Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

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Schnute
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Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#1

Beitrag von Schnute »

Hallo zusammen,

Ich versuche mich als Anfänger gerade durch die Antennen-theorie zu arbeiten. Ich bin gerade dabei mir eine Schweißfuß-GP zu bauen und habe auf der Suche nach dem nächsten Selbstbauprojekt schon mal nach einem klassishcen Dipol geschaut. Dabei bin ich darüber gestolpert, dass GP und Dipol sich vom Zusammenbau gar nicht so grußartig unterscheiden.
Meine Frage wäre: Wenn ich bei einer Schweißfuß-GP die beiden Radiale (rot, grün) parallel in die eine und den Strahler (blau) in die andere Richtung positioniere, wie auf dem Bild gezeigt, hab ich dann nicht einen horizontalen Dipol?
Einziger unterschied den ich erkennen kann ist, dass der Widerstand der beiden Radiale wäre nur halb so hoch wie der des Strahlers. Da der bei 2,6 m Kupferkabel mit 1,5 mm² aber eh gegen null geht sollte das doch keinen Einfluss haben, oder?
GPvsDipol.jpg
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DL0815
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#2

Beitrag von DL0815 »

Deine Annahme ist richtig., allerdings würde dann 1 Radial reichen.
Die Vertical ist ein pol des vertikalen Dipols.
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Schnute
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#3

Beitrag von Schnute »

Ja, das wäre auch mein Verständnis, dass ein Radial theoretisch ausreichend wäre. Nach dem was ich so gelesen habe wäre eine GP mit nur einem Radial aber dann in der efizienz eher bescheiden.

Mein Hintergedanke war auch ein anderer: Wenn ich mit portablem Equipment unterwegs bin möchte ich Gewicht und Volumen der Ausrüstung niedrig halten. Wenn ich eine GP dabei habe, könnte ich diese je nach vorhandener Befestigungsmöglichkeit ja als GP oder Dipol verwenden d.h. ich könnte es mir sparen zusätzlich einen Dipol mit zu schleppen.
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DL0815
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#4

Beitrag von DL0815 »

Was möchtest denn mit dem Dipol anstellen?-Raumwelle-QSO´s führen bzw. Bandöffnungen ausnutzen?
Ansonsten brauchst keine horizontale Polarisation.
Eine Vertical mit einem Radial (senkrecht nach unten, Speisekabel 90 Grad versetzt) wäre quasi ein vertikaler Dipol :-)
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Schnute
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#5

Beitrag von Schnute »

Danke für die schnelle Antwort!
DL0815 hat geschrieben: Fr 26. Jul 2019, 13:06 Was möchtest denn mit dem Dipol anstellen?
Wenn ich ganz ehrlich bin: Rumspielen! Ok sagen wir experimentieren, das klingt gleich viel professioneller :D

Naja, eigentlich geht es mir auch darum zu verstehen was physikalisch hinter der praktischen Anwendung steht und dann zu schauen, wie sich das in der Praxis umsetzen lässt.

Aber dann habe ich ja schonmal richtig verstanden, dass eine GP mit einem Radial im Prinzip ein Dipol ist. Ob ich den vertikal oder horizontal aufhänge ändert ja nur die Polarisationsebene, nciht aber das Prinzip, das hinter der Antenne steht. D.h. für mich, da ich gerade eine Schweißfuß-GP im bau habe lohnt sich der Bau eines normalen Dipols als zusätzliche Alternative erst einmal nicht.
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Charly Whisky
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#6

Beitrag von Charly Whisky »

Schnute hat geschrieben: Fr 26. Jul 2019, 13:43 ... da ich gerade eine Schweißfuß-GP im bau habe lohnt sich der Bau eines normalen Dipols als zusätzliche Alternative erst einmal nicht.
Zumal die Schweißfuß (SFGP) deutlich besser "geht" als ein Dipol. 2 Radiale sind bei der SFGP Pflicht, besser wären 3. Allerdings kommt´s da auf den Winkel der Radialen an. Mit 3 Radialen wäre die Anpassung bei 45° perfekt, mit 2 Radialen ist sie einfacher baubar (1 Spreitzstab reicht aus).

Aber auch hier gilt: Höhe über Grund ist durch nichts zu ersetzen. Falls du noch keinen Mast hast, kaufe dir den 15 m GFK- Mast von DX-Wire. Da kann man alle Drahtantenne anmontieren.

