ANTENNENANPASSUNG HEUTE Ein Vortrag von Heinz Bolli, HB9KOF Ham Radio Friedrichshafen

1. ANTENNENANPASSUNG HEUTE Ein Vortrag von Heinz Bolli, HB9KOF Ham Radio Friedrichshafen 27. Juni 2009 Bild: DO1MDE (c) HB9KOF 2009

2. ANTENNENANPASSUNG HEUTE • Ich widme diesen Vortrag meiner lieben Frau Ruth, welche während dessen Erarbeitung gar manche Abende auf mich verzichten musste. • Themata: • Antennen • Speiseleitungen • Anpassung: warum, wie, wo • Nicht-Resonante Antennen (c) HB9KOF 2009

3. ANTENNENANPASSUNG HEUTEVorwort I Die „richtige“ Anpassung von Antennen- und/oder Speiseleitungsimpedanzen beschäftigt die Funkamateure seit jeher. Dies ist verständlich, geht es doch einerseits darum, „sein“ Sendesignal möglichst wirkungsvoll zur Abstrahlung zu bringen, andererseits aber auch empfangsmässig ja kein dB zu verlieren. Dieser Vortrag soll die Zuhörer dafür sensibilisieren, Sende- oder Empfangsan-lagen samt Antennen und Speiseleitungen als System zu betrachten. Nur so ist es möglich, die verschiedenen darin zusammenwirkenden Komponenten mit deren unterschiedlichen Bedürfnissen und Eigenschaften so miteinander zu kombinieren, dass sowohl technisch als auch qualitativ bestmögliche Ergebnis-se resultieren, gleichzeitig aber auch der finanzielle Aufwand im Rahmen bleibt. Betrachtet man die Dinge von Grund auf stellt man bald einmal fest, dass leider gar manches „Wissen“ auf Wunschdenken oder Fehlschlüssen basiert. Ist irren auch menschlich, wird es aber doch spätestens dann problematisch, wenn sol-cherart „Tatsachen“ zu Dogmen erhoben werden. (c) HB9KOF 2009

4. ANTENNENANPASSUNG HEUTEVorwort II Das richtige Verständnis der zugegebenermassen komplexen Vorgänge ist aber nur dort möglich, wo die Bereitschaft besteht, sich neuen Denkansätzen nicht zu verschliessen. Der Amateurfunk ist nun einmal eine technisch-wissen-schaftliche Disziplin und in dieser hängt der Fortschritt nicht zuletzt von der Bereitschaft ab, gelegentlich auch Herkömmliches zu hinterfragen. Wenngleich das Vortragsthema ANTENNENANPASSUNG HEUTE heisst, kom-men wir nicht darum herum, uns vorerst mit den verschiedenen Komponenten des Systems zu befassen. Lassen Sie mich daher den Bogen etwas weiter spannen und Ihnen auch zu Antennen und Speiseleitungen ein paar grundsätz-liche Informationen vermitteln. Damit soll der Einstieg ins Hauptthema Anpas-sung erleichtert werden. Den Schluss des Vortragsteils bilden einige Gedanken zum Thema „Nichtresonante Antennen“ und hernach bleibt hoffentlich auch noch etwas Zeit für eine kurze Diskussion. (c) HB9KOF 2009

5. ANTENNEN DEFINITION / FUNKTIONSWEISE Definition: Eine Antenne ist ein elektrische und magnetische Felder zulassender Leiter, der elektromagnetische Wellen aussendet oder empfängt. Funktionsweise Eine Antenne ist ein Resonanzgebilde. Dessen Ent-stehung zeigt die Grafik anhand einer Dipolantenne. Diese erzeugt bzw. empfängt sowohl elektrische, als auch dazu senkrecht stehende magnetische Felder. Man kann sich diese Antenne auch als „entarteten“ Schwingkreis oder Resonanzkreis, bestehend aus Kondensator und Spule, vorstellen. Grafik: Wikipedia (c) HB9KOF 2009

