Messtechnische und rechnerische Ermittlung der ... - HAM-On-Air

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29.4 Verlustleistung eines Kondensators
Das einfache Ersatzbild eines Kondensators unterhalb seiner Resonanzfrequenz ist die Parallelschaltung eines
frequenzabhängigen Verlustleitwertes Gc und der eigentlichen Kapazität C. Der Verlustwinkel berechnet sich
aus Leitwert und kapazitiven Widerstand zu
tan = Gc / C oder auch der Verlustleitwert Gc = C tan .
Für kleine Winkel (hohe Güte) von gilt tan
mit = 1 / Qc.
Die Verlustleistung ist Pv = Ueff 2 Gc = Ueff 2 C tan U 2 C = U 2 C / Q. (Gl 29.62)
Da die Güten der Dreh- oder Vakuumkondensatoren in der Größenordnung von 300 bis 500 liegen, kann die
Verlustleistung eines Kondensators in einem Anpassnetzwerk in der Praxis wie oben beschrieben im
Verhältnis zu der Verlustleistung der notwendigen Induktivitäten vernachlässigt werden. Allerdings ist bei
Dreh-Kondensatoren, deren Kapazität proportional zu der eingedrehten Fläche ist, die Durchbruchsfeldstärke
der Luft - unter Normalbedingungen - von etwa 30 KV/cm zu berücksichtigen also Umax gleich 3000 V pro
mm.
30. Zusammenfassung
Die Berechnungen, Zusammenhänge und Tabellen der Kapitel 1 bis 29 zeigen, dass eine Antennenanlage
für den Sende- und Empfangsbetrieb berechnet werden sollte, bevor die Antenne aufgehängt wird.
Dabei bestimmen die Parameter der Antenne alle weiteren Maßnahmen. Die einfachen
Zusammenhänge machen es auch dem Amateur möglich, in die Berechnung einzusteigen. Dazu reichen die
Kenntnisse der Amateurfunkprüfung allemal aus.
2. An einer vorhandenen Antenne können mittels der Return-Loss-Methode oder mit einem einfachen
Stehwellenmessgerät alle maßgeblichen Antennengrößen am senderseitigen Eingang der Zuleitung ermittelt
und
Kenngrößen berechnet werden. Man braucht keine /2 Leitung und braucht
auch nicht in luftiger Höhe direkt an der Antenne messen.
3.
Die Länge und der Wellenwiderstand der Zuleitung nebst der Anpassschaltung haben entscheidenden Einfluss
auf die Verluste des Antennensystems. Hochohmige Antennensysteme haben wegen der geringeren Ströme
den besseren Gesamtwirkungsgrad und sind daher den niederohmigen vorzuziehen. Minimale Verluste werden
immer dann erreicht, wenn die Länge der Antennenzuleitung so gewählt wird, dass die Anpassschaltung einen
reellen Abschluss sieht und das Anpassnetzwerk möglichst wenig zu transformieren hat.
4.
Einfache LC-Anpassschaltungen reduzieren die Verluste auf ein Minimum, sind eindeutig bei der
Resonanzabstimmung und besonders leicht aufzubauen. Aufgebaut in symmetrischer oder unsymmetrischer
Form eignen sie sich für alle Impedanzverhältnisse, die am Eingang einer Antennenzuleitung auftreten können.
5.
Bei symmetrischen LC-Anpassschaltungen entfallen die verlustbehafteten Symmetrierglieder wie Balune und
ähnliche Anordnungen. Anpassschaltungen in Form des Pi-Filters - oder noch schlechter - in T-Form sind nach
Möglichkeit zu vermeiden, da die Abstimmung nicht eindeutig ist und die Verluste immer höher sind als bei
den gleichwertigen LC-Anpassungen. Wird allerdings eine höhere Absenkung der Oberschwingungen
erforderlich, müssen zwei oder drei LC-Tiefpassglieder in Reihe geschaltet werden. Wir erhalten Pi -
Anordnungen.
6.
Optimierte Antennenanlagen erzeugen nur die Hochfrequenzleistung die für einen zuverlässigen Funkverkehr
notwendig ist. Es ist sicherlich nicht notwendig mit 60 über 9 bei der Gegenstelle zu erscheinen, denn
hochfrequente Leistung erzeugt in Stoffen endlicher Leitfähigkeit eine Wärme-Wirkung, die bei
entsprechender Größe auch für den Menschen (Funkamateur) gefährlich sein kann.
Dr. Schau, DL3LH 103