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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#7

Beitrag von guglielmo »

Du hast Recht, das Du durch das umbiegen aus der Groundplane einen Lambdahalbe Dipol erhälst. Dieser ist dann nicht mehr ganz passend angeschlossen. Einmal passt dann der Fußpunktwiderstand (ca. 73 Ohm) nicht mehr zum Wellenwiderstand des Koaxialkabels (50 Ohm). Außerdem hast Du aus einem System bestehend aus asymmetrischer Leistung und asymmetrischer Antenne ein System aus asymmetrischer Leitung und symmetrischer Antenne gebaut. Die Anordnung wird funktionieren. Allerdings ist dann das SWR nicht mehr so optimal und Du wirst möglicherweise Störungen durch das auftreten von Mantelwellen erhalten. Daher solltest Du einen BALUN verwenden der die Mantelwellen blockiert. Zusätzlich würde ich noch eine Matchbox verwenden um die Impedanzen besser anzupassen.
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#8

Beitrag von salat »

Schnute hat geschrieben: Fr 26. Jul 2019, 13:43 Aber dann habe ich ja schonmal richtig verstanden, dass eine GP mit einem Radial im Prinzip ein Dipol ist.
Jain - diverse Dinge sind - wie von den anderen schon beschrieben - anders, z.B. Fußpuntwiderstand, etc. und auch das Strahlungsdiagramm ("Ausleuchtungskeulen")

Lies dich doch mal ein:

https://de.wikipedia.org/wiki/Groundplane-Antenne

Generell nicht schlecht ist auch HB9ACCs Sammlung "Rund um die Antenne" (z.B. https://www.wreiner.at/2008/05/24/rund- ... on-hb9acc/ ). In Teil 6 geht's auch um die Groundplane.

Wer sich für's Antennenbasteln interessiert sollte sich irgendwann auch Simulationsprogramme wie MMANA-GAL ansehen - da sieht man z.B. wie sich die Aufbauhöhe auswirken kann.

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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#9

Beitrag von Schnute »

OK dann hab ich zumindest ein bisschen was (wenn auch noch lange nicht alles) verstanden.

MMana-GAL schau ich mir mal an
Alexander
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#10

Beitrag von Alexander »

Hallo zusammen...

um erfolgreich Antennen bauen zu können, sollte man - wie Andreas schon schrieb - wirklich sich das entsprechende Equipment zulegen: Im einfachsten Fall ein GripDip-Meter (obwohl die inzwischen selbst in China nicht mehr preiswert sind), ein Feldstärkemessegerät (lässt sich leicht selbst bauen) oder eben einen Antennem Analysator. Doch man sollte sich solche raussuchen, welche die Bezeichnung auch verdienen, es wird zahlreich Schrott angeboten. Die Geräte aus der Ukraine sind was die Qualität angeht, ziemlich weit vorne. Wer lediglich CB-Funk Antennen machen will, oder im Amateurfunk nur auf Kurzwelle ist, für den idt der AA35-Zoom mehr als nur ausreichend. Er kann alles waa man zum Antennenbau braucht.
Allerdings, jeder sollte sich etwas Grundwissen über die Wellentheorie aneignen. Das ist nicht sehr schwierig und erleichtert das Verständnis ungemein.
OK, auch ich kann ne Groundplane nur mit Draht, Seitenschneider und Plastiktüte bauen, das kann jeder, aber mit Messpark und Basiswissen geht es besser.

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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#11

Beitrag von guglielmo »

Wenn man diese ganzen Sachen hat ist das ja ganz schön. Nach meiner Erfahrung kommt man für den Anfang auch mit deutlich weniger Messmitteln aus. Ich bin jetzt nicht der supergroße Antennenbauer aber habe die eine oder andere Antenne auch schon selber gebaut. Was habe ich bislang gebaut?

1. VHF Groundplane
2. VHF HB9CV Richtantenne
3. VHF 5/8 Dipol für VHF
4. VHF/UHF Dipol aus Koxialkabel und Stub
5. G5RV Multiband Dipol mit Mantelwellensperre bis 80m
6. Instandsetzung einer vergammelten, funktionsuntauglichen Multiband Vertikalantenne

Verwendet habe ich lediglich folgende Messgeräte.
1. Durchgangsprüfer
2. SWR Meter
3. HF Leistungsmesser

Ich habe allerdings auf Bauanleitungen zurück gegriffen oder vorher den Bau genau geplant und berechnet. Die Abstrahleigenschaften
habe ich einfach im Feldversuch getestet. Durch Erfahrungen mit anderen Antennen kann ich in etwa beurteilen ob die Anordnung so halbwegs taugt. Die meiste Hilfe hat mir das SWR Messgerät beim Abgleichen geliefert. Ein vernünftiger Antennentuner ist sehr hilfreich um ggf. auch auf Bändern noch zu funken für die die Antenne eigentlich nicht konzipiert ist.
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#12

Beitrag von Schnute »

guglielmo hat geschrieben: Di 30. Jul 2019, 13:15 Ich habe allerdings auf Bauanleitungen zurück gegriffen oder vorher den Bau genau geplant und berechnet.
IM Prinzip geht es mir auf darum auf bestehende bauanleitungen zurück zu greifen, aber halt auch zu verstehen, was ich da baue und wie es funktioniert anstatt einfach blind entwas nachzubauen.

