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Antennenmerkmale Klasse E

Abschnitt 4.7.2 · Antennen und Übertragungsleitungen · Technische Kenntnisse Klasse E. 23 Fragen, jede mit Erklärung.

Auf dieser Seite stehen alle 23 Prüfungsfragen zum Thema Antennenmerkmale (Kapitel „Antennen und Übertragungsleitungen“). Überlege erst selbst und klappe dann die Lösung auf: Dort steht der Lösungsweg und bei jeder falschen Antwort, welcher Denkfehler dahintersteckt.

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Im Lehrgang des DARC nachlesen (50ohm.de):

Kennwerte einer Antenne

Ein Draht, in dem eine Welle läuft, ist elektrisch LÄNGER als er aussieht — genauer: die Welle läuft in ihm etwas langsamer als im Vakuum, und deshalb braucht man für eine halbe Wellenlänge etwas weniger Draht als die Rechnung mit der Lichtgeschwindigkeit ergibt. Das Verhältnis der beiden Geschwindigkeiten heißt Verkürzungsfaktor; für Drahtantennen rechnet man üblicherweise mit 95 Prozent. Das ist kein Schönheitsfehler, sondern eine Zahl, die man beim Bauen braucht: wer die berechnete Länge nicht um diese fünf Prozent kürzt, baut eine Antenne, die zu tief resonant ist. Der zweite Kennwert ist der Gewinn, und der ist immer ein VERGLEICH — eine Antenne erzeugt keine Leistung, sie verteilt sie nur anders. Bündelt sie in eine Richtung, fehlt die Leistung woanders. Verglichen wird mit einem von zwei Maßstäben: dem isotropen Kugelstrahler (dBi) oder dem Halbwellendipol (dBd). Weil der Dipol selbst schon 2,15 dB über der Kugel liegt, ist der Zahlenwert in dBi immer um 2,15 größer — aus 5 dBd werden 7,15 dBi, obwohl sich an der Antenne nichts geändert hat. Wer Angaben von Herstellern vergleicht, muss deshalb zuerst nachsehen, welcher Maßstab gemeint ist. Der dritte Kennwert ist die Polarisation: sie richtet sich nach der Ausrichtung der ELEKTRISCHEN Feldkomponente in der Hauptstrahlrichtung, bezogen auf die Erdoberfläche. Und der vierte ist der Abstrahlwinkel, der über die Reichweite entscheidet: eine Vertikalantenne strahlt FLACH, und flach ist auf Kurzwelle gut für die Weite. Ein praktischer Punkt gehört dazu, weil er aus derselben Physik kommt: eine Antenne im Freien statt im Haus koppelt weniger in die Hausleitungen ein, und das ist der beste Schutz gegen Störungen beim Nachbarn — vor jedem Filter.

VerkürzungsfaktorGeschwindigkeit im Leiter zu der im VakuumDie Welle läuft im Draht langsamer.
Wert für Drahtantennen95 %Die berechnete Länge wird um fünf Prozent gekürzt.
Gewinnimmer ein VergleichEine Antenne erzeugt keine Leistung, sie verteilt sie.
dBigegen den IsotropstrahlerDie gedachte Kugel.
dBdgegen den Halbwellendipol
UmrechnungdBi = dBd + 2,15Der Dipol liegt selbst 2,15 dB über der Kugel.
Polarisation der AntenneRichtung des E-FeldesIn der Hauptstrahlrichtung, bezogen auf die Erdoberfläche.
λ/2-Vertikalantenneflacher AbstrahlwinkelFlach ist gut für die Weite.
Antenne im Freienweniger Kopplung mit HausleitungenDer wirksamste Schutz gegen Störungen im Haus.

Merken: Drahtantennen werden um fünf Prozent gekürzt, weil die Welle im Draht langsamer läuft. Gewinn ist immer ein Vergleich, und dBi ist um 2,15 größer als dBd — dieselbe Antenne, anderer Maßstab. Die Polarisation gibt die Richtung des elektrischen Feldes an, und eine Vertikale strahlt flach.

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Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