6. ANTENNEN PARAMETER • Die hauptsächlichen elektrischen Antennenparameter sind: • Impedanz • Strahlungswiderstand • Verlustwiderstand • Wirkungsgrad • Richtfaktor • Gewinn • Bandbreite • Im Rahmen dieses Vortrages interessieren im Besonderen folgende Parameter: • Antennenimpedanz • Antennenwirkungsgrad (c) HB9KOF 2009

7. ANTENNEN-IMPEDANZAllband-Dipol Impedanzverlauf eines Dipols von 30m Länge, 15m über Grund (Quelle ARRL) f (MHz) Antennen- Impedanz (Ω) 1.8 4.5 – j1673 3.8 38.9 – j362 7.1 481 + j964 10.1 2584 – j3292 14.1 85.3 – j23 18.1 2097 + j1552 21.1 345 – j1073 24.9 202 + j367 28.4 2493 – j1375 Folgerungen: Die Antennenimpedanz ändert mit der Frequenz. Der Realteil ergibt sich aus der Antennen-länge und -höhe in λ und dem Speisepunkt. Der Blindwiderstand entspricht der Ablage von der Resonanzfrequenz. (Negative Vorzeichen bedeuten einen kapaziti-ven, positive einen induktiven Blindwiderstand) (c) HB9KOF 2009

8. ANTENNEN-IMPEDANZ160m-Dipol Impedanz- und SWR-Verlauf eines Dipols von 75,76m Länge, 20m über Grund f (MHz) Antennen- Impedanz (Ω) 1.80 24.5 – j104.4 1.82 25.8 – j84.0 1.84 27.2 – j63.5 1.86 28.6 – j43.1 1.88 30.1 – j22.7 1.90 31.7 – j2.2 1.92 33.4 + j18.2 1.94 35.1 + j38.8 1.96 36.9 + j59.4 1.98 38.8 + j80.0 2.00 40.8 + j100.7 (c) HB9KOF 2009

9. Strahlungswiderstand Wirkungsgrad = x 100 Strahlungswiderstand + Verlustwiderstand ANTENNENWIRKUNGSGRAD • Relevante Parameter: • Strahlungswiderstand • Verlustwiderstand • Die ideale Antenne weist keine Verlustwiderstände auf und erreicht so einen Wirkungsgrad von 100% nach folgender Formel: • Der Strahlungswiderstand entspricht dem Teil der Antennenimpedanz, der die zugeführte elektrische Leistung in elektromagnetische Strahlung umsetzt. • Die Verlustwiderstand setzt sich zusammen aus den ohmschen Verlusten der Antennenleiter, den Verlusten wegen des Skin-Effektes, den dielektrischen Verlusten weiterer Antennen-Baustoffe, sowie allfälligen Erdverlusten. In ihm wird die zugeführte elektrische Leistung in Wärme umgewandelt. (c) HB9KOF 2009

10. ANTENNENSCHLUSSFOLGERUNGEN • Antennen sind zu verstehen wie Schwingkreise • Ihre Impedanz ändert mit der Frequenz (bei konstanter Antennenlänge) • Die Antennenimpedanz unterliegt auch Umgebungseinflüssen • Resonanz definiert sich durch das Fehlen von Blindwiderständen, d.h. bei Resonanz ist die Impedanz rein reell • Der Wirkungsgrad hängt ausschliesslich ab vom Verhältnis zwischen Strahlungs- und Verlustwiderstand • Die Antennenlänge ist ohne relevante Bedeutung für den Wirkungsgrad (c) HB9KOF 2009

