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Gegentaktsignal und Mantelwellen
- Idealerweise fließen im Innen- und Außenleiter eines Koaxialkabels gleich große, entgegengesetzte Ströme
- Deren Summe ist Null – reines Gegentaktsignal
- Reines Gegentaktsignal verhindert das Auftreten von Mantelwellen
Gleichtaktsignal und Mantelstrom
- Ist die Stromsumme ungleich Null, entsteht ein Gleichtaktsignal
- Gleichtaktanteil fließt auf der Außenseite des Außenleiters als Mantelstrom
- Mantelstrom erzeugt eine Mantelwelle um das Kabel
[question:AG425]
Stromkompensierte Drossel
- Koaxialkabel, um einen Ferritkern gewickelt, unterdrückt Mantelwellen
- Diese Bauform wird als stromkompensierte Drossel bezeichnet
[question:AG426]
HF-Trenntrafo zur Mantelwellensperre
- Alternative: HF-Trenntrafo, bei dem Primär- und Sekundärwicklung nicht verbunden sind
- Strom, der in einen Pol hineinfließt, fließt nahezu gleich groß aus dem anderen – Gleichtaktanteil entfällt
[question:AJ115]
HF-Spannungen und Mantelwellen
- Fehlen HF-Gleichtaktsignale: Außenleiter zeigt keine hochfrequente Spannung gegenüber Erde
- Bei Gegentaktsignalen bildet sich das elektrische Feld ausschließlich zwischen Innen- und Außenleiter
- Außenwirkung: Die Ströme heben sich auf – keine Mantelwellen
- Mantelwellen hängen direkt mit HF-Spannungen am Außenleiter zusammen
Symmetrische Antennen und Außenleiterspannung
- Bei symmetrischer Antenne weist jeder Dipolschenkel eine Spannung gegenüber Erde auf
- Verbindung der Antennenschenkel mit den Leitern des Koaxialkabels führt zu einer HF-Spannung am Außenleiter
Einfluss der Erdung bei Antennen
- Gut geerdete Antennen (z. B. Groundplane mit abgestimmten oder vergrabenen Radialen) haben nahezu
\qty{0}{\volt}am Speisepunkt - Schlecht geerdete Groundplane-Antennen können anfällig für Mantelwellen sein
Kontaktlose Einkopplung in den Koax-Schirm
- Mantelwellen können durch kontaktlose Einkopplung entstehen
- Führt man ein Speisekabel parallel zu einem Dipolschenkel, koppelt das Nahfeld der Antenne in den Koax-Schirm ein
[question:AG427]
Spannungsbalun / Spartransformator
[picture:447:a_mantelwellen_spannungsbalun:Aufbau eines Spannungbaluns] * Bei vollständig symmetrischen Antennen kann ein Spannungsbalun die Ströme im Koaxialkabel symmetrieren * Typischer Spartransformator: Koaxialkabel in der Mitte und am Ende einer Spule angeschlossen, Antenne an beide Enden der Spule[picture:447:a_mantelwellen_spannungsbalun:Aufbau eines Spannungbaluns] * Verdopplung der Spannung ($ü = 2$) und Halbierung des Stroms führen zu einer 1:4 Impedanztransformation * An ein $\qty{50}{\ohm}$ Koaxialkabel wird idealerweise eine Antenne mit ca. $\qty{200}{\ohm}$ angeschlossen
[question:AG421]
[question:AG422]
Einschränkungen der Mantelwellensperre
- Spannungsbalun funktioniert nur, wenn die angeschlossene Antenne tatsächlich symmetrisch ist
- Asymmetrische Belastung kann Mantelwellen begünstigen
- Kontaktlose Einkopplung über die elektromagnetischen Nahfelder bleibt möglich
- Eine zusätzliche Mantelwellensperre mit räumlichem Abstand kann unterstützend wirken
[question:AG428]
[question:AG429]