Auf einem Draht, der als Antenne arbeitet, sind Strom und Spannung nicht überall gleich — es steht eine Welle darauf, und die hat Berge und Täler. An den ENDEN kann kein Strom weiterfließen, der Draht hört auf; dort ist immer ein Stromknoten, also Strom null. Gleichzeitig staut sich dort die Spannung, es ist ein Spannungsbauch. In der MITTE eines Halbwellendipols ist es umgekehrt: Strombauch und Spannungsknoten. Aus dieser einen Tatsache folgt alles Weitere, denn der Widerstand an einer Stelle ist Spannung geteilt durch Strom. Wo viel Strom und wenig Spannung ist, ist der Widerstand also NIEDRIG — man speist stromgespeist und niederohmig. Wo wenig Strom und viel Spannung ist, ist er HOCH — spannungsgespeist und hochohmig. Deshalb wird ein Halbwellendipol auf seiner Grundfrequenz in der Mitte stromgespeist, und deshalb passt dort ein Koaxialkabel mit seinen 50 oder 75 Ω überhaupt hin. Die Zahlen dazu muss man kennen, und sie sind nicht willkürlich: der mittengespeiste Halbwellendipol liegt je nach Aufbauhöhe bei etwa 40 bis 90 Ω, hoch genug aufgehängt (mindestens eine Wellenlänge über dem Boden) bei rund 75 Ω — daher stammt der Wert 75 Ω überhaupt. Die Groundplane ist nur die halbe Antenne gegen Erde und hat deshalb etwa die halbe Impedanz: 30 bis 50 Ω. Der Faltdipol dagegen ist ein zum Ring geschlossener Dipol; er teilt den Strom auf zwei parallele Hälften auf, und das vervierfacht den Fußpunktwiderstand: aus den rund 60 bis 75 Ω des hoch aufgehängten Dipols werden 240 bis 300 Ω. Ein letzter Punkt, der oft verwechselt wird: bei einer Yagi-Uda-Antenne wird nur EIN Element angeschlossen, der Strahler. Reflektor und Direktoren hängen an nichts, sie werden von der Strahlung des Strahlers erregt. Und symmetrisch heißt eine Antenne, wenn ihre beiden Hälften gleich aussehen — der Dipol, der Faltdipol, die Yagi. Die Groundplane ist es NICHT, denn ihre zweite Hälfte ist die Erde.

An den DipolendenStromknoten, SpannungsbauchDer Draht hört auf, es kann kein Strom weiter.
In der DipolmitteStrombauch, SpannungsknotenGenau umgekehrt.
Viel Strom, wenig Spannungniederohmig, stromgespeistWiderstand ist Spannung durch Strom.
Wenig Strom, viel Spannunghochohmig, spannungsgespeist
Halbwellendipol auf Grundfrequenzin der Mitte stromgespeistDeshalb passt dort Koaxialkabel.
Dipol, mittengespeistetwa 40 bis 90 OhmJe nach Aufbauhöhe.
Dipol, mindestens 1 λ hochetwa 75 OhmDaher kommt der Wert 75 Ohm.
Groundplaneetwa 30 bis 50 OhmHalbe Antenne gegen Erde, also etwa halbe Impedanz.
Faltdipoletwa 240 bis 300 OhmDer Strom teilt sich auf zwei Hälften — das vervierfacht die rund 60 bis 75 Ohm des hoch aufgehängten Dipols.
Yagi-Uda, Einspeisungam StrahlerReflektor und Direktoren hängen an nichts.
Nicht symmetrischdie GroundplaneIhre zweite Hälfte ist die Erde. Dipol, Faltdipol und Yagi sind symmetrisch.

Merken: An den Enden ist der Strom null und die Spannung hoch, in der Mitte umgekehrt — und der Widerstand ist Spannung durch Strom. Darum: Dipolmitte niederohmig, 40 bis 90 Ω, hoch aufgehängt 75 Ω; Groundplane 30 bis 50 Ω; Faltdipol 240 bis 300 Ω. Bei der Yagi wird nur der Strahler angeschlossen.

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Die 23 Fragen

EG201Der Verkürzungsfaktor ist ...ab Klasse E

  1. das Verhältnis von Durchmesser zur Länge eines Leiters.
  2. das Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit entlang einer Leitung zur Ausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum.
  3. das Verhältnis des Leiterwiderstandes zum Fußpunktwiderstand der Antenne.
  4. die Wurzel aus dem Verhältnis von Induktivität zur Kapazität einer Leitung.
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Richtig ist B: das Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit entlang einer Leitung zur Ausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum.

Kniff: Der Name führt in die Irre: gefragt ist kein Längenverhältnis, sondern ein Verhältnis von Geschwindigkeiten. Nur eine Antwort vergleicht überhaupt zwei Geschwindigkeiten, damit ist sie gefunden. Die anderen drei nennen Verhältnisse, die es gibt, die aber zu anderen Fragen gehören.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • das Verhältnis von Durchmesser zur Länge eines Leiters. – Das ist ein rein geometrisches Maß für die Dicke des Leiters und sagt nichts darüber, wie schnell die Welle in ihm läuft.
  • das Verhältnis des Leiterwiderstandes zum Fußpunktwiderstand der Antenne. – Ein Verhältnis zweier Widerstände beschreibt Verluste; Ohm geteilt durch Ohm hat mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit und der Länge nichts zu tun.
  • die Wurzel aus dem Verhältnis von Induktivität zur Kapazität einer Leitung. – Die Wurzel aus L geteilt durch C ist die Formel für den Wellenwiderstand einer Leitung; hier steht die richtige Formel an der falschen Frage.