11. SPEISELEITUNGENGENERELLES • Speiseleitungen transportieren Energie vom Sender zur Antenne, bzw. von der Antenne zum Empfänger • Wir unterscheiden zwischen: • koaxialen Speiseleitungen • offenen Speiseleitungen • Beide weisen spezifische Eigenschaften auf. Uns interessieren heute: • Impedanz in Ohm • Verlust in dB • Impedanzrichtig betriebene oder korrekt angepasste Speiseleitungen präsentieren an ihrem jeweiligen Ausgang den selben Impedanzwert wie am Eingang und zeitigen die geringst möglichen Verluste. • Fehlangepasste Speiseleitungen transformieren die Eingangsimpedanz je nach Leitungslänge und SWR und weisen SWR-bedingte Zusatzverluste auf. (c) HB9KOF 2009

12. SPEISELEITUNGENGEGENÜBERSTELLUNG Koaxiale Speiseleitungen Vorteile Geschlossener Aufbau Problemlose Verlegung Keine Antennenwirkung (sofern keine Mantelwellen) Offene Speiseleitungen Vorteile Geringere Verluste als koaxiale Leitg Geringe Zusatzverluste bei hohem SWR Nachteile Höhere Verluste als offene Leitungen Hohe Zusatzverluste bei hohem SWR Nachteile Verlegung u.U. problematisch Geringe Antennenwirkung (sofern gleiche Leiterströme) (c) HB9KOF 2009

13. SPEISELEITUNGENTRANSFORMATIONSEFFEKTE Dipol, l=30m, H=15m f (MHz) Antennen- Impedanz (Ω) 1.8 4.5 – j1673 3.8 38.9 – j362 7.2 481 + j964 10.1 2584 – j3292 14.1 85.3 – j23 18.1 2097 + j1552 21.1 345 – j1073 24.9 202 + j367 28.4 2493 – j1375 30m 600Ω- Feeder (Ω) 2.3 – j35.9 260 – j1616 160 – j381 393 – j1423 99.5 – j197 164 + j386 83.4 + j10.2 468 + j786 819 + j1264 SWR Ant / TX 655 / 250 21 / 19 5.1 / 5.0 11 / 10 7.0 / 6.7 5.5 / 5.3 7.7 / 7.2 4.2 / 4.0 5.5 / 5.2 30m Koax RG213 (Ω) 1.6 + j8.8 7.8 – j70.3 14.6 – j83 82.4 – j207 34.9 – j16.4 5.9 – j2.4 68 – j14 9 + j2.6 8.6 + j18.3 SWR Ant / TX 1818 / 36 63 / 17 49 / 12 134 / 12 1.9 / 1.7 65 / 8.4 73 / 7.9 18 / 5.6 65 / 6.7 (c) HB9KOF 2009

14. SPEISELEITUNGENSWR / VERLUSTE Dipol, l=30m, H=15m f (MHz) Antennen- Impedanz (Ω) 1.8 4.5 – j1673 3.8 38.9 – j362 7.2 481 + j964 10.1 2584 – j3292 14.1 85.3 – j23 18.1 2097 + j1552 21.1 345 – j1073 24.9 202 + j367 28.4 2493 – j1375 30m Feeder 600Ω SWR Verluste Ant / TX (dB) 655 / 250 0.02 + 6.50 21 / 19 0.03 + 0.30 5.1 / 5.0 0.05 + 0.05 11 / 10 0.06 + 0.25 7.0 / 6.7 0.07 + 0.16 5.5 / 5.3 0.08 + 0.15 7.7 / 7.2 0.09 + 0.25 4.2 / 4.0 0.09 + 0.11 5.5 / 5.2 0.10 + 0.18 30m RG 213 50Ω SWR Verluste Ant / TX (dB) 1818 / 36 0.23 + 26 63 / 17 0.36 + 5.2 49 / 12 0.52 + 5.2 134 / 12 0.64 + 9.7 1.9 / 1.7 0.78 + 0.15 65 / 8.4 0.90 + 8.0 73 / 7.9 0.99 + 8.7 18 / 5.6 1.1 + 4.0 65 / 6.7 1.2 + 8.8 (c) HB9KOF 2009

