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Hallo zusammen,

ich möchte das im Folgenden beschriebene, hochinteressante Experiment durchführen um mich erst einmal mit elektromagnetischen Wellen experimentell vertraut zu machen und mich damit dem Thema "Funk" anzunähern.

Links im Bild ist ein Messsender (Hochfrequenz-Generator) des Typs smy 02 rohde & schwarz von mir dargestellt, mit dem ich auf einer maximalen (Sinus-)Frequenz von 2080 MHz arbeiten möchte. Eine elektromagnetische Wellen mit dieser Frequenz besitzt bekanntlich die oben angegebene Wellenlänge von rund 14 cm.

An den Messsender schließe ich über zwei Leitungen (Messequippment des Generators) zwei Kupferdrähte wie dargestellt in "Dipol-Manier an".
Dieselbe Antennenanordnung dient rechts im Bild als Empfangsantenne, an die ich ein Spektrumanalyzer anschließen werde.

Meine erste Frage: Vom Standpunkt der Sendeantenne (Kupferdrähte) würde ich die Länge der Kupferdrähte zu Lambda, also 14 cm wählen, um optimal die Wellen abzustrahlen. Würdet ihr dem beipflichten bezogen auf die oben dargestellte Antennenanordnung?

Gruß
Eugen

Sorry, hier noch meine Zeichnung:

Markus

Hallo,
....genau wie früher die Funkpioniere
Vorher die Theorie zu kennen (Antennenanpassung z.B.) wäre besser als einfach loszulegen. Auch solltest du die Spielregeln der Bundesnetzagentur kennen.
Grüße
Hartwig

» Sorry, hier noch meine Zeichnung:
»
» Markus
»
»

Was Hartwig sagte ist erstmal richtig und auch zu bedenken.
Wenn du also deine Experimente in geeigneten Räumen durchführst, dann mach das mal so und danach außerdem mit der gleichen Versuchsanordnung bei 1040 MHz.

» Hallo,
» ....genau wie früher die Funkpioniere
» Vorher die Theorie zu kennen (Antennenanpassung z.B.) wäre besser als
» einfach loszulegen. Auch solltest du die Spielregeln der
» Bundesnetzagentur kennen.
» Grüße
» Hartwig

Ja, ja, erst die Theorie, dann der Spaß
Nur an solch teure Geräte kommt man nicht jeden Tag heran. Da sollte man schon mal die Chance nutzen.

Eine andere Baustelle sind vermutlich auch die Zuleitungen vom Generator zur Sendeantenne. Das heißt, für eine optimale Abstarhlung, müssten die auch noch "angepasst" werden, oder?

Die Geräte und mein Versuchsaufbau stehen übrigens in der Hochspannungshalle. Sollte also keine Probleme mit der Bundesnetzagentur geben

Angenommen, ich fasse den Hochfrequenzgenerator samt den Zuleitungen als Sendeendstufe auf, wie kann ich den Anpasswiderstand der Antenne für den Rhode&Schwarz-Generators bestimmen?
Antennen für handelsübliche Sendeendstufen werden beispielsweise auf 50 Ohm angepasst.

Wie bestimme ich also diese "50 Ohm" des Generators?

Eugen-Markus

Der Generator wird schon einen 50 Ohm Ausgang haben, nur ist der asymmetrisch (coax), und die Antenne hat wohl nicht 50 Ohm und ist symmetrisch....eben Grundlagen...

» Der Generator wird schon einen 50 Ohm Ausgang haben, nur ist der
» asymmetrisch (coax), und die Antenne hat wohl nicht 50 Ohm und ist
» symmetrisch....eben Grundlagen...

Jo Danke,

brauche aber noch etwas Hilfe bei HF-Signalgeneratoren.
Ist das generell so, dass die Ausgänge von HF-Generatoren auf 50 Ohm angelegt sind?

Ist der Ausgangswiderstand des Koax-Ausganges des Generators gleich dem Innenwiderstand?