Mehr dazu: Kennwerte einer Antenne

EG202Welcher Prozentsatz entspricht dem Verkürzungsfaktor (Korrekturfaktor), der üblicherweise für die Berechnung der Länge einer Drahtantenne verwendet wird?ab Klasse E

  1. 100 %
  2. 75 %
  3. 66 %
  4. 95 %
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Richtig ist D: 95 %

Kniff: Gesucht ist die Zahl, mit der die berechnete Drahtlänge gekürzt wird, also ein Wert knapp unter 100 Prozent. Ein Draht in Luft wird nur wenig langsamer, deshalb sind fünf Prozent Abschlag das richtige Maß. Werte um zwei Drittel gehören zu Leitern, die vollständig in Isoliermaterial liegen.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • 100 % – 100 Prozent bedeutet gar keine Kürzung; die Antenne würde zu lang und wäre damit zu tief resonant.
  • 75 % – Ein Viertel Abschlag ist für freien Draht viel zu viel; so stark wird die Welle erst verlangsamt, wenn der Leiter rundum von Isoliermaterial umgeben ist.
  • 66 % – Das ist die Größenordnung, die man von Koaxialkabel mit Vollisolierung kennt, und nicht die eines Drahtes in Luft.

Mehr dazu: Kennwerte einer Antenne

EG203Welche Aussage zur Strom- und Spannungsverteilung auf einem Dipol ist richtig?ab Klasse E

  1. Am Einspeisepunkt eines Dipols entsteht immer ein Spannungsbauch und ein Stromknoten.
  2. An den Enden eines Dipols entsteht immer ein Spannungsknoten und ein Strombauch.
  3. Am Einspeisepunkt eines Dipols entsteht immer ein Spannungsknoten und ein Strombauch.
  4. An den Enden eines Dipols entsteht immer ein Stromknoten und ein Spannungsbauch.
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Richtig ist D: An den Enden eines Dipols entsteht immer ein Stromknoten und ein Spannungsbauch.

Kniff: Sortiere zuerst, wovon die Antwort spricht, von den Enden oder vom Einspeisepunkt. Nur über die Enden gilt etwas „immer“: dort hört der Draht auf, es kann kein Strom weiterfließen, also Stromknoten, und die Spannung steht dort am höchsten. Wo der Einspeisepunkt liegt, legt die Frage gar nicht fest.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • Am Einspeisepunkt eines Dipols entsteht immer ein Spannungsbauch und ein Stromknoten. – Diese Paarung gehört zum Speisepunkt am Drahtende; in der Mitte eines Halbwellendipols ist es umgekehrt, deshalb trägt das Wort „immer“ hier nicht.
  • An den Enden eines Dipols entsteht immer ein Spannungsknoten und ein Strombauch. – Genau vertauscht: am Ende kann kein Strom weiterfließen, dort liegt der Knoten des Stroms und der Bauch der Spannung.
  • Am Einspeisepunkt eines Dipols entsteht immer ein Spannungsknoten und ein Strombauch. – Für den in der Mitte gespeisten Halbwellendipol trifft das zu, aber nicht „immer“; der Speisepunkt kann anders liegen, die Enden liegen fest.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG204Ein Dipol wird stromgespeist, wenn an seinem Einspeisepunkt ...ab Klasse E

  1. ein Spannungsbauch und ein Stromknoten vorhanden sind. Er ist dann hochohmig.
  2. ein Spannungsknoten und ein Strombauch vorhanden sind. Er ist dann niederohmig.
  3. ein Spannungs- und ein Stromknoten vorhanden sind. Er ist dann hochohmig.
  4. ein Spannungs- und ein Strombauch vorhanden sind. Er ist dann niederohmig.
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Richtig ist B: ein Spannungsknoten und ein Strombauch vorhanden sind. Er ist dann niederohmig.

Kniff: Leite es aus R gleich U geteilt durch I ab: „stromgespeist“ heißt, man speist dort, wo der Strom im Bauch steht, und viel Strom bei wenig Spannung ergibt einen kleinen Widerstand, also niederohmig. Prüfe außerdem, ob die Paarung überhaupt möglich ist, denn zwei Knoten oder zwei Bäuche an derselben Stelle gibt es nicht.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • ein Spannungsbauch und ein Stromknoten vorhanden sind. Er ist dann hochohmig. – Diese Paarung ist in sich stimmig, beschreibt aber den spannungsgespeisten Fall: wenig Strom bei viel Spannung ergibt einen großen Quotienten.
  • ein Spannungs- und ein Stromknoten vorhanden sind. Er ist dann hochohmig. – Beides kann an derselben Stelle nicht null sein; wo der Strom seinen Knoten hat, steht die Spannung im Bauch.
  • ein Spannungs- und ein Strombauch vorhanden sind. Er ist dann niederohmig. – Zwei Bäuche an einer Stelle gibt es ebenso nicht, und wären Spannung und Strom beide groß, käme aus U geteilt durch I kein kleiner Wert.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG205Ein Dipol wird spannungsgespeist, wenn an seinem Einspeisepunkt ...ab Klasse E