15. SPEISELEITUNGENSWR-BEDINGTE ZUSATZ VERLUSTE • Stehende Wellen sind die Folge von Reflektionen an der Last, als Folge fliesst ein Teil der Energie zurück in Richtung Quelle • Bei der Quelle erfolgt eine Re-Re-flektion, die Energie wird wieder in Richtung Verbraucher geschickt • Die ursprünglich Energiemenge legt so den Weg durch die Speiseleitung mehrfach zurück • Jeder Durchlauf der Speiseleitung führt zu Verlusten, mehrfache Durch-läufe demzufolge zu mehrfachen Verlusten oder eben Zusatzverlusten Grafik: ARRL (c) HB9KOF 2009

16. SPEISELEITUNGENVERLUSTBILANZ @ PIN = 1kW Dipol, l=30m, H=15m f (MHz) Antennen- Impedanz (Ω) 1.8 4.5 – j1673 3.8 38.9 – j362 7.2 481 + j964 10.1 2584 – j3292 14.1 85.3 – j23 18.1 2097 + j1552 21.1 345 – j1073 24.9 202 + j367 28.4 2493 – j1375 30m Feeder 600Ω Verluste POUT (dB) (kW) 0.02 + 6.50 0.214 0.03 + 0.30 0.926 0.05 + 0.05 0.980 0.06 + 0.25 0.935 0.07 + 0.16 0.952 0.08 + 0.15 0.952 0.09 + 0.25 0.926 0.09 + 0.11 0.952 0.10 + 0.18 0.935 30m RG 213 50Ω Verluste POUT (dB) (kW) 0.23 + 26 0.002 0.36 + 5.2 0.278 0.52 + 5.2 0.270 0.64 + 9.7 0.093 0.78 + 0.15 0.806 0.90 + 8.0 0.128 0.99 + 8.7 0.108 1.10 + 4.0 0.313 1.20 + 8.8 0.100 (c) HB9KOF 2009

17. SPEISELEITUNGENSCHLUSSFOLGERUNGEN • Speiseleitungen dienen ausschliesslich dem Energietransport, jede Antennenwirkung (strahlende Speiseleitung) ist unerwünscht • Antennenwirkung deutet immer auf Fehler in der Zusammenschaltung mit Energielieferant und/oder Energieverbraucher hin • Offene Speiseleitungen weisen wegen nicht zu vermeidender Unsymmetrien immer eine geringe Antennenwirkung auf • Das SWR führt nie zu einer strahlenden Speiseleitung • Jede Speiseleitung weist Verluste auf, koaxiale Leitungen zeitigen in der Regel höhere Verluste als offene Speiseleitungen • Jedes SWR grösser als 1:1 führt zu Zusatzverlusten, welche bei höher-en SWR erheblich und bei sehr hohen SWR untragbar werden können (c) HB9KOF 2009

18. ANPASSUNGGRUNDSÄTZLICHES • Wie überall in der Elektrotechnik gilt auch bei HF-Systemen der Grundsatz, wo-nach ein maximaler Energietransfer dann stattfindet, wenn die Ausgangsimpe-danz der Quelle der Eingangsimpedanz der Last entspricht • Ist dies so, sprechen wir von Anpassung, anderenfalls von Fehlanpassung • Leistungsanpassung zwischen den einzelnen Stufen einer Sendeanlage ist eine wesentliche Voraussetzung für deren optimale Funktion • Für Benutzer industriell gefertigter Geräte wird dieser Umstand erst bei der Ver-bindung von Transceiver und Antenne relevant. Heutige Transceiver zeigen Ausgangsimpedanzen von 50Ω und verlangen nach ebensolchen Lastimpedan-zen. Dazu passend gibt es Koaxialkabel mit Wellenwiderständen von 50Ω • Antennenimpedanzen betragen in den wenigsten Fällen exakt 50Ω • Sehr oft sind Antennen-, bzw. Speiseleitungsimpedanzen, zudem noch komplex, d.h. mit mehr oder weniger grossen Blindanteilen behaftet. Deren Kompensation ist üblicherweise ebenfalls eine Aufgabe des Anpass-Netzwerkes (c) HB9KOF 2009