Danke für Deine Mühe

Markus

» » Der Generator wird schon einen 50 Ohm Ausgang haben, nur ist der
» » asymmetrisch (coax), und die Antenne hat wohl nicht 50 Ohm und ist
» » symmetrisch....eben Grundlagen...
»
» Jo Danke,

Hallo,
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» brauche aber noch etwas Hilfe bei HF-Signalgeneratoren.
» Ist das generell so, dass die Ausgänge von HF-Generatoren auf 50 Ohm
» angelegt sind?

davon würde ich ausgehen, oft ist das Teil der Beschriftung der Ausgangsbuchse, BNC hat meist 50Ohm in der HF-Technik.


»
» Ist der Ausgangswiderstand des Koax-Ausganges des Generators gleich dem
» Innenwiderstand?

ja, das ist quasi der Anschlußwiderstand, für den auch die Pegelangaben gelten.

Ich bin kein HF-Spezialist, aber eine Stabantenne würde in Deinem Fall die Anpassung deutlich erleichtern.
Aber auch in diesem Fall würde ich die Beschäftigung mit den Grundlagen empfehlen. Für praktische Hinweise zu diesem Thema empfehle ich, mal nach Amateurfunkseiten zu suchen (auch der DARC hat da einiges zu bieten (jedenfalls war das bis vor einigen Jahren so....))

Grüße

Hartwig
»
» Danke für Deine Mühe
»
» Markus

» brauche aber noch etwas Hilfe bei HF-Signalgeneratoren.
» Ist das generell so, dass die Ausgänge von HF-Generatoren auf 50 Ohm
» angelegt sind?
Meistens ja, aber in der Rundfunk- und Fernsehtechnik sind auch 75 Ohm gebräuchlich.

» Ist der Ausgangswiderstand des Koax-Ausganges des Generators gleich dem
» Innenwiderstand?
Bei einem Testgenerator vielleicht schon, weil er damit auch für die reflektierte Welle eine reelle angepasste Last bietet und damit Mehrfachreflexionen vermeidet. Das muß aber nicht so sein. Ein HF-Sender hat einen niederohmigen Ausgang, denn sonst würde ja schon die Hälfte der Leistung in der Endstufe verbraten. Das ist genauso wie bei einer Audio-Endstufe für einen 8 Ohm Laustsprecher. Die ist auch niederohmig.

» Links im Bild ist ein Messsender (Hochfrequenz-Generator) des Typs smy 02
» rohde & schwarz von mir dargestellt, mit dem ich auf einer maximalen
» (Sinus-)Frequenz von 2080 MHz arbeiten möchte. Eine elektromagnetische
» Wellen mit dieser Frequenz besitzt bekanntlich die oben angegebene
» Wellenlänge von rund 14 cm.
Üblicherweise verwendet man Lambda/4 lange Elemente, in diesem Fall also 3.6cm. Vielfache davon sind aber auch in Resonanz, daher sind 14cm auch nicht falsch (aber eben länger als nötig). Es gibt eine Freeware-Version des Programmes EZNEC, mit dem Du recht einfach Antennen simulieren kannst. Für Dipole reicht die Freeware Version völlig aus. Du wirst sehen, daß der Fußpunktwiderstand im Resonanzfall deutlich von den 50 Ohm abweichen kann.

» An den Messsender schließe ich über zwei Leitungen (Messequippment des
» Generators) zwei Kupferdrähte wie dargestellt in "Dipol-Manier an".
» Dieselbe Antennenanordnung dient rechts im Bild als Empfangsantenne, an die
» ich ein Spektrumanalyzer anschließen werde.
Wie Hartwig schon schrieb, verbindest Du damit eine symmetrische Antenne an einen unsymmetrischen Ausgang. Nach dem Lehrbuch sollte ein sogenannter Balun dazwischengeschaltet werden. Für Deinen Testaufbau wird das dennoch problemlos funktionieren. Du handelst Dir damit aber Ströme auf dem Außenleiter des Koaxkables ein, die bei höheren Sendeleistungen ziemlich unangenehm werden können.

