26: Über die zwei Bandbreiten bei Antennen.
Es herrscht häufig Verwirrung wenn es um die Angaben der Bandbreite einer Antenne bzw.einer Loop geht.
Es liegt daran das die Angaben dazu nicht korrekt sind.Technisch werden zwei Bandbreiten bei Antennen unterschieden:
1.) Die Anpassungsbandbreite ,also +/- die Frequenzbreite an den jeweiligen SWR 2- Stellen. Das sind in dB : - 0,5. Die eigentliche -3 dB-Bandbreite ist aber meist mindestens dreimal größer.Die SWR-Bandbreite enthält auch die Bandbreite der eventuell vorhandenen Anpassschaltung. Insbesondere kann man aus ihr nur wage Rückschlüsse auf die Güte Q der Antenne bzw Loop ziehen.
2.)Die eigentliche - 3 dB- Bandbreite wie man diese von Filtern usw. kennt. Nur mit diesen - 3 dB-Bandbreitewerten kann man nach der bekannten Formel: f:b=Q die Betriebs-Güte bestimmen.Rechnet man die -3 dB um, so erhält man ein SWR v.5,7 .Daraus erkennt man das die Bandbreiteermittlung aus dem SWR sehr kritisch und ungenau ist. Außerden misst man dabei auch den während der Vertimmung entstehende Fehlanpassung als Fehler mit. Bei einer 20m-Loop wurden an der Speisestelle folgende, durch Fehlanpassung bei Verstimmung,Spannungen gemessen: O,24mV obere -3 dB-Bandbreiten- grenze. Mittenfrequenz o,13 mV und an der unteren Bandbreitengrenze 0,2mV. Also kann eine so gemessene -3 dB-Bandbreite nicht korrekt sein. So stimmen die Güte und der Strom u. die Spannungen nicht.
Der Strom und die Spannung zum Beispiel, in einer Loop wird über das
Q berechnet. Die Formeln lauten dazu:
U=Wurzel aus dem Produkt von PxQxX/L
I= Wurzel aus : P/QxX/L
wobei jeweils diese Werte durch 0,7 geteilt werden um aus P.eff., U bzw. I die Scheitelspannungen Vs /Is, zu berechnen. Denn Die Spule als auch der Kondensator in der Loop sind jeweils nur mit dieser Belastet und nicht mit der Spitze-Spitze- Spannung bzw. Strom, wie es in mancher Fach-Literatur zu lesen ist.. Ein Rechenbeispiel finden Sie unter dem Titel:Neue 50W portable Loop. Kap.16 !
Ein Beispiel: Die AMA 2 hat eine SWR +/- 2-Bandbreite von 40 kHz! Die eigentliche - 3 -dB-Bandbreite ist dagegen 107 kHz . Dadurch fällt dann auch das Q entsprechend geringer aus, hier 131!
Quelle: Bildkopie aus "DARC-Antennenbuch" 1992
Rechnet man den -3 dB -Punkt in obiger Kopie in SWR um,so liegt dieser Punkt bei einem SWR v.ca. 5,7 ! Siehe weiter unten!
Je nach Güte und Frequenz der Loop 2....20nF! Wenn die Anpassung nicht stimmt ist die gemessene Bandbreite bei loser Koppelung größer und umgekehrt.
C3 ist der Anpasskondensator,er muß große Werte haben.
C1/2 ist der eigentliche Abstimmkondensator,wegen der Symmetrie ist es ein Doppelspreizko.
Der Messvorgang ist sehr einfach:
C1/2 und C3 wird wechselseitig betätigt,bis min. SWR u.max.Resonanzspannung erreicht ist.In den passenden Messbereichen des Skobs werden die zwei Spannungen ermittelt. Man braucht zumTest nur 50mW. Die Spannung an C3 wird durch die Spannung an C2 geteilt,und weil symmetrisch mit Zwei mal genommen.
Q=2x U2/U1= Resonanzüberhöung!
Diese Messmetode erspart die umständliche und ungenaue -3 dB +/- Frequenzverstimmungsmethode. Weil ja bei dieser während der Verstimmung ,die Anpassung nicht mehr korrekt bleibt.
Gemessen wird im Freien. Das Q einer Loop wird in stahlbetonierten Räumen besonders über 1o MHz stark bedämpft.
Man muß nicht einen Zweistrahl-Oszi. haben,der Aufbau geht auch mit einem Umschalter vor dem Einkanal-Oszi. Wichtig sind jedoch die Teiler-Tastköpfe. Diese Bedämpfen die Loop nur mit weniger als ein Promille. Wichtig :im Freien messen und mindestens 2m über Grund!
Es geht noch einfacher:
Ohne einen Tastkopf und Oszi. gehts auch, denn:
Die zwei Kapazitätswerte stehen im direkten Verhältnis zu deren Spannungen. Also Sie passen mit einem SWR-Meter die Loop exakt an.Dann messen Sie die Kapazitäten der Drehkos und teilen den doppelten Wert des Abstimmkondensators durch den Wert des Anpasskondensators und Sie erhalten die Güte Q! Z.B. 2000:(2x50)=20 ! das bedeutet das die ca.100Vs (bei 100W/CW/eff)aus Ihrem Tranceiver auf das 20 fache durch Resonanz erhöht werden, das sind dann : 2000Vs. Achtung, bei dieser Methode muß die Zuleitungskapzität mit zu C1/2 gerechnet werden!
Hiermit kann man nochmals Bewiesen das die hohen Spannungen und Ströme der Theoretiker ein Märchen sind. Das ist gewissermaßen ein Modell, denn die hier gemessene Resonanzüberhöhung ist auch bei hohen Sendeleistungen gegeben.
Sie auch:Messungen an Loopantennen Kap.17.
.Feb.2008 DL4KCJ
Das besondere dieser Arbeit v. OM Würtz DL2 FA aus cq-DL4 /83 ist,dass hier offenbar die tatsächliche -3dB-Bandbreite angegeben wurde. Leider geht nicht aus dem Text hervor ob gemessen oder berechnet. Das Q ergibt sich hier mit 27,7 was sehr realistisch ist. Ich habe seinerzeit die SWR2-Bandbreite mit ca.483 kHz gemessen was einem falschem Q v.300 entspräche. Ein besonderer Auswuchs in dieser Richtung ist die folgende Kopie aus: ARRL, Low-Band Dxing,Seite7-27.
Im Text wird die -3 dB-Bandbreite mit 2 kHz an gegeben,in der Tabelle steht dann die SWR2-Bandbreite der gleichen Loop mit 2 kHz! Beides ist nicht richtig! Das Q beträgt dem nach ca.900 ! Es sieht so aus als sei der Inhalt der Tabelle mit einem PC-Rechenprogramm entstanden, und hat kaum einen Bezug zur Wirklichkeit. Heute wurde an einer 80m-Band- Loop eine SWR2-Bandbreite von v. 15 KHz gemessen,der Q-Facktor betrug aber nur 30 !
Im drittem Abschnitt ist die -3dB-Bandbreite von 2kHz/160m .
Obige Kopie stammt aus dem Hochschullehrbuch:v. Zinke+Brunswig 1973.
Hier wird der reale Wert der Güte bei einer Loop beschieben,ca.50...100. Ein Hersteller wirbt mit einer Güte v.1300 im 80m-Band. Da ist mindestens eine Null zu viel angegeben. Der Hinweis zum maximalem Durchmesser in obiger Kopie meint die reine rundstrahlende magnetic Loop. Ich baue auch Richtloops mit o,4 Wl ! Mit 4,5 dBD Gewinn.
Mai 2007 DL4KCJ
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