  1. ein Spannungsknoten und ein Strombauch liegt. Er ist dann niederohmig.
  2. ein Spannungs- und ein Strombauch liegt. Er ist dann niederohmig.
  3. ein Spannungs- und ein Stromknoten liegt. Er ist dann hochohmig.
  4. ein Spannungsbauch und ein Stromknoten liegt. Er ist dann hochohmig.
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Richtig ist D: ein Spannungsbauch und ein Stromknoten liegt. Er ist dann hochohmig.

Kniff: Das ist die Umkehrung der stromgespeisten Frage: viel Spannung bei wenig Strom ergibt über R gleich U geteilt durch I einen großen Widerstand, also hochohmig. Achte darauf, dass beide Hälften einer Antwort zusammenpassen müssen, denn das Wort „hochohmig“ allein macht sie nicht richtig.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • ein Spannungsknoten und ein Strombauch liegt. Er ist dann niederohmig. – Das ist der stromgespeiste Fall, also die Dipolmitte; gefragt war die Speisung an der Stelle mit hoher Spannung.
  • ein Spannungs- und ein Strombauch liegt. Er ist dann niederohmig. – Spannung und Strom können nicht beide gleichzeitig im Bauch stehen, und aus zwei großen Werten folgt auch kein kleiner Widerstand.
  • ein Spannungs- und ein Stromknoten liegt. Er ist dann hochohmig. – Der Schluss auf hochohmig klingt passend, die Voraussetzung ist aber unmöglich: an einer Stelle mit Stromknoten hat die Spannung ihren Bauch und keinen Knoten.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG206Ein Halbwellendipol wird auf der Grundfrequenz in der Mitte ...ab Klasse E

  1. spannungsgespeist.
  2. endgespeist.
  3. stromgespeist.
  4. parallel gespeist.
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Richtig ist C: stromgespeist.

Kniff: In der Mitte eines Halbwellendipols steht der Strom im Bauch und die Spannung im Knoten; nach R gleich U geteilt durch I ist die Stelle damit niederohmig und wird stromgespeist. Deshalb passt dort ein Koaxialkabel überhaupt hin. Zwei der falschen Antworten gehören nicht in dieses Begriffspaar.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • spannungsgespeist. – Spannungsgespeist wird dort, wo die Spannung im Bauch steht, also am Ende des Dipols und nicht in seiner Mitte.
  • endgespeist. – „Endgespeist“ nennt einen anderen Ort, obwohl die Frage die Mitte vorgibt; gemeint ist damit die hochohmige Speisung am Drahtende.
  • parallel gespeist. – Parallel und in Reihe beschreiben das Zusammenschalten von Bauteilen, nicht die Stelle eines Speisepunkts auf einem Draht.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG207Die Fußpunktimpedanz eines mittengespeisten Halbwellendipols in einer Höhe von mindestens einer Wellenlänge über dem Boden beträgt ungefähr ...ab Klasse E

  1. 50 Ω.
  2. 600 Ω.
  3. 30 Ω.
  4. 75 Ω.
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Richtig ist D: 75 Ω.

Kniff: Achte auf den Zusatz „mindestens eine Wellenlänge über dem Boden“, denn er ist hier das Entscheidende. Der mittengespeiste Halbwellendipol liegt je nach Höhe bei 40 bis 90 Ω, und hoch aufgehängt am oberen Ende, bei etwa 75 Ω. Aus diesem Fall stammt der bekannte Wert 75 Ω überhaupt.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • 50 Ω. – 50 Ω liegt zwar im Bereich des Dipols, gehört aber zum niedrigeren Aufbau; es ist der Wert, den man von Koaxialkabel und von der Groundplane kennt.
  • 600 Ω. – So hohe Werte gehören zu einem hochohmigen, spannungsgespeisten Anschluss; kein Aufbau bringt die Dipolmitte in diese Größenordnung.
  • 30 Ω. – 30 Ω ist die untere Grenze der Groundplane, also der halben Antenne gegen Erde, und nicht die eines frei aufgehängten Dipols.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG208Der Fußpunktwiderstand in der Mitte eines Halbwellendipols beträgt je nach Aufbauhöhe ungefähr ...ab Klasse E

  1. 120–240 Ω.
  2. 40–90 Ω.
  3. 100–120 Ω.
  4. 240–600 Ω.
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Richtig ist B: 40–90 Ω.

