Hallo nach meinen bescheidenen Kenntnissen ist eine Antenne immer gleichermaßen zum Senden und zum Empfangen geeignet, was als das Prinzip der Reziprozität bezeichnet wird. Bei Funkamateuren und hier im Forum wird jedoch teilweise behauptet, dass dies im Kurzwellenbereich bei Loop-Antennen nicht der Fall sein soll. Hier wird behauptet, dass zum Senden eine einzelne Schleife bestehend aus dickem Metallrohr besser wäre als eine Antenne mit mehreren Windungen. Es wird argumentiert, dass beim Senden die ohmschen Verluste mehr zum Tragen kommen, was ich allerdings nicht verstehe. Als Empfangsantenne verwendet man dann oft mehrere Windungen, meist sogar mit dünnem Draht. Wie wäre es, wenn man zum Senden und zum Empfangen die gleiche Schleifenantenne mit mehreren Windungen bestehend aus Metallrohr bauen würde? Wird das nur wegen des mechanischen Aufwandes nicht gemacht? Oder warum soll beim Empfang der Widerstand des Metalls weniger relevant sein?
roman schrieb: > nach meinen bescheidenen Kenntnissen ist eine Antenne immer > gleichermaßen zum Senden und zum Empfangen geeignet, was als das Prinzip > der Reziprozität bezeichnet wird. Reziprozität oder Umkehrbarkeit ist gegeben, wenn in einer Anordnung die Position von Ursache und Wirkung miteinander vertauscht werden können, ohne dass die Verknüpfung zwischen Ursache und Wirkung sich ändert. Reziprozität bedeutet dass eine Antenne gleiche Sende- und Empfangseigenschaften aufweist. Reziprozität bedeutet nicht, dass eine Antenne grundsätzlich gleichermaßen zum Senden und zum Empfangen geeignet ist. Antennen sind zwar reziprok. In der praktischen Ausführung gilt das nur begrenzt. Eine Antenne, die für den Empfang ausgelegt ist, wird ggf beschädigt, wenn sie die hohen elektrischen Leistungen einer Sendeanlage abstrahlen soll. Aktivantennen sind auch nicht reziprok, nur deren Antennenelement verhält sich reziprok.
Die Grenze der Reziprozität erkennst du ganz schnell bei einer Ferritstab-Antenne. Die taugt nur sehr beschränkt (für geringe Leistungen) als Sendeantenne.
Jörg W. schrieb: > Die Grenze der Reziprozität erkennst du ganz schnell bei einer > Ferritstab-Antenne. Die taugt nur sehr beschränkt (für geringe > Leistungen) als Sendeantenne. Ja weil das Ferritmaterial in Sättigung geht. Das trifft aber nicht bei einer Loop mit einer oder mehreren Windungen und Luftkondensator zu.
roman schrieb: > Ja weil das Ferritmaterial in Sättigung geht. Das trifft aber nicht bei > einer Loop mit einer oder mehreren Windungen und Luftkondensator zu Auch eine Loop verhält sich reziprok, egal ob aus einer oder mehreren Widungen. Strahlungswiderstand, Richtdiagramm, Antennengewinn, Wirkungsgrad, Abstrahlverhalten und Nahfeld-Fernfeld Übergang etc. sind reziprok. Was du ansprichst ist nicht die Reziprozität der Antenne. Du sprichst über die Frage der praktische Ankoppelung einer Antenne an einen Empfänger oder einen Sender mit definierter Systemimpedanz, z.b. 50 Ohm. Das hat aber mit Reziproziät nichts zu tun, sondern mit der praktischen Realisiserbarkeit einer Anpassung eines Senders an die Fußpunktimpedanz einer Antenne.
Wenn jedoch mit einer Antenne mit der gleichen Leistung gesendet wird, wie mit ihr am Anschluss empfangen wird, ist dann die Reziprokität gegeben?
Martin L. schrieb: > Wenn jedoch mit einer Antenne mit der gleichen Leistung gesendet wird, > wie mit ihr am Anschluss empfangen wird Was hättest du davon, ein paar Nano- oder Pikowatt auszusenden? Das Problem einer ordentlichen Anpassung löst du natürlich damit auch nicht.