Ich hätte inzwischen aber noch eine weitere Verständnisfrage zum Dipol: Das Feld breitet sich beim Dipol j mehr oder weniger 8- oder Schleifenförmig aus. Ich habe bisher keine Angaben darüber gefunden, ob die Ausrichtung der 8 variabel oder beeinflussbar ist.

Beispiel:
Wenn meine Antenne am roten punkt steht, woher weis ich ob die Ausrichtung der schleife auf der grünen achse liegt oder nicht? Woran richtet sich die "Schleife" aus? Ist die Ausrichtugn beeinflussbar, damit ich die "Station Blauer Punkt" erreichen kann?
dipol.jpg
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#13

Beitrag von doeskopp »

guglielmo
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Re: Antennentheorie: Verständnisfrage GP vs Dipol

#14

Beitrag von guglielmo »

Auf einer Dipolantenne können noch ganz andere Abstrahlungen auftreten. Zum Beispiel verschieden starke Keulen die in unterschiedliche Richtungen zeigen. Diese von Dir genannte 8 ist der Sonderfall für einen Lambda/2 Dipol.

Für die Strahlung ist immer die Stärke des Wechselstroms verantwortlich. Jeder elektrische Strom erzeugt ein magnetisches Feld. Jeder elektrische Wechselstrom erzeugt ein magnetische Wechselfeld. Jedes magnetische Wechselfeld erzeugt ein elektrisches Wechselfeld bzw. instationäres Wirbelfeld, welches selber wieder magnetische Feldwirbel erzeugt die der ursprünglichen magnetischen Feldänderung entgegen wirken. Beim Durchgang der Stromamplitude durch die Nulllage brechen die eben erzeugten elektrischen und magnetischen Wirbelfelder nicht zusammen. Sie lösen sich von der Antenne und pflanzen sich im Raum fort. An der Antenne werden nun Wechselfelder entgegengesetzter Orienierung erzeugt. Beim darauf folgenden Nulldurchgang fängt das Spiel von vorne an. Wechselfelder derselben elektrischen und magnetischen Polarisierung wie am Anfang beschrieben entstehen und wollen sich im Raum ausbreiten. Dabei drücken sie zuvor erzeugten Felder zusätzlich von der Antenne weg. Das liegt daran, das sich Felder derselben Orientierung abstoßen.

Hier mal eine schöne Veranschaulichung:
https://www.leifiphysik.de/elektrizitae ... -animation

Bei einem Lambda/2 Dipol befindet sich das Strommaximum am Einspeisepunkt. Die Spannung ist Null. An den Enden des Dipol ist der Strom Null aber die Spannung maximal. Genau senkrecht zur Leitung entsteht auch das stärkste Magnetfeld. In Leitungsrichtung selber verschwindet es. Das stärkste magnetische Wechselfeld wird genau auch dort erzeugt wo sich das stärkste Magnetfeldamplitude befindet. Also senkrecht zum Leiter. Dasselbe gilt nun auch für das elektrische Wirbelfeld, welches aus den instationären magnetischen Feldwirbeln hervor geht. Die abgestrahlte Energiedichte wird durch den sog. Poyntingvektor beschrieben. Stehen die Felder senkrecht aufeinander, was in Luft oder im Vakuum der Fall ist, errechnet sich diese Energeistromdichte aus dem Produkt der elektrischen mit der magnetischen Feldstärke. Alles geht jedoch irgendwie auf die Stärke des Wechselstroms zurück. Im Grund ist der Wechselstrom auf der Antenne eine stehende Welle. Somit geht in die Energiestromdichte das Quadrat der Wechstromamplitude ein.

Diese Amplitude ist ortsabhängig und lässt sich durch eine gewöhnliche Sinus oder Kosinusfunktion beschreiben. Zeichnet man dies in Polarkoordinaten, dann erhält am eine Kreisdarstellung. Zeichnet man dagegen das Quadrat einer solchen Funktion in Polarkoordinaten treten Darstellungen auf, wie wir sie von den verschiedenen Antennendiagrammen kenn.

Polarkoordinaten: cos(alpha); 0<=alpha<=2*pi
Bild

Oder

Polarkoordinaten: cos(alpha)^2; 0<=alpha<=2*pi
Bild

Quelle: Mathematische Basteleien http://www.mathematische-basteleien.de/ ... inaten.htm

Handelt es sich nicht um einen Lambda/2 Dipol können sich auch an anderen Stellen Strommaximal ausbilden. Es entstehen mehr Keulen die in andere Richtungen zeigen.
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