» » Links im Bild ist ein Messsender (Hochfrequenz-Generator) des Typs smy
» 02
» » rohde & schwarz von mir dargestellt, mit dem ich auf einer maximalen
» » (Sinus-)Frequenz von 2080 MHz arbeiten möchte. Eine elektromagnetische
» » Wellen mit dieser Frequenz besitzt bekanntlich die oben angegebene
» » Wellenlänge von rund 14 cm.
» Üblicherweise verwendet man Lambda/4 lange Elemente, in diesem Fall also
» 3.6cm. Vielfache davon sind aber auch in Resonanz, daher sind 14cm auch
» nicht falsch (aber eben länger als nötig). Es gibt eine Freeware-Version
» des Programmes EZNEC, mit dem Du recht einfach Antennen simulieren kannst.
» Für Dipole reicht die Freeware Version völlig aus. Du wirst sehen, daß der
» Fußpunktwiderstand im Resonanzfall deutlich von den 50 Ohm abweichen kann.
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» » An den Messsender schließe ich über zwei Leitungen (Messequippment des
» » Generators) zwei Kupferdrähte wie dargestellt in "Dipol-Manier an".
» » Dieselbe Antennenanordnung dient rechts im Bild als Empfangsantenne, an
» die
» » ich ein Spektrumanalyzer anschließen werde.
» Wie Hartwig schon schrieb, verbindest Du damit eine symmetrische Antenne an
» einen unsymmetrischen Ausgang. Nach dem Lehrbuch sollte ein sogenannter
» Balun dazwischengeschaltet werden. Für Deinen Testaufbau wird das dennoch
» problemlos funktionieren. Du handelst Dir damit aber Ströme auf dem
» Außenleiter des Koaxkables ein, die bei höheren Sendeleistungen ziemlich
» unangenehm werden können.



Vielen Dank für Deine Unterstützung.
Das mit dem Balun habe ich heute im Rothammel gelesen. Kann, wie Du schon gesagt hast, zu unangenehmen Mantelwellen führen.

Zwei Dinge wären mir noch ein wenig unklar:

1. Wieso ist ein Koaxialkabel bzw. der Koaxialausgang des Signalgenerators unnsymmetrisch?

2. Es wird viel darüber geredet, in welchem Abstand sich das Fernfeld befindet und wie dies zu berechnen sei.
Bei meinem obigen doppelten Ganzwellendipol wo würdest Du das Fernfeld bzw. senkrechte E- und H-Feldkomponenten schätzen bei 2 GHz?

Gruß
Markus

» 1. Wieso ist ein Koaxialkabel bzw. der Koaxialausgang des Signalgenerators
» unnsymmetrisch?

Weil der Außenleiter konstant auf Massepotential liegt (bzw. liegen soll) und nur der Innenleiter die Hochfrequenz führt. Die Spannung auf dem Innenleiter wechselt zwischen +U und -U. Die Spannung kann man z.B. mit einem Trafo symmetrieren. Der könnte (muß aber nicht) auf der Sekundärseite einen Mittelanschluß haben, der auf Masse gelegt wird. An der Sekundärseite wird dann ein symmetrisches Antennenkabel (z.B. twisted pair oder die früher oft benutzte "Hühnerleiter" angeschlossen. Das Potential auf beiden Leitungen ist dann jeweils gegenphasig.
Schließt man eine symmetrische Antenne (z.B. Dipol) ohne Balun an ein unsymmetrisches Kabel an, induziert die am Mittelleiter angeschlossene Dipolhälfte eine Spannung in der anderen Dipolhälfte, die am Außenleiter liegt. Damit fließt ein Strom durch den Außenleiter zur HF-Quelle, denn der Stecker dort liegt ja auf Massepotential. Dieser Strom führt wiederum dazu, daß das Antennenkabel nun auch abstrahlt.

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» 2. Es wird viel darüber geredet, in welchem Abstand sich das Fernfeld
» befindet und wie dies zu berechnen sei.
» Bei meinem obigen doppelten Ganzwellendipol wo würdest Du das Fernfeld bzw.
» senkrechte E- und H-Feldkomponenten schätzen bei 2 GHz?

Es gibt einen Übergangsbereich und da gehen die Meinungen etwas auseinander, wie weit der geht (siehe z.B. Wikipedia). Grob gesagt, im Abstand einiger Wellenlängen von der Antenne kann man vom Fernfeld sprechen. In Deinem Fall von 14cm Wellenlänge also ab etwa einem halben Meter.