19. ANPASSUNGWARUM • Speist ein Generator eine Last, wird dieser dann das Maximum an Leistung zuge-führt, wenn der Innenwiderstand des Generators dem Lastwiderstand entspricht. • Beispiel: Folgen von Anpassung / Fehlanpassung in einem 50Ω-System, ausge- legt auf eine nominelle Ausgangsleistung von 100W: Uo = Generatorspannung Ri = Innenwiderstand Quelle Ra = Lastwiderstand Ua = Lastspannung Ia = Laststrom Po = Generator-Verlustleistung Pa = Ausgangsleistung Ptot = Gesamtleistung (c) HB9KOF 2009

20. ANPASSUNG „WARUM“FEHLANPASSUNG / STEHENDE WELLEN • Bei Fehlanpassung wird Leistung reflektiert • Reflektierte Leistung führt durch Interferenz zu stehenden Wellen (SWR) • Hohe SWR können zu gefährlichen Spannungen und Strömen führen • Stehende Wellen führen u.a. zu teilweise erheblichen Zusatzverlusten auf Speiseleitungen, bzw. zu tiefen Speiseleitungs-Wirkungsgraden Quelle (z.B. Sender) Last (z.B. Antenne) Grafik: Wikipedia (c) HB9KOF 2009

21. ANPASSUNG „WARUM“SCHLUSSFOLGERUNGEN • Nur die korrekte Anpassung der Quellen-Ausgangsimpedanz an die Last-Eingangsimpedanz führt zu maximaler Leistungsausbeute • Dies gilt für den Übergang vom Sender auf das Speisekabel ebenso wie für die Verbindung von Speisekabel und Antenne • Auch unkompensierte Reaktanzen (Blindwiderstände, z.B. von nicht-resonanten Antennen) führen zu Fehlanpassung. Sie sind möglichst zu eliminieren, allenfalls zu kompensieren (c) HB9KOF 2009

22. ANPASSUNG WIE • Zur Impedanzanpassung eignen sich folgende Methoden: • Anpassung mit „normalem“ Transformator • Anpassung mit Leitungstransformator • Anpassung mit HF-Leitungen (Stub-Matching) • Anpassung mit Transformationsgliedern aus Blindwiderständen (Reaktanzen), d.h. mit L/C-Netzwerken, „Antennentuner“) (c) HB9KOF 2009

23. N1 N2 N1:N2 =1:2 Ri:Ra = 1:4 Bild 1: Transformator für unsymmetrische Last N1 N2 N1:N2 =1:2 Ri:Ra = 1:4 Bild 2: Transformator für symmetrische Last ANPASSUNG „WIE“MIT TRANSFORMATOR • Einfacher Aufbau mit Luftspulen oder mit magnetischen Werk-stoffen (Eisenpulver- / Ferrit) • Widerstandstransformation im Quadrat des Wicklungsver-verhältnisses • Geeignet auch zum Symmetrieren (Balun) • Nachteil: relativ frequenzabhängig (eingeschränkte Bandbreite) • Nachteil: magnetische Sättigung bei Eisenpulver- / Ferritkernen • Nachteil: Nur bedingt geeignet bei reaktiven Lasten (c) HB9KOF 2009

24. ANPASSUNG „WIE“MIT LEITUNGSTRANSFORMATOR I • Einfacher Aufbau, in der Regel auf Ring- oder Stabkerne aus magnetischen Werkstoffen (Eisenpulver / Ferrit) • Vorteil: Grosse Bandbreite (z.B. 1-1000 MHz) • Vorteil: Kaum magnetische Sättigung • Geeignet auch zum Symmetrieren (Balun) • Nachteil: Übersetzungsverhältnis nur im Quadrat ganzer Zahlen • WICHTIG: Ein- und Ausgangsimpedanz müssen der Wicklungsimpedanz entsprechen • WICHTIG: Nicht geeignet zur Symmetrierung und / oder Anpassung (Transformation) reaktiver Lasten (Sättigungsgefahr) (c) HB9KOF 2009

