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Technik
Fig. 3 – Eingangsreaktanz einer
dicken Dipolantenne
tenne im Resonanzpunkt, so darf man
sich nicht verwundern, wenn eine mit
dünnem Draht gewickelte Spule zum
Wärmestrahler wird. Es beweist auch
den eigentlich sehr niedrigen Strahlungswiderstand.
Das durch den Rückstrom
verstimmte Zuleitungskabel täuscht uns
einen falschen Reflexionsfaktor vor. So
wird die Sendeenergie im Koaxialkabel
verbraten, anstatt über die Antenne
auszustrahlen. Man wundert sich: 100
Watt, gutes Stehwellenverhältnis und
keine warme Spule. Nur die Gegenstation
spricht von einem erbärmlich schwachen
Signal. Wo ging die Leistung hin? Jetzt
wissen wir es!
Im Grunde genommen ist die E-H
Antenne nichts anderes, als eine ganz
gewöhnlich verkürzte Antenne mit einer
Ladespule. Jeder Amateur weiss, dass
nur der Strombauch strahlt. Die Enden
mit der hohen Spannung tragen dazu
nichts bei. Um einen hohen Strom zu
gewährleisten muss eine verkürzte
Antenne unbedingt im Resonanzpunkt
betrieben werden. Als Faustregel entstehen
in einem 20x kürzeren Dipol 20x
höhere Ströme. Das bedeutet bei 100
Watt Sendeleistung ca. 28 Ampère. Es
braucht deshalb sehr dicke Drähte, sehr
kleine Übergangswiderstände und ein
perfektes Kopplungsnetzwerk. Verkürzte
Antennen sind sehr schmalbandig und
können deshalb nur im kommerziellen
Bereich auf einer festen Frequenz betrieben
und schon gar nicht mit einem
Tuner auf eine andere Frequenz abgestimmt
werden.
Ted Hart liess sich durch den gemessenen
hohen Abstrahlwiderstand
täuschen. Aber auch Maxwell ist nicht
ganz unschuldig. Durch die Definition
der Radiowelle als elektromagnetische
Welle hat er mitgeholfen. Das damalige
Verständnis führte zu der Annahme, dass
nur eine elektrische Spannung einen
Strom erzeugen kann. Also musste
folgerichtig das wechselnde Magnetfeld
zuerst eine Spannung bewirken. Ein direkter
Einfluss auf die Elektronen wurde
ausgeschlossen, denn das statische
Magnetfeld bewirkt keinen Druck auf
nicht bewegte geladene Teilchen. Es
gibt keinen Gleichstromtrafo! Vorbeifliegende
Teilchen werden dagegen
je nach elektrischer Ladung von einem
Magneten abgelenkt. Massgebend für
die Spannung (unhomogene Verteilung
der Elektronen) ist das Bewegen eines
Leiters durch die Magnetfeldlinien oder
umgekehrt. Elektromagnetische Strahlung
ist gleichzeitig Welle und Teilchen. Die
Wirkung eines statischen magnetischen
oder elektrischen Feldes nach aussen in
den Raum ist äusserst gering. Von der
Vorstellung einer elektromagnetischen
Welle müssen wir daher langsam Abstand
nehmen, obwohl diese Annahme
für das Verständnis und die Berechnung
von Radiowellen von bahnbrechender
Bedeutung war und immer noch ist.
Sende- und Empfangsantennen sind
wie Primär- und Sekundärwicklungen
eines Trafos. Massgebend ist nur die
Änderung des Magnetfeldes. Bei der
Antenne bewirkt der Raumwiderstand
von ca. 377 Ohm je nach Antennenart
und Einspeisepunkt einen grösseren
oder kleineren Wirkwiderstand. Wird
der Antenne durch äussere Einflüsse
Sekundärenergie entzogen, so sinkt wie
in einem normalen Trafo der primäre
Wirkwiderstand. Allfällige Empfangsantennen
in respektabler Entfernung
haben dagegen kaum Einfluss.
Das Funktionieren einer guten Antenne
hängt also nur davon ab, wie viele
Elektronen wir im Raum beschleunigen
können. Grob gesagt, empfängt eine
20x kürzere Antenne auch eine 20x
kleinere Leistung, Das stört nicht weiter,
weil der Störpegel ebenfalls tiefer
ist. Beim Senden sind eigentlich nur
Stromstärke in Funktion des Strahlers
sowie die Anpass- und Kupferverluste
massgebend. Grundsätzlich können
stark verkürzte Antennen nur über eine
mechanische Änderung der Kapazität
oder Induktivität abgestimmt werden.
Neben der Resonanzfrequenz sinkt der
Strom drastisch und damit auch der
Wirkungsgrad. Die Abstrahlcharakteristik
von verkürzten Antennen wird
nierenförmig, d.h. es wird etwas mehr
im 45° Winkel abgestrahlt.
Mit dem Anpassnetzwerk und dem
Betrieb neben der Resonanzfrequenz
wird die E-H Antenne breitbandig. Man
erkauft sich diese Vorteile aber mit
einem miserablen Wirkungsgrad. Die
Antenne wird durch die Anspeiseimpedanz
des Zuleitungskabels bedämpft.
Einigermassen gute Resultate werden
durch Miteinbezug des Zuleitungskabels
als Strahler erzielt. Durch den höheren
Antennenwiderstand sinkt auch der
Strom im oberen verkürzten Dipolteil.
Der untere Dipolteil kann dabei ruhig
weggelassen werden. Wichtig ist das
Anbringen einer Mantelwellensperre
bei γ/4 der Zuleitung. Damit haben wir
jedoch den Vorteil einer verkürzten
Antenne wieder verlassen.
Es ist ruhig geworden um die E-H
Antenne. Sie wird immer noch kommerziell
angeboten. Viele verkaufte
oder selbst gebastelte Antennen sind
inzwischen als Zeugen einer visionären
Idee wieder im Abstellkeller gelandet.
Anmerkung des Verfassers: Es ist etwas
unkonventionell, die elektromagnetische
Welle in Frage zu stellen. Die
Formeln von Maxwell sind nach wie
vor gültig, sie stimmen aber besonders
in der Quantentechnik nicht mehr
vollumfänglich überein. Im Übrigen
übt gerade das statische magnetische
Feld keinen Druck auf Elektronen aus.
Dagegen werden Elektronen durch
ihre negative Polarität vom statischen
positiven Teil eines elektrischen Feldes
angezogen. In einem Transformator spielt
aber das elektrische Feld im Gegensatz
zum magnetischen für die Übertragung
von Leistung auf die Sekundärseite
keine Rolle. Eine umfassende Erklärung
würde den Rahmen eines Beitrages
im HBradio sprengen. Der Artikel ist
bewusst polemisch gehalten. Er soll
zu Gegenreaktionen führen. Bis anhin
wurden solche Artikel, obwohl von
vielen OMs gewünscht, unterdrückt.
www.eh-antenna.com/EH _ maxwell.pdf
HBradio 4 - 2011 33