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manuel459
Anmeldungsdatum: 11.10.2016
Beiträge: 263
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 manuel459 Verfasst am: 18. Nov 2021 20:32 Titel: Mobilfunk - Dipolantennen |
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Hi,
ich würde im Unterricht gerne zum Thema "elektromagnetische Wellen" den Mobilfunk (bzw. Satellitenfunk) etwas genau erklären, kenne mich aber dabei zu wenig aus - bzw. fehlt mir da der Schritt vom Hertzschen Dipol zur realen Anwendung und wie viel Hertzscher Dipol (in seiner einfachsten Form) da überhaupt noch drinsteckt. Kennt jemand gute Quellen, die das (womöglich sogar schüler*innengerecht) erklären? Vom Hertzschen Dipol her ist alles klar - ich verstehe nur zum Beispiel nicht, wieso dann Handy-funkmasten und die Handyantennen nicht gleich "groß" sind, wie es ansonsten ja sein sollten bei Sender- und Empfängerdipol. Außerdem finde ich wenig Informationen darüber, warum bei Satelliten nun "Schüsseln" verwendet werden, statt Stabantennen. Hat das mit der Polarisation der Signale zu tun? Beim Hertzschen Dipol ist das Signal aber wohl auch polarisiert - gibts im Smartphone dann jeweils 3 Hertzsche Dipolantennen (eine für jede Raumrichtung)? Und warum gibt es bei meiner Fernsehantenne im Dachboden mehrere Dipolantennen - reicht nicht eine auch?
Über Literaturtipps und Kommentare wäre ich sehr dankbar.
Liebe Grüße |
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gast_free
Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 195
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| gast_free Verfasst am: 19. Nov 2021 11:00 Titel: |
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Ein riesengroßes Thema.
Was sind Antennen?
Antennen sind Transformatoren die Leistungswellen in Raumwellen umwandeln und umgekehrt.
Jeder Draht kann als Antenne fungieren. Jeder Wechselstrom, der durch einen Draht fließt strahlt Wellen ab.
Den Herzschen Dipol kann man sich als einen auseinander gebogenen Parallelschwingkreis vorstellen.
Aus dem Herzschen Dipol kann man sehr einfach Dipole konstruieren. Die Länge der Dipoldrähte hängt mit der Wellenlänge der transportierten Wellen zusammen.
Aus einer Dipolantenne kann man eine Vertikalantenne z.B. Groundplane konstruieren. Hieraus dann z.B. Lambda/2 oder 5/8 Lambda Antennen.
Die Längen hängen wieder von der Wellenlänge ab.
Antennen müssen elektrisch angepasst sein. Sie müssen einen Fußpunktwiderstand besitzen, der zu der Leitung und dem Sender bzw. Empgänger passen. Der Fußpunktwiderstand hängt von der Wellenlänge, der Antennengröße und der Geometrie ab.
Antennen lassen sich elektrisch verkürzen oder verlängern. Somit lassen sich sehr kleine Antennen bauen. Diese haben aber keine optimalen Sende- und Empfangseigenschaften mehr.
Weitere Infos guckst Du hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Antenne
oder hier
http://hb9bs.ch/documente/Knowhow/Antennen/HB9ACC_4.pdf |
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 751
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 19. Nov 2021 19:11 Titel: |
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| gast_free hat Folgendes geschrieben: | Ein riesengroßes Thema.
Die Länge der Dipoldrähte hängt mit der Wellenlänge der transportierten Wellen zusammen.
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Welcher Realvorgang steckt da dahinter damit das mit der Wellenlänge zusammenhängt?
Kurt
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Wir werden die Natur erst verstehen wenn wir kapieren wie genial einfach sie funktioniert. |
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 751
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 19. Nov 2021 19:19 Titel: Re: Mobilfunk - Dipolantennen |
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| manuel459 hat Folgendes geschrieben: | Hi,
Vom Hertzschen Dipol her ist alles klar - ich verstehe nur zum Beispiel nicht, wieso dann Handy-funkmasten und die Handyantennen nicht gleich "groß" sind, wie es ansonsten ja sein sollten bei Sender- und Empfängerdipol.
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Die Handyantennen werden künstlich "verkleinert", teilweis aufgewickelt oder auf der Platine hinundhergeführt. Auch wird ein Material verwendet das die "Wellen" langsamer laufen lässt.
Beim Sendemast sind die Antennen in ihrer "natürlichen" Grösse und mehrere zusammengeführt ("gestockt").
Eine solche Antenne ist eine Richtantenne und kann mit einer Schüssel verglichen werden, diese ist halt noch mehr auf "Gewinn" ausgerichtet und muss deswegen auch gut ausgerichtet sein.
Hier wird einfach die vorhandene Sendeleistung auf einen kleinen Bereich konzentriert.
Kurt
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manuel459
Anmeldungsdatum: 11.10.2016
Beiträge: 263
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| manuel459 Verfasst am: 20. Nov 2021 22:39 Titel: |
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Hallo,
danke für eure Antworten. Ich kann zwar nicht wirklich darauf reagieren, da ich mich nach wie vor nicht so gut auskenne, jedoch habe ich dadurch interessante Anregungen für weitere Nachforschungen erhalten.
Danke und LG |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 20. Nov 2021 22:52 Titel: |
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Antennen sind auch nicht gerade ein Pipifax Thema.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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gast_free
Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 195
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| gast_free Verfasst am: 22. Nov 2021 09:05 Titel: |
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| Kurt hat Folgendes geschrieben: | | gast_free hat Folgendes geschrieben: | Ein riesengroßes Thema.
Die Länge der Dipoldrähte hängt mit der Wellenlänge der transportierten Wellen zusammen.
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Welcher Realvorgang steckt da dahinter damit das mit der Wellenlänge zusammenhängt?
Kurt |
Das Verhältnis der Länge der Strahler zur Wellenlänge beeinflusst die Abstrahlung der Wellen und die Größe der Impedanz am Fußpunkt. Bildet man um den Strahler Isoflächen (Flächen gleicher Intensität) entstehen Hüllflächen in Form von Keulen. Je nach Länge des Strahlers ändert sich der Abstrahlwinkel, also der Winkel zwischen Keulenachse und der Horizontalen. Es können auch mehrere Keulen unter verschiedenen Winkel auftreten. Dort wo auf dem Strahler Strombeuche entstehen wird am meisten Energie abgestrahlt. Auf der Antennen überlagern sich Hin- und Rücklaufende Welle.
Hier mal einige Beispiele (Quelle: Wikipedia).
 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8c/Lineare_antennen2.svg/800px-Lineare_antennen2.svg.png
P.S. Irgendwie klappt das mit dem einbinden des Bildes nicht. |
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