Kniff: Der mittengespeiste Halbwellendipol liegt je nach Aufbauhöhe bei 40 bis 90 Ω, und darum passt dort Koaxialkabel mit 50 oder 75 Ω. Prüfe bei jedem angebotenen Bereich, ob diese beiden Kabelwerte darin liegen; wenn nicht, kann es nicht der Dipol sein.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • 120–240 Ω. – Dieser Bereich beginnt über dem Dipol und endet beim Faltdipol, der bei 240 bis 300 Ω liegt; die Aufbauhöhe hebt den einfachen Dipol nicht so weit.
  • 100–120 Ω. – Auch dieser Bereich liegt vollständig über dem Dipol, und zu keiner Antennenform des Blattes gehören diese Zahlen.
  • 240–600 Ω. – Die 240 Ω sind der Anfang des Faltdipols und 600 Ω liegen noch darüber; mit dem einfachen Dipol hat das nichts zu tun.

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EG209Welchen Eingangswiderstand hat ein gestreckter mittengespeister Halbwellendipol?ab Klasse E

  1. ca. 240 bis 300 Ω
  2. ca. 30 Ω
  3. ca. 120 Ω
  4. ca. 40 bis 90 Ω
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Richtig ist D: ca. 40 bis 90 Ω

Kniff: „Gestreckt“ heißt, der Draht läuft durch und ist nicht zum Ring geschlossen, es geht also um den einfachen Dipol mit 40 bis 90 Ω. Die Falle ist der Faltdipol, dessen Wert gleich mitangeboten wird. Kläre daher zuerst die Bauform und nenne dann ihre Zahl.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • ca. 240 bis 300 Ω – Das ist der Faltdipol; weil sich dort der Strom auf zwei Hälften verteilt, liegt er etwa viermal höher als der gestreckte Dipol.
  • ca. 30 Ω – 30 Ω ist der untere Wert der Groundplane, also der halben Antenne gegen Erde.
  • ca. 120 Ω – Das ist etwa das Doppelte des Dipolwertes und gehört zu keiner Bauform des Blattes; der Faltdipol vervierfacht, er verdoppelt nicht.

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EG210Welchen Eingangs- bzw. Fußpunktwiderstand hat ein Faltdipol?ab Klasse E

  1. ca. 120 Ω
  2. ca. 60 Ω
  3. ca. 30–60 Ω
  4. ca. 240–300 Ω
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Richtig ist D: ca. 240–300 Ω

Kniff: Der Faltdipol teilt den Strom auf zwei Hälften auf, und das vervierfacht den Fußpunktwiderstand gegenüber dem einfachen Dipol: aus 60 bis 75 Ω werden 240 bis 300 Ω. Rechne den Faktor vier mit, dann musst du die Zahl nicht erinnern.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • ca. 120 Ω – Das ist nur das Doppelte des einfachen Dipols; die Aufteilung des Stroms auf zwei Hälften vervierfacht den Widerstand aber, sie verdoppelt ihn nicht.
  • ca. 60 Ω – 60 Ω ist ein Wert des einfachen mittengespeisten Dipols aus dem Bereich 40 bis 90 Ω, und der Faltdipol liegt viermal höher.
  • ca. 30–60 Ω – Dieser Bereich gehört zur Groundplane und zum unteren Teil des einfachen Dipols, also zu den niederohmigen Formen, an die Koaxialkabel unmittelbar passt.

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EG211Welchen Eingangswiderstand hat eine Groundplane-Antenne?ab Klasse E

  1. ca. 240 Ω
  2. ca. 30–50 Ω
  3. ca. 600 Ω
  4. ca. 60–120 Ω
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Richtig ist B: ca. 30–50 Ω

Kniff: Die Groundplane ist nur die halbe Antenne, ein Viertelwellenstrahler, dessen zweite Hälfte die Radials übernehmen. Halbe Antenne heißt etwa halbe Impedanz, also 30 bis 50 Ω, der niedrigste Wert unter den Antennenformen. Deshalb passt 50-Ohm-Koaxialkabel unmittelbar an sie.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • ca. 240 Ω – 240 Ω ist der Anfang des Faltdipols; die Groundplane liegt nicht über dem einfachen Dipol, sondern unter ihm.
  • ca. 600 Ω – So hohe Werte gehören zu einem spannungsgespeisten, hochohmigen Anschluss; die Groundplane wird am Fußpunkt im Strombauch gespeist und ist gerade darum niederohmig.
  • ca. 60–120 Ω – Dieser Bereich liegt über dem einfachen Dipol, die Groundplane aber darunter; als halbe Antenne hat sie etwa die halbe und nicht die doppelte Impedanz.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG212An welchem Element einer Yagi-Uda-Antenne erfolgt die Energieeinspeisung? Sie erfolgt am ...ab Klasse E

  1. Reflektor
  2. Strahler und am Reflektor gleichzeitig
  3. Direktor
  4. Strahler
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Richtig ist D: Strahler