25. Bild 1: Trafokopplung, Eingang un-symmetrisch, Ausgang symmetrisch Bild 2: Trafokopplung, Eingang un-symmetrisch, Ausgang unsymmetrisch Bild 3: Leitungstrafo, Eingang un-symmetrisch, Ausgang unsymmetrisch Bild 4: Leitungstrafo, Eingang un-symmetrisch, Ausgang symmetrisch ANPASSUNG „WIE“MIT LEITUNGSTRANSFORMATOR II • Herleitung des Leitungstransformators: (c) HB9KOF 2009

26. ANPASSUNG „WIE“ MIT HF-LEITUNGEN (Stub Matching) Der Vollständigkeit halber seien erwähnt (aber nicht näher erläutert): • Anpassschaltungen aus HF-Leitungen bestehen aus Leiterstücken < λ/4 • Viertelwellentransformator • Transformationsleitung mit Stichleitung • Serien-Transformationsleitung • 1:4 Transformation mit λ/2 Umwegleitung (c) HB9KOF 2009

27. ANPASSUNG „WIE“MIT REAKTANZEN (Antennentuner) • Mit Reaktanzen im Anpassnetzwerk lassen sich auf- und abwärts transformie-rende Anpassschaltungen realisieren, welche zugleich die Blindwiderstände der Last kompensieren können. • Solcherart Anpassung nennt man „komplex konjugierte Anpassung“. • Damit ist gemeint, dass eine Kompensation einer negativen Reaktanz durch einen positiven Bildwiderstand erfolgt und umgekehrt. Da sich so die positiven und negativen Vorzeichen aufheben, ist das „System“ hernach reaktanzfrei. • BekannteAnpassschaltungen sind u.a.: • L/C-Hochpass • L/C-Tiefpass • Pi-Netzwerk • T-Netzwerk (c) HB9KOF 2009

28. Umschaltbares L/C-Netzwerk mit nur zwei variablen Elementen (Tiefpass) Der Kondensator liegt immer am Anschluss mit der höheren Impedanz ANPASSUNG „WIE“ mit L/C-Hoch-/Tiefpass • Einfache Schaltung, nur 2 Elemente • Mit festen Elemente (Spulen / Konden-satoren) für eine Frequenz und für fixe Ein- / Ausgangsimpedanzen geeignet • Mit variablen Elementen grosser An-passbereich betr. Frequenzen und be-dingt auch betr. Ein- / Ausgangsimpe-danzen. Kompensation von Blindanteilen der Lastresonanz möglich • Eindeutiger Anpasspunkt • Nachteil: Nur Auf- oder Abwärtstrans-formation möglich, daher Umschaltung nötig • Nachteil: Nur bedingt zu Anpass-Verän-derungen unter Last geeignet (c) HB9KOF 2009

29. ANPASSUNG „WIE“ mit Pi- oder T-Netzwerk • Vorteile Pi-Glied: • Dank Tiefpasscharakteristik gute Oberwellendämpfung • Weiter Anpassbereich Nachteil Pi-Glied: • Je nach Anpassverhältnissen grosse, unhandliche Werte der variablen Elemente • Erfordernis für zuschaltbare Kapazität (Nicht zu Anpass-Veränderungen unter Last geeignet) • Durch Mehrdeutigkeit variable Kreisgüte, Wirkungsgradkontrolle nötig Vorteil T-Glied: • Grosser Anpassbereich ohne Umschaltung. Nachteil T-Glied: • Durch Mehrdeutigkeit variable Kreisgüte, Wirkungsgradkontrolle nötig (c) HB9KOF 2009

