke für eure Ausführungen! Ihr seit eine große Hilfe! Heißt es dann automatisch dass die Antenne bei einer geringen Rückflussdämpfung auch einen hohen Gewinn in diesem Bereich aufweist? Wie sieht der Gewinn aus wenn die Rückflussdämpfung besonders groß ist (nahe 0 dB) ? Welcher Zusammenhanf besteht da?
Mister Unwissend schrieb: > Welcher Zusammenhanf besteht da? Keiner! Ein guter Abschlusswiderstand hat z.B. eine hohe Rückflussdämpfung, strahlt Energie nur in Form von Wärme ab. Zu deinem Verschreiber "Zusammenhanf": hast du was geraucht?
Nein habe nichts geraucht! :) Warum hast du was? ;) Aber warum nehme ich dann eine Antenne die in dem Frequenzbereich den ich haben will eine besonders kleine Rückflussdämpfung hat? Nach deiner Begründung kann ich ja auch eine UMTS Antenne für WLAN nehmen, wenn ich das richtig verstehe.
Hängt das nicht über den Wirkungsgrad indirekt zusammen? Antennengewinn = Richtfaktor * Wirkungsgrad Der Winkungsgrad ist doch definiert als Verhältnis von eingespeister zu abgestrahlter Leistung? Wenn durch eine hohe Rückflussdämpfung ein Großteil der Leistung am Fußpunkt der Antenne reflektiert wird hat die Antenne doch einen schlechten Wirkungsgrad, ergo einen schlechten Gewinn, oder liege ich da jetzt vollkommen daneben?! Ich scheine irgendwie noch einem Denkfehler zu unterliegen.
Mister Unwissend schrieb: > Wenn durch eine hohe Rückflussdämpfung ein Großteil der Leistung am > Fußpunkt der Antenne reflektiert wird hat die Antenne doch einen > schlechten Wirkungsgrad, ergo einen schlechten Gewinn, oder liege ich da > jetzt vollkommen daneben?! Rückflussdämpfung hat nichts mit dem Wirkungsgrad und der Wirkungsgrad hat wiederum nicht zwingend etwas mit dem Gewinn zu tun. Das sind vollkommen unterschiedliche Dinge. Der Wirkungsgrad einer Antenne ist das Verhältnis ihres Strahlungswiderstandes RS zu der Summe der Verlustwiderstände RV. Wirkungsgrad = RS / (RS + RV) Eine Antenne mit gutem Wirkungsgrad kann z.B eine mierable Rückflussdämpfung, aufweisen, weil ihre Anschlussimpedanz nicht zu dem Wellenwiderstand der Speiseleitung passt. Das Gesamtsystem hat dann zwar einen schlechten Wirkungsgrad, aber nicht weil der Wirkungsgrad der Antenne schlecht ist, sondern weil keine Anpassung vorliegt. Der Antennengewinn ist das Verhältnis der in Hauptrichtung abgegebenen Strahlungsleistung, verglichen mit einer verlustlosen Bezugsantenne. Als Bezugsantenne wird ein hypothetischer Isotropstrahler mit kugelförmig in allen Richtungen gleicher Strahlstärke gewählt, der definitionsgemäß einen Gewinn von 0dB hat.
Nehmen wir an ich habe eine Antenne, deren Fußpunktimpedanz 50 Ohm beträgt. Meine Speiseleitung hat aufgrund von "Fehldimensionierung" einen Wellenwiderstand von 60 Ohm. Die Folgen wären eine Fehlanpassung --> Leistung wird reflektiert Diese Leistung steht mir beim Abstrahlen nicht mehr zur Verfügung. Daraus folgt ich habe weniger Gewinn, bis hin zu negativem Gewinn, also Verlust? Ich strahle zwar Leistung ab, aber weniger als die Sendeleistung? Kann man das so sehen? Hat das auch Auswirkungen auf die Resonanzfrequenz, die minimale Rückflussdämpfung und Bandbreite?