Kniff: Bei der Yagi-Uda hängt nur ein Element am Kabel, der Strahler; Reflektor und Direktoren sind an nichts angeschlossen und werden von seiner Strahlung erregt. Der Name sagt es schon: gespeist wird das strahlende Element. Achte besonders auf die Antwort, die zwei Elemente gleichzeitig speisen will.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • Reflektor – Der Reflektor hängt an nichts; er wird von der Strahlung des Strahlers erregt und wirft die Energie nach vorn.
  • Strahler und am Reflektor gleichzeitig – Der Strahler ist richtig genannt, angeschlossen wird aber nur er allein; der Reflektor bleibt ein passives Element.
  • Direktor – Auch der Direktor ist passiv; er bündelt nach vorn, ohne selbst Energie aus dem Kabel zu erhalten.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG213Welche Antenne gehört nicht zu den symmetrischen Antennen?ab Klasse E

  1. Lang-Yagi-Uda
  2. Groundplane
  3. mittengespeister λ/2-Dipol
  4. Faltdipol
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Richtig ist B: Groundplane

Kniff: Symmetrisch heißt, die beiden Hälften der Antenne sind gleich aufgebaut. Prüfe bei jeder Bauform, ob es eine gleichwertige zweite Hälfte aus Metall gibt; bei der Groundplane fehlt sie, denn ihre zweite Hälfte ist die Erde beziehungsweise das Gegengewicht aus Radials. Achte auf das verneinte Wort in der Frage, gesucht ist die Ausnahme.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • Lang-Yagi-Uda – Ihre Elemente sind Dipole mit zwei gleichen Hälften; viele Elemente hintereinander ändern an dieser Symmetrie nichts.
  • mittengespeister λ/2-Dipol – Das ist der Musterfall der symmetrischen Antenne: links und rechts der Speisestelle liegt je ein gleich langer Schenkel.
  • Faltdipol – Der Faltdipol ist ein zum Ring geschlossener Dipol und bleibt dabei aus zwei gleichen Hälften aufgebaut.

Mehr dazu: Wo man eine Antenne anschließt und was sie dort für ein Widerstand ist

EG214Welches der Bilder zeigt das Strahlungsdiagramm eines Halbwellendipols?ab Klasse E

  1. Antwortbild EG214_d.svg
  2. Antwortbild EG214_b.svg
  3. Antwortbild EG214_a.svg
  4. Antwortbild EG214_c.svg
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Richtig ist C: Antwortbild EG214_a.svg

Ein Strahlungsdiagramm zeigt, in welche Richtung eine Antenne wie stark abstrahlt: je weiter die Linie vom Mittelpunkt weg liegt, desto mehr Leistung geht in diese Richtung. Für einen geraden Draht folgt die Form aus der Physik: am stärksten strahlt er quer zu seiner Achse, und in Richtung seiner Enden strahlt er nicht. Daraus wird die liegende Acht, die SENKRECHT zum Draht steht. Weil ein Halbwellendipol in beiden Hälften gleich aufgebaut ist, sind auch die beiden Keulen gleich groß — eine Vorzugsrichtung hat er nicht.

Kniff: Zwei Fragen entscheiden. Erstens: sind die beiden Keulen gleich groß? Ungleich große Keulen gehören zu einer Richtantenne, nicht zum Dipol. Zweitens: steht die Acht quer zum gezeichneten Draht? Läuft sie längs des Drahtes, ist es falsch, denn genau in Richtung der Drahtenden strahlt er nicht. Das Bild mit dem einen großen Kreis erkennt man an den schräg abgehenden Armen — ein Dipol hat keine.

EG215Für welche Antenne ist dieses Strahlungsdiagramm typisch?ab Klasse E

Ein Strahlungsdiagramm in der Draufsicht. In der Mitte steht ein dicker senkrechter Balken — das ist die Antenne, ein gerader Draht. Links und rechts davon liegt je ein großer, fast kreisrunder Lappen; beide sind gleich groß und berühren sich in der Mitte am Balken. Entlang des Balkens, also nach oben und nach unten, geht die Kurve auf Null. Die Form ist eine liegende Acht mit zwei gleich starken Hauptrichtungen, quer zum Draht.
  1. Groundplane
  2. Yagi-Uda-Antenne
  3. Halbwellendipol
  4. Kugelstrahler
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Richtig ist C: Halbwellendipol