Jörg W. schrieb: > Die Grenze der Reziprozität erkennst du ganz schnell bei einer > Ferritstab-Antenne. Die taugt nur sehr beschränkt (für geringe > Leistungen) als Sendeantenne. Da gehen zwei Themen durcheinander. Was du beschreibst sind nichtlineare Verluste, die bei hohen Sendeleistungen auftreten würden. Martin L. schrieb: > Wenn jedoch mit einer Antenne mit der gleichen Leistung gesendet > wird, > wie mit ihr am Anschluss empfangen wird, ist dann die Reziprokität > gegeben? Ja
HF-Ingenieur schrieb: > Was du beschreibst sind nichtlineare Verluste, die bei hohen > Sendeleistungen auftreten würden. Sie zeigen trotzdem die praktische Grenze der Reziprozität. Dass man mit einem Ferritstab sendet, ist daher eher eine theoretische Option, auch wenn er an sich erstmal reziprok ist.
Martin L. schrieb: > Wenn jedoch mit einer Antenne mit der gleichen Leistung gesendet > wird, > wie mit ihr am Anschluss empfangen wird, ist dann die Reziprokität > gegeben? Nicht ganz, denn da ist ja noch das Übertragungsmedium dazwischen. Es kommt ja nur ein Bruchteil der von Antenne A abgestrahlten Energie bei Antenne B an. Aber man könnte (theoretisch, abstrakt) Sender und Empfänger an Antenne A und B vertauschen und die Übertragungssymmetrie bleibt gegeben. Reziprozität bedeutet in dem Falle, die Empfangscharakteristik einer Antenne ist gleich ihrer Sendecharakteristik und das Übertragungsmedium dazwischen ist isotrop.
Jörg W. schrieb: > HF-Ingenieur schrieb: >> Was du beschreibst sind nichtlineare Verluste, die bei hohen >> Sendeleistungen auftreten würden. > > Sie zeigen trotzdem die praktische Grenze der Reziprozität. Klar, aber darum geht es doch gar nicht. Der Thread entstand doch aus der Fragestellung einer Funkverbindung zwischen zwei Stationen, die beidseits taugliche Sendenantenne verwenden. Da wurde über Reziprozität argumentiert, die dort zweifelsfrei gegeben ist.
Den Begriff nicht-reziprok kennt man vor allem von Zirkulatoren und Richtungsleitungen, darum geht es hier aber nicht. Für eine Empfangsantenne kann aber z.B. die Ausblendung von Störern oder Rauschen aus bestimmten Richtungen wichtig sein, die beim Senden uninteressant ist.
Christoph db1uq K. schrieb: > Für eine Empfangsantenne kann aber z.B. die Ausblendung von Störern oder > Rauschen aus bestimmten Richtungen wichtig sein, die beim Senden > uninteressant ist. Das hat aber wiederum nichts mit Reziprozität zu tun. Das ist die praktische Ausnutzung der Richtcharakteristik um in einer Vorzugsrichtung zu Senden oder zu empfangen. Die Reziprozität wird dadurch nicht beeinträchtigt.
Heiner schrieb: > Das hat aber wiederum nichts mit Reziprozität zu tun. Eine Erklärung, warum man zwar oft mit nur einer Windung sendet aber durchaus auch mit vielen empfängt, hast du aber auch bislang noch nicht versucht. Das war ja die eigentliche Frage.
Heiner schrieb: > Das hat aber wiederum nichts mit Reziprozität zu tun. Richtig. Die meisten Funkamateure die hier rumhängen sind reine Praktiker, die haben keine Vorlesung zu Grundlagen der HF-Technik gehört und entsprechend schreibt man bestenfalls aneinander vorbei. Manches scheint leider auch bewusst destruktives Missverstehen-Wollen zu sein.
Jörg W. schrieb: > Eine Erklärung, warum man zwar oft mit nur einer Windung sendet aber > durchaus auch mit vielen empfängt, hast du aber auch bislang noch nicht > versucht. Doch das hat man versucht, aber du hast das noch wahrgenommen. Das ist rein eine praktische Frage, wie man die Sendeleistung möglichst verlustarm auf die Loop koppelt. Mit Reziprozität hat das nur am Rande zu tun.
