Lambda/4 Anpasstöpfe

Durch das Zusammenschalten von mehreren Antennen, kann der Gewinn einer Antennenanlage gesteigert werden. So lässt sich der Gesamtgewinn um 3dB (theoretisch) steigern, wenn zwei Antenne des gleichen Typs zusammengeschaltet werden. Die Antennen können aber nicht so ohne weiteres parallel geschaltet werden, denn dadurch würde der resultierende Widerstand nicht mehr mit dem Wellenwiderstand des Antennenkabels übereinstimmen. Durch die daraus resultierende Fehlanpassung entstehen Reflexionen, die den Wirkungsgrad einer Antennenanlage drastisch herabsetzen würden.

Um ein Minimum an Verlusten zu erreichen, muss der Widerstand der zusammengeschalteten Antenne mit dem Wellenwiderstand des Antennenkabels übereinstimmen. Dies kann man durch den Einsatz von Transformationsleitungen erreichen, die sich durch lambda/4 Leitungselemente oder durch lambda/4 Anpasstöpfe realisieren lassen. Im Folgenden wird die Berechnung und der Aufbau von lambda/4 Anpasstöpfen beschrieben.

Ohne allzu tief in die Mathematik einsteigen zu wollen möchte ich nachfolgend dennoch den Weg für die Berechnung von Anpasstöpfen vorstellen.

Die nachfolgende Formel beschreibt wie der Widerstand einer Antenne vom Anfang einer lanbda/4 Leitung auf das Ende der lambda/4 Leitung transformiert wird.

ZE = ZW2 / ZA

ZA Abschlußwiderstand am Anfang der lambda/4 Leitung
ZE Widerstand am Ende der lamda/4 Leitung
ZW Wellenwiderstand der lambda/4 Leitung

Am Ende der Transformationsleitung wünschen wir als Funkamateure in der Regel 50 Ohm und der Widerstand der parallel geschalteten Antennen ist uns auch bekannt. Es muss also nur noch der Wellenwiderstand der Transformationsleitung berechnet werden. Dies geschieht mit folgender Formel:

formel4

Die Transformationsleitung bzw. der Anpasstopf kann einen quadratischen oder runden Aufbau haben.

querschnitte

 

Die Wellenwidestände berechnen sich mit folgenden Formeln:

a) runder Aufbau:

formel1

b) quadratscher Aufbau:

formel2

Da der gewünschte Wellenwiderstand bekannt ist lässt sich der Durchmesser des Innenleiters ausrechnen, wenn man den Inndurchmesser des Außenleitern vorgibt (mal schauen was es im Baumarkt gibt). Wenn man die Formel für den quadratischen Außenleiter umstellt ,ergibt sich folgende Berechnungsformel:

formel3

Für alle Formeln ist unterstellt, dass Luft als Dielektrikum vorhanden ist.Der mechanische Aufbau eines Anpasstopfes sieht folgendermaßen aus:

mechanischer_aufbau

Das nächste Foto zeigt den feltig aufgebauten Leistungsteiler für 2 Antennen im 23cm Band:

leistungsteiler

 

Eine ausführliche Beschreibung bekommen Sie auch als als anpasstopf.pdf Datei.

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