Das Prinzip Antenne

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  1. Was ist eine Antenne?
  2. Wie funktioniert eine Antenne?
  3. Resonanz einer Antenne
  4. Die Antennenlänge - elektrische und mechanische Länge
  5. Strom und Spannung auf der Antenne


Inhaltsverzeichnis

Die Wellenlänge

Die Wellenlänge wird mit dem griechischen Buchstaben Lambda LaTeX: \lambda bezeichnet und in Meter (m) gemessen. Der Funkamateur spricht oft von sogenannten Bändern, wie z.B. dem 80-m-Band. Mit dem "Band" ist ein bestimmter Frequenzbereich gemeint. Eine Wellenlänge in diesem Frequenzbereich beträgt in unserem Beispiel rund 80m. Die Bänder bzw. Frequenzbereiche werden in "Abschnitte" unterteilt. Der Frequenzbereich zwischen 30 und 300MHz wird als VHF (very High frequency) bezeichnet.


Ladungen elektromagnetischer Felder bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit fort. Eine Ladung legt 300.000 km/s im freien Raum zurück. Die Wellenlänge ist das Maß für diese Entfernung, die eine Schwingung in einer Periode zurücklegt. Diese Wellenlänge LaTeX: \lambdalässt sich einfach aus der Frequenz LaTeX: f errechnen:


  • LaTeX: f = LaTeX: {300\over <tex>\lambda}


Beispiel 1:
Welcher Wellenlänge LaTeX: \lambda entspricht die Frequenz 1,84 MHz?
Zunächst ist die Formel umzustellen nach:
LaTeX: \lambda = LaTeX: {300\over <tex>f}
Nun setzen wir die vorhandenen Werte ein:
LaTeX: \lambda = LaTeX: {300\over <tex>1,84}
und erhalten das Ergebnis:
LaTeX: \lambda = LaTeX: 163,04 m Wellenlänge


Antwort: Die Wellenlänge beträgt 163 m.


Beispiel 2:
Eine Wellenlänge von 2,06m entspricht welcher Frequenz?
Hier ist die Formel nicht umzustellen:
LaTeX: f = LaTeX: {300\over <tex>\lambda}
Nun setzen wir die vorhandenen Werte ein:
LaTeX: f = LaTeX: {300\over <tex>2,06}
und erhalten das Ergebnis:
LaTeX: f = LaTeX: 145,63106


Antwort: Die Frequenz beträgt 145,63 MHz.


Beispiel 3:
Berechne die elektrische Wellenlänge eines 5/8-LaTeX: \lambda-langen Vertikalstrahlers für das 10-m-Band (28.5 MHz).
Hier ist die Formel nicht umzustellen:
LaTeX: \lambda = LaTeX: {300\over <tex>f}
Nun setzen wir die vorhandenen Werte ein:
LaTeX: \lambda = LaTeX: {300\over <tex>28,5}
und rechnen 1LaTeX: \lambda(eine ganze Wellenlänge) aus:
LaTeX: \lambda = LaTeX: 10,526315
und bringen nun die 5/8LaTeX: \lambda ins Spiel, es ist 5/8 von 1LaTeX: \lambda zu errechnen:
LaTeX: {5\over8}\lambda = LaTeX: 10,526315 \cdot {5\over8}


LaTeX: l = LaTeX: {{10,526315 \cdot 5}\over8}


LaTeX: l = LaTeX: 6,5789468 m


Antwort: Die elektrische Länge beträgt 6,58 Meter.

Fragenkatalog

Klasse E:

  • TB 601
  • TB 602
  • TB 603
  • TB 604
  • TB 605
  • TB 608
  • TB 609
  • TH 104

Formelsammlung

Zusammenfassung

Die Wellenlänge muss in unsere Antenne passen. Hier treffen elektrische Länge (Wellenlänge) und mechanische Länge aufeinander. Harmonisiert beides miteinander, so ist die Antenne in Resonanz. Der Wirkungsgrad der Antenne ist gut. Du hast bereits einige Widerstände kennen gelernt, die sich dem Stromfluss in der Antenne entgegenstellen. Den Wirkwiderstand des Antennenmaterials, ggf. die kapazitiven Widerstände an den Enden, falls die Antenne dort Aufhängungspunkte besitzt und die Blindwiderstände aufgrund der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung. Diese und die Umgebungseinflüsse führen zu einer Verkürzung der mechanischen Antennenlänge. Wird die Frequenz verändert, so ändert sich die Wellenlänge und das Spiel mit der Resonanz beginnt erneut.

Amateurfunkantennen werden in der Regel sehr nahe an der Resonanzfrequenz betrieben. Dadurch sind die Blindwiderstände in vielen Fällen vernachlässigbar. Den Blindwiderstandswert Null erreichst du ausschließlich auf der Resonanzfrequenz! Beginne beim Antennenbau mit Monobandantennen. Die auf allen Bänder ideal funktionierende Antenne mit hohen Wirkungsgrad kann es nicht geben.

Sehr gute Abhandlungen zu diesem Thema hat Max Rüegger , HB9ACC , in Form ausdruckbarer PDFs ins Netz gestellt - einfach mal googeln!

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