Der Antennengewinn hängt von der Konstruktion, dem Frequenzbereich usw ab . Parabolantennen im GHz Bereich haben einen definierten Gewinn, der in erster Linie vom Durchmesser abhängt. Auch Yagi oder Log. Per. Antennen haben einen definierten Gewinn, auf die Arbeitsfrequenz bezogen. Bei KW-Antennen ist die Gewinn Aussage nicht so genau definierbar, aber ebenfalls durch Drahtlänge Form, Höhe usw. bestimmt. Bitte google doch mal, oder besorge dir eines der hunderten Antennenfachbücher. Es wäre auch hilfreich, wenn du uns sagen könntest, für welche Antennenform und welches Frequenzgebiet du Auskünfte suchst. Antennengewinn hat mit Fehlanpassung nichts zu tun, dies sind die Zuleitungs, oder Transformationsverluste. Diese Verluste werden auf dem Übertragungsweg zur Antenne,dort reflektiert, am Tx wieder eflektiert usw.in Wärme umgesetzt, oder strahlen über das Speisekabel Energie ab. Im KW Bereich werden von Amateurfunkern deshalb Antennentuner eingesetzt, welche den 50 Ohm Sende-Ausgang auf die kapazitive oder induktive Impedanz, gebildet von Kabel und Antenenne transformiert. Auch Anpassung von 50 Ohm auf andere reelle Fußpunktwiderstände, wie sie bei verschiedenen Antennengebilden auftreten sind dadurch möglich. Es ist dies die sogenannte Resonanztransformation oder das Collinsfilter.
Ich beziehe mich bei meinen Überlegungen auf planare Antennen in allen Formen. Dabei kann eine koaxiale Speisung auftreten (z.B. SMA Connector) oder die Antenne hängt direkt an einer Streifenleitung. Den Gewinn kann man doch auch messen? Geht das mit einem Netzwerkanalysator? Misst man da nicht auch die übertragene Leistung? Ich habe doch beispielsweise in einem Gehäuse, zwar ähnliche Abstrahlcharakteristik aber der Gewinn reduziert sich doch, weil nicht mehr so viel Leistung beim Empfänger ankommt, oder?
Die Gewinn-Messung ist recht aufwändig http://www.rohde-schwarz.de/file_11408/N198_Netzwerkanalysatoren-Antennenmesssysteme_d.pdf
Der Gewinn wird bei Planarantennen meist vom Hersteller angegeben. Ein ganz interessanter Artikel: http://www.dc9zp.homepage.t-online.de/antennen.htm
Ich habe mir natürlich die gängige Literatur einverleibt, aber offensichtlich scheine ich es nicht richtig zu verstehen. Deswegen brauche ich eure Hilfe.
Also bei der Messung messe ich den S21 Parameter. Das ist eine Transmissionsmessung? Als eine Messung der übertragenen Leistung im Vergleich zu einer am NWA eingestellten Leistung, meistens 0db?!
Wenn du nicht gleichzeitig das Mitglied "Absoluter Beginner" bist, dann lies mal was der so alles fragt. Im Prinzip das gleiche wie du. Die Messmethode von R&S die ich dir geschickt habe, hast du dir anscheinend gar nicht angesehen. Es ist nicht so einfach mit einem "NWA" (Welches Fabrikat,Type?) im Bastelkeller Antennendiagramme aufzunehmen. Du benötigst eine im Gewinn definierte Sende- Messantenne und einen geeigneten HF-Messraum
Hallo Mister Unwissen, da gab es damals mal einen der hat einen Rothammel geschrieben. Und der sagte was von es gibt die Resonanzfrequenz und das Lamda vielfaches ab. Was damit gemeint ist nunja die Ingenieure wissen es. In der Praxis kann man auf einer Antenne auf mehrern Bändern gleichzeitig senden. Wenn man mal die alten Messgeräte bei Ebay so für 1 Euro erwirbt und wieder fertig macht dann gibt es oft einen Dipper mit Röhre. Der Zeit was wenn die Kopplung möglichst lose ist. Die neumodischen Messgeräte mit den neuen Bauteile sind meistens zu schwach um irgendwas genau anzuzeigen ohne was zu verändern. Sprich schau mal bei Ebay und hol dir einen alten Dipper und experimentiere mal rum. Vielleicht weicht ja doch die Theorie der Ingenieur von der Praxis ab. Vielleicht sind ja doch die alten Messgeräte aus Holz und so noch interessant für junge Studenten und bieten mit ein wenig Retro aufmotzen und einem neuen USB Anschluss mit Digital Display Wissen und Erfahrung in einem. Gerade beim Tag der offenen Türe sind solche Messgeräte interressant im Vergleich mit Hochmodernen Teuren Budget Minimierenden Ausgaben.
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