Heiner schrieb: > roman schrieb: >> Ja weil das Ferritmaterial in Sättigung geht. Das trifft aber nicht bei >> einer Loop mit einer oder mehreren Windungen und Luftkondensator zu > > Auch eine Loop verhält sich reziprok, egal ob aus einer oder mehreren > Widungen. Strahlungswiderstand, Richtdiagramm, Antennengewinn, > Wirkungsgrad, Abstrahlverhalten und Nahfeld-Fernfeld Übergang etc. sind > reziprok. > > Was du ansprichst ist nicht die Reziprozität der Antenne. Du sprichst > über die Frage der praktische Ankoppelung einer Antenne an einen > Empfänger oder einen Sender mit definierter Systemimpedanz, z.b. 50 Ohm. > Das hat aber mit Reziproziät nichts zu tun, sondern mit der praktischen > Realisiserbarkeit einer Anpassung eines Senders an die Fußpunktimpedanz > einer Antenne. Danke, diesen Aspekt hatte ich nicht bedacht. Ich ging auch davon aus, dass die Empfangsgeräte genauso wie die Sendegeräte (oder die Funkgeräte, die ja beides sind) immer einen Innenwiderstand von 50Ohm haben und man deshalb auch immer Antennen mit 50Ohm Fußpunktwiderstand haben will.
Heiner schrieb: > Das ist rein eine praktische Frage, wie man die Sendeleistung möglichst > verlustarm auf die Loop koppelt. Ja, und warum sollte das nun nicht auch mit mehreren Windungen Draht gehen und insbesondere warum hat man nicht das gleiche Problem beim Auskoppeln des Signals in Richtung Empfänger (mal in der Annahme, dass der auch mit 50 Ω Eingangsimpedanz arbeitet)? Genau das war doch letztlich die ursprüngliche Frage. Klar, wenn ich bei 100 W Sendeleistung 3 dB Einkoppelverluste habe, dann heißt das, dass da irgendwo 50 W verheizt werden. Das könnte ein paar Windungen dünnen Kupferlackdrahts schnell in magischen Rauch umwandeln. Aber ich will doch auch beim Empfang keine 3 dB Verluste haben, auch wenn diese nicht zu Rauch führen.
Jörg W. schrieb: > warum hat man nicht das gleiche Problem beim Auskoppeln des Signals in > Richtung Empfänger (mal in der Annahme, dass der auch mit 50 Ω > Eingangsimpedanz arbeitet)? Klar hat man das gleiche Verlust-Problem genauso auch in Richtung Empfänger. Aber niemand (außer den EMV Leuten) schließt eine "small Loop" an 50 Ohm an. Man betreibt sie beim Empfang aktiv aperiodisch mit Stromanpassung im Quasikurzschluss an einem Transimpedanzverstärker oder ergänzt sie mit einem C zu einem Schwingkreis, den man an einem hochohmigen Verstärker mit Spannungsanpassung betreibt. Nur beim Senden arbeitet man mit Leistungsanpassung und transformiert die 50 Ohm irgendwie (z. B. Mit kleiner Koppelwindung) auf die Loop Impedanz, um die Sendeleistung mit vertretbarem Wirkungsgrad abstrahlen zu können.
swl schrieb: > Man betreibt sie beim Empfang aktiv aperiodisch mit Stromanpassung im > Quasikurzschluss an einem Transimpedanzverstärker Gut, dann hat man aber die beschriebene aktive Antenne. > oder ergänzt sie mit > einem C zu einem Schwingkreis, den man an einem hochohmigen Verstärker > mit Spannungsanpassung betreibt. Wobei es bei Kurzwelle mit "hochohmig" schnell vorbei ist.
Wenn ich bei einer EME-Verbindung eine Antenne habe, die nur den "kalten Himmel" sieht, und die andere über einen Seitenzipfel die warme Erde, dann sind Sender und Empfänger nicht einfach vertauschbar. Ob man das reziprok nennt ist eine andere Frage. Nicht im Sinne eine nicht-reziproken Vierpols, das sind nur Zirkulatoren und ähnliches. Wenn das Nutzsignal in einer Richtung von Störungen überlagert ist, drückt sich das nicht in irgendwelchen Vierpolparametern aus.