Kniff: Zwei Dinge muss man am Diagramm sehen: dass es genau zwei Lappen gibt und dass sie gleich groß sind. Gleich groß heißt: die Antenne bevorzugt keine Richtung, sie strahlt nach beiden Seiten gleich. Und die Nullstellen liegen in Richtung des Drahtes. Beides trifft auf den Halbwellendipol zu: er strahlt am stärksten quer zu seiner Achse und in Richtung der Drahtenden gar nicht.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • Groundplane – Eine Groundplane steht senkrecht und strahlt waagerecht in alle Richtungen gleich stark. Ihr Diagramm in dieser Ebene wäre ein einziger Kreis um die Antenne, ohne Nullstellen. Hier sind es zwei Lappen mit zwei Nullstellen.
  • Yagi-Uda-Antenne – Eine Yagi hat eine Vorzugsrichtung: einen großen Hauptlappen vorn und höchstens einen kleinen Rest nach hinten. Im Bild sind die beiden Lappen gleich groß, es gibt also keine Vorzugsrichtung.
  • Kugelstrahler – Der Kugelstrahler strahlt in jede Richtung gleich stark; sein Diagramm ist in jeder Ebene ein Kreis. Nullstellen wie im Bild kann er nicht haben, denn er würde ja in alle Richtungen etwas abgeben.

EG216Für welche Antenne ist dieses Strahlungsdiagramm typisch?ab Klasse E

Eine Draufsicht. In der Mitte ein kleiner Kreis mit einem ausgefüllten Punkt darin — so zeichnet man einen Leiter, der auf den Betrachter zu zeigt, hier also den senkrechten Strahler von oben gesehen. Von ihm gehen drei kräftige Striche in Winkeln von etwa 120 Grad nach außen: einer nach oben, einer nach links unten, einer nach rechts unten. Das sind die Radials. Um das Ganze läuft eine dünne Kurve, die fast ein Kreis ist: sie besteht aus drei flachen Bögen, die jeweils zwischen zwei Radials liegen, und hat dort, wo ein Radial nach außen zeigt, eine kleine Einbuchtung. Nach allen Seiten ist sie ungefähr gleich weit vom Mittelpunkt entfernt.
  1. Groundplane
  2. Yagi-Uda
  3. Dipol
  4. Kugelstrahler
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Richtig ist A: Groundplane

Kniff: Zwei Sachen zusammen geben die Antwort. Die Kurve ist rundum fast gleich weit vom Mittelpunkt entfernt — in der Waagerechten strahlt die Antenne also in alle Richtungen gleich, es gibt keine Vorzugsrichtung und keine Nullstelle. Und die mitgezeichnete Antenne ist ein senkrechter Strahler mit drei Radials, also eine Groundplane. Die kleinen Einbuchtungen liegen genau in Richtung der Radials und zeigen, dass es ein wirkliches Gebilde aus drei Radials ist und kein reiner Rundstrahler. Wichtig ist auch, welche Ebene gezeichnet ist: das hier ist der Blick von oben, in der senkrechten Ebene sähe dieselbe Antenne ganz anders aus.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • Yagi-Uda – Eine Yagi bündelt in eine Richtung: ihr Diagramm hat eine lange Hauptkeule nach vorn und höchstens einen kleinen Zipfel nach hinten. Diese Kurve ist nach allen Seiten gleich weit — sie bündelt in der Waagerechten gar nicht.
  • Dipol – Ein waagerechter Dipol hat von oben gesehen die Form einer Acht, mit zwei tiefen Nullstellen in Richtung der Drahtenden. Solche Nullstellen fehlen hier vollständig, und im Bild ist auch kein Draht mit zwei Hälften zu sehen.
  • Kugelstrahler – Die Kurve allein würde passen, die Antenne nicht. Ein Kugelstrahler würde in alle Richtungen des Raumes gleich strahlen, auch senkrecht nach oben; er ist eine Rechengröße und lässt sich nicht bauen. Im Bild steht eine wirkliche Antenne mit Strahler und Radials, deren Rundumstrahlung nur für die Waagerechte gilt — und die Einbuchtungen in Richtung der Radials hätte ein exakter Kugelstrahler auch nicht.

EG217Dieses Strahlungsdiagramm ist typisch für ...ab Klasse E

Ein Strahlungsdiagramm in der Draufsicht. In der Mitte steht ein kurzer, dicker senkrechter Strich, die Antenne. Von ihm aus dehnt sich nach rechts eine sehr große, tropfenförmige Keule aus, die fast die ganze Bildbreite einnimmt. Nach links liegt eine viel kleinere Keule derselben Form, ungefähr ein Viertel so lang. Beide Keulen treffen sich in einer Einschnürung genau an der Antenne. Die Figur ist also eine Acht mit stark unterschiedlich großen Hälften: vorn groß, hinten klein.
  1. einen Viertelwellenstrahler.
  2. einen Halbwellendipol.
  3. eine Richtantenne.
  4. eine Marconi-Antenne.
Lösung und Erklärung zeigen
Richtig ist C: eine Richtantenne.