30. Bild 2:Erweitertes Pi-Netzwerk (Drake MN-4) Bild 1: Pi-Netzwerk (Collins Filter) Bild 3: Geschaltetes Pi-Netzwerk (SGC) ANPASSUNG „WIE“ mit Pi-Netzwerk Beispiele für Pi-Netzwerke: (c) HB9KOF 2009

31. Bild 1: T-Netzwerk allgemein Bild 2: T-Netzwerk des MFJ 971 ANPASSUNG „WIE“ mit T-Netzwerk Beispiele für T-Netzwerke: (c) HB9KOF 2009

32. ANPASSUNG „WIE“SCHLUSSFOLGERUNGEN I Es gibt verschieden Methoden zur Impedanzanpassung: 1. Transformatoren • Vorteil: Einfache Bauweise • Nachteil: Geringe Frequenzbandbreite, feste Impedanzverhältnisse, problematisch bei reaktiven Lasten, keine Reaktanzkompensation 2. HF-Leitungen • Vorteil: Einfache Bauweise, insbesondere bei hohen Frequenzen, Reaktanzkompensation möglich • Nachteil: Unhandlich bei tiefen Frequenzen, kann bedeutende Verluste bringen (z.B. bei langen Koaxialleitungen mit hohen SWR), geringe Frequenzbandbreite, feste Impedanzverhältnisse (c) HB9KOF 2009

33. ANPASSUNG „WIE“SCHLUSSFOLGERUNGEN II 3. LC-Hoch-, bzw. Tiefpässe • Vorteil: Einfache, eindeutige Einstellbarkeit, mit variablen Elementen für variable Frequenzen / Impedanzen verwendbar. Reaktanzkompensation möglich • Nachteil: Bei Impedanzsprüngen >/< 50Ω Umschaltung erforderlich, nicht unter Last umschaltbar 4. Pi-Netzwerke • Vorteil: Mit variablen Elementen für variable Frequenzen / Impedanzen verwendbar. Reaktanzkompensation möglich • Nachteil: Je nach Anpassverhältnissen unhandliche Werte der Reaktanzen, daher oft Erfordernis für zuschaltbare Kapazität. Nicht unter Last schaltbar • Durch Mehrdeutigkeit variable Kreisgüte, Wirkungsgradkontrolle nötig (c) HB9KOF 2009

34. ANPASSUNG „WIE“SCHLUSSFOLGERUNGEN III 5. T-Netzwerke • Vorteil: Mit variablen Elementen für variable Frequenzen / Impedanzen verwendbar • Vorteil: Weite Anpassbereiche ohne Schaltvorgänge nutzbar (Frequenz, Impedanzen, Reaktanzen) • Vorteil: Last-Reaktanzkompensation möglich • Vorteil: Trotz weitem Frequenz- und Impedanz-Anpassbereich moderate Werte für die variablen Elemente • Nachteil: Durch Mehrdeutigkeit variable Kreisgüte, Wirkungsgradkon-trolle nötig (c) HB9KOF 2009

35. ANPASSUNGWO Grundsätzlich: • Anpassung ist dort nötig, wo Impedanzsprünge auftreten • Je näher die Anpassung am Ort des Impedanzsprunges, desto höher deren Nutzen in Form minimierter Verluste in Kabeln und Systemen • Je nach Antennensituation ruft die heute gebräuchliche 50Ω-Technik nach der Verlegung des Anpasspunktes hin zur Antenne • Stehen dem technische oder finanzielle Gründe entgegen, ist auf die Verwendung möglichst verlustarmer Leitungen zu achten • Die Einführung offener Speiseleitungen in den Wohn- oder Stations-bereich ist wegen deren u.U. starken Antennenwirkung oft problema-tisch. • Koaxiale Leitungen sind im Wohn- und Stationsbereich optimal, bedingen aber oft ein Anpassnetzwerk beim Übergang auf eine offene Speiseleitung (c) HB9KOF 2009