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Christoph db1uq K. schrieb: > Wenn das Nutzsignal in einer Richtung von Störungen > überlagert ist, drückt sich das nicht in irgendwelchen Vierpolparametern > aus. Die Überlagerung von Störungen ist doch ein örtliches Phänomen und kein Paramater der Antenne. Die bleibt reziprok. So langsam wirds kindisch.
von swl schrieb: >Aber niemand (außer den EMV Leuten) schließt eine "small >Loop" an 50 Ohm an. Das stimmt so nicht, ein Empfänger kann auch 50 Ohm Eingangsimpedanz haben, je nach dem wie sich der Konstrukteur von dem Gerät so ausgedacht hat. > Man betreibt sie beim Empfang aktiv aperiodisch mit >Stromanpassung im Quasikurzschluss an einem Transimpedanzverstärker oder >ergänzt sie mit einem C zu einem Schwingkreis, den man an einem >hochohmigen Verstärker mit Spannungsanpassung betreibt. Kann man so machen, muß man aber nicht. Bei Funkgeräte ist es meistens so, daß der Sender 50 Ohm sehen möchte und der Empfänger auch eine Eingangsimpedanz von 50 Ohm hat. Und das ist ja auch sinnvoll so, weil man meistens ein 50 Ohm Koaxialkabel zwischen Antenne und Funkgerät benutzt. >Nur beim Senden arbeitet man mit Leistungsanpassung und transformiert >die 50 Ohm irgendwie (z. B. Mit kleiner Koppelwindung) auf die Loop >Impedanz, um die Sendeleistung mit vertretbarem Wirkungsgrad abstrahlen >zu können. Nein, es ist auch beim Empfang sinnvoll Leistungsanpassung herzustellen, um maximale Empfindlichkeit zu erreichen, wenn man auch sehr schwache Signale noch empfangen möchte. Es ist auch Leistungsanpassung wenn die die Antenne hochohmig ist und der Empfängereingang auch hochohmig ist. Das ist aber nur sinnvoll wenn die Antenne direkt ohne Kabel am Empfängereingang angeschlossen wird. Leistungsanpassung bedeutet algemein, das beide Impedanzen gleich sind, Quelle wie Empfänger, egal wieviel Ohm.
Günter Lenz schrieb: > Nein, es ist auch beim Empfang sinnvoll Leistungsanpassung > herzustellen, um maximale Empfindlichkeit zu erreichen, > wenn man auch sehr schwache Signale noch empfangen möchte. Nö, gerade in dieser Situation wählt man Rauschanpassung. Hat aber mit der Frage des Threads nichts mehr zu tun.
Günter Lenz schrieb: > Nein, es ist auch beim Empfang sinnvoll Leistungsanpassung > herzustellen, um maximale Empfindlichkeit zu erreichen, > wenn man auch sehr schwache Signale noch empfangen möchte Das wird auch durch ständige Wiederholung nicht richtiger. Löse dich endlch von deinem Leistungsanpassungsfetisch. Leistungsanpassung hat mit der Empfindlichkeit nichts zu tun, nur mit der optimalen Leistungsübertragung. Wie du eine Loopimpedanz aus wenigen Milliohm in Serie zu einem frequenzabhängigen XL breitbandig Leistungs-anpassen willst, würde ich von dir auch mal gerne erfahren.
Nichtverzweifelter schrieb: > Nö, gerade in dieser Situation wählt man Rauschanpassung. Wobei der Unterschied zwischen beiden nun nicht so groß ist. Heiner schrieb: > Leistungsanpassung hat mit der Empfindlichkeit nichts zu tun, nur mit > der optimalen Leistungsübertragung. Wobei natürlich auch die Empfangsantenne ihre Leistung an den Empfängereingang bringen muss. > Wie du eine Loopimpedanz aus wenigen Milliohm in Serie zu einem > frequenzabhängigen XL breitbandig Von breitbandig war im Thread bislang nicht die Rede.
Angehängte Dateien:
-
vlna144.png
270 KB
Jörg W. schrieb: > Nichtverzweifelter schrieb: >> Nö, gerade in dieser Situation wählt man Rauschanpassung. > > Wobei der Unterschied zwischen beiden nun nicht so groß ist. Naja. Hier beispielhaft der berühmte VLNA-144 von HA8ET mit Rauschanpassung, dabei S11=-2.74 dB also VSWR > 6 http://www.ha8et.hu/VLNA-144/index.htm
Der "Unterschied" ist oft entscheidend, siehe Satempfang.