36. ANPASSUNGSYMMETRISCHER ANTENNEN • Auch hier gilt: Anpassung ist dort nötig, wo Impedanzsprünge auftreten • Zusätzlich zur Anpassung kommt aber die Forderung zur Symmetrierung • Symmetrierung heisst nichts anderes als „erdfrei-machen“ der Speiseleitung • Werden Balune verwendet, gehören diese generell auf die 50Ω-Seite, da Balune nur dann definiert arbeiten können, wenn deren Anschlussimpedanz der Wicklungsimpedanz entspricht. Im Übrigen vertragen Balune Blindströme schlecht (Sättigungsgefahr > Intermodulation > Überhitzung > Schaden) • Jedes Anpassgerät mit Ausgangsbalun (in der Regel 1:4) ist ein Kompromiss, der technisch nur nachteilig, hingegen preislich etwas günstiger ist • Die Art des Anpass-Netzwerkes ist nicht von Bedeutung, wenn die Antenne, bzw. die Speiseleitung, wegen der Trennwirkung des Baluns keine Erde mehr „sieht“ • Ein „symmetrischer Aufbau“ mit Doppelrollspulen und „gleichen“ Kapazitäten zwischen den Leitern ist demzufolge nicht nötig, so sehr dies auch immer wieder behauptet wird (c) HB9KOF 2009

37. NICHTRESONANTE ANTENNEN • Wo die Verhältnisse keine Antennenfarmen mit Monobandern zulassen, können Nichtresonante-Antennen sehr interessante Möglichkeiten erschliessen • Aufbau als Monopol über guter Bezugsfläche oder als Dipol möglich • Antennenlänge ist nicht bedeutsam für den Antennen-Wirkungsgrad, alleine entscheidend ist das Verhältnis von Strahlungswiderstand zu Verlustwiderstand • Sind die möglichen Baudimensionen beschränkt, nützen Sie diese doch voll aus! • Achten Sie wegen der zu erwartenden hohen SWR auf sehr verlustarme Speise-leitungen • Gönnen Sie Ihrem Antennensystem eine „gute“ und vor allem verlustarme Anpassung • Bedenken Sie, dass Amateurfunk Experimentalfunk ist und dass gutes Engineering die Erreichung des Bestmöglichen mit den zur Verfügung stehenden Mitteln bedeutet • Freuen Sie sich über so entstandene, gute und innovative Lösungen • Freuen Sie sich über jedes QSO. Ihre Verbindungen sind „hochwertiger“ als diejenigen der Kollegen, die über nahezu unbeschränkte Möglichkeiten verfügen • Ob mit resonanten oder nichtresonanten Antennen: FREUEN SIE SICH DES LEBENS! (c) HB9KOF 2009

38. ANTENNENANPASSUNG HEUTESCHLUSS Drei Dinge hab ich noch: Bei denjenigen Zuhörern, denen schon vor meinen Ausführungen alles klar war, möge keine Langeweile aufgekommen sein. Fühlen Sie sich bestätigt? Dann för-dert dies sicher Ihr Wohlbefinden. Gab‘s ein paar Denkanstösse? Dann fühle ich mich bestätigt  Denjenigen Zuhörern, denen ich zum einen oder anderen „Aha-Erlebnis“ verhel-fen konnte, gratuliere ich, sie haben verstanden worum es mir ging… Doch all denjenigen, bei denen nun auch noch die letzte Klarheit sich verflüchtigt hat, will ich nachfolgende tröstliche Geschichte mit auf den Weg geben: … und eine Stimme sprach zu mir aus dem Chaos: Lächle, und sei froh, denn es könnte Alles noch viel schlimmer kommen! So lächelte ich und war froh… Und es kam Alles noch viel schlimmer! Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ihr Heinz Bolli, HB9KOF