Jörg W. schrieb: >> Wie du eine Loopimpedanz aus wenigen Milliohm in Serie zu einem >> frequenzabhängigen XL breitbandig > > Von breitbandig war im Thread bislang nicht die Rede. Auch wenn man nicht breitbandig anpassen will, wird das schwerfallen. Ein L-C Anpassnetzwerk, das eine Impedanz von angenommen Z = R + jXL = 0,2 Ohm + j3000 Ohm verlustarm an einen üblichen 50 Ohm Sender anpasst ist ziemlich unrealistisch. Darum findet man zum Senden fast ausschließlich Schwingkreis-Loops, die mit einer kleinen Koppelschleife 50 Ohm in den Schwingkreis der Hauptschleife eintransformieren. Der Wirkungsgrad ist dabei nicht gerade berauschend.
HF-Ingenieur schrieb: > Richtig. Die meisten Funkamateure die hier rumhängen sind reine > Praktiker, die haben keine Vorlesung zu Grundlagen der HF-Technik gehört > und entsprechend schreibt man bestenfalls aneinander vorbei. Manches > scheint leider auch bewusst destruktives Missverstehen-Wollen zu sein. Da hat wohl einer die FA-Prüfung nicht bestanden und zieht jetzt über Funkamateure her. Sich selbst zu erheben, indem man andere kleiner macht, hat noch nie funktioniert. Wenn du sonst nichts zum Thema beitragen kannst, pack ein.
von swl schrieb: >Darum findet man zum Senden fast ausschließlich Schwingkreis-Loops, die >mit einer kleinen Koppelschleife 50 Ohm in den Schwingkreis der >Hauptschleife eintransformieren. Der Wirkungsgrad ist dabei nicht gerade >berauschend. Und die funktioniert ohne Probleme auch umgekeht zum Empfang an einen 50 Ohm Empfängereingang. Man hat dann damit Anpassung in beiden Richtungen. Auch wenn du der Meinung bist, daß man das nicht macht.
Günter Lenz schrieb: > Auch wenn du der Meinung bist, daß man das nicht macht. Es ging ja eher um den Unterschied, dass man zum Empfang (zumindest auch) Loops mit mehreren Windungen dünnen Drahts benutzt, diese aber zum Senden nicht genommen werden. Dass sich die Loop mit nur einer Windung umkehren lässt, dürfte unstrittig sein.
Günter Lenz schrieb: > Und die funktioniert ohne Probleme auch umgekeht zum Empfang > an einen 50 Ohm Empfängereingang. Man hat dann damit Anpassung > in beiden Richtungen. > Auch wenn du der Meinung bist, daß man das nicht macht. Wenn du mit dem wenige KHz breiten Empfangsbereich, der zudem mühselig von Hand abgestimmt werden muss, zufrieden bist, dann mach das so. Ich wäre nicht zufrieden.
von Jörg W. (dl8dtl) schrieb: >Es ging ja eher um den Unterschied, dass man zum Empfang (zumindest >auch) Loops mit mehreren Windungen dünnen Drahts benutzt, diese aber zum >Senden nicht genommen werden. Dünner Draht bedeutet schlechter Wirkungsgrad, also die Güte ist dann schlechter. Und mehrere Windungen bedeutet extrem hoher Resonanzwiderstand. Beim Senden braucht man dann sehr hohe Spannungen um da dann noch einigermaßen Leistung hineinzubekommen. Bei nur einer Windung hat man ja schon mehrere kV. Aber auf Langwelle 135,7 - 137,8 kHz würde ich mehrere Windungen beim Senden benutzen, da macht daß wieder Sinn.
von swl schrieb: >Wenn du mit dem wenige KHz breiten Empfangsbereich, der zudem mühselig >von Hand abgestimmt werden muss, zufrieden bist, dann mach das so. Ich >wäre nicht zufrieden. Es gibt Kurzwellenradios wo sich die Hersteller nicht besonders viel Mühe mit gemacht haben, die haben jede Menge Pfeifstellen und Spiegelfrequenzempfang, da wirkt so eine schmalbandige Antenne Wunder. Der Empfang wird dann deutlich sauberer. Aber es muß jeder selber wissen wie er es gerne möchte.
Günter Lenz schrieb: > Dünner Draht bedeutet schlechter Wirkungsgrad, also > die Güte ist dann schlechter. Und mehrere Windungen > bedeutet extrem hoher Und das gilt beim Senden und beim Empfangen gleichermaßen.
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