Kniff: Entscheidend ist nicht, dass zwei Keulen da sind, sondern dass sie ungleich groß sind. Eine Antenne, die in eine Richtung deutlich mehr abstrahlt als in die entgegengesetzte, ist eine Richtantenne; das Größenverhältnis der beiden Keulen ist ihr Vor-Rück-Verhältnis. Zum Vergleich: ein Rundstrahler ergibt einen Kreis, ein einfacher Dipol eine Acht mit zwei genau gleichen Hälften. Genau dieser Unterschied — gleich groß oder ungleich groß — trennt hier die Antworten.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • einen Viertelwellenstrahler. – Der strahlt in der waagerechten Ebene in alle Richtungen gleich, sein Diagramm ist ein Kreis um die Antenne. Im Bild gibt es eine Vorzugsrichtung mit einer großen und einer kleinen Keule.
  • einen Halbwellendipol. – Sein Diagramm ist ebenfalls eine Acht, aber mit zwei genau gleich großen Keulen, senkrecht zum Draht. Hier ist die eine Keule etwa viermal so lang wie die andere — ein Dipol kann vorn und hinten nicht unterscheiden.
  • eine Marconi-Antenne. – Das ist ein Viertelwellenstrahler gegen Erde, also wieder ein Rundstrahler mit kreisförmigem Diagramm in der Waagerechten. Eine bevorzugte Richtung hat er nicht.

EG218Für welche Antenne ist dieses Strahlungsdiagramm typisch?ab Klasse E

Ein Strahlungsdiagramm mit einer waagerechten Achse durch die Mitte. Nach rechts erstreckt sich ein großer, langgezogener Lappen, der vorne breit ist und am Speisepunkt spitz zuläuft. Nach links zeigt vom selben Punkt ein deutlich kleinerer Lappen, etwa ein Sechstel so lang. Oben und unten gibt es keine weiteren Zipfel. Eine Vorzugsrichtung ist also klar zu erkennen: nach rechts.
  1. Yagi-Uda
  2. Dipol
  3. Kugelstrahler
  4. Groundplane
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Richtig ist A: Yagi-Uda

Kniff: Das Kennzeichen im Bild ist die Unsymmetrie: ein großer Lappen nach vorn, ein kleiner nach hinten. Das kann nur eine Richtantenne sein. Die Yagi-Uda erreicht das mit ihren zusätzlichen Elementen, dem Reflektor hinten und den Direktoren vorn; der kleine Rücklappen bleibt übrig, weil die Dämpfung nach hinten nicht vollständig ist. Das Verhältnis der beiden Lappen ist genau das, was man Vor-Rück-Verhältnis nennt.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • Dipol – Der Dipol hat zwei gleich große Lappen, eine liegende Acht. Im Bild ist der eine Lappen etwa sechsmal so lang wie der andere — damit fällt der Dipol aus.
  • Kugelstrahler – Der Kugelstrahler strahlt in alle Richtungen gleich stark; sein Diagramm ist ein Kreis. Er hat überhaupt keine Vorzugsrichtung, das Bild zeigt aber eine ausgeprägte.
  • Groundplane – Eine Groundplane strahlt waagerecht rundum gleich stark; ihr Diagramm in dieser Ebene ist ein Kreis, keine Keule nach vorn. Als Rundstrahler hat sie kein Vor-Rück-Verhältnis.

EG219Eine λ/2-Vertikalantenne erzeugt ...ab Klasse E

  1. zirkulare Polarisation.
  2. einen flachen Abstrahlwinkel.
  3. elliptische Polarisation.
  4. einen hohen Abstrahlwinkel.
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Richtig ist B: einen flachen Abstrahlwinkel.

Kniff: Sortiere zuerst nach dem Gegenstand: zwei Antworten sprechen von Polarisation, zwei vom Abstrahlwinkel. Ein einzelner gerader Strahler ist linear polarisiert, damit fallen die Polarisationsantworten weg. Bleiben die beiden Winkel, und die Vertikale strahlt flach, was auf Kurzwelle der Weite dient.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • zirkulare Polarisation. – Zirkulare Polarisation entsteht erst, wenn zwei gekreuzte Antennen mit Phasenverschiebung gespeist werden; ein einzelner gerader Strahler kann sie nicht erzeugen.
  • elliptische Polarisation. – Auch dafür braucht es zwei Feldanteile mit Phasenverschiebung; eine einzelne Vertikalantenne ist linear polarisiert, und zwar senkrecht.
  • einen hohen Abstrahlwinkel. – Das ist die Umkehrung des Richtigen: ein hoher, steiler Winkel schickt die Energie nach oben und deckt nur die Nähe ab.

Mehr dazu: Kennwerte einer Antenne

EG220Der Gewinn von Antennen wird häufig in dBi angegeben. Auf welche Vergleichsantenne bezieht man sich dabei? Man bezieht sich dabei auf den ...ab Klasse E

  1. Vertikalstrahler.
  2. Horizontalstrahler.
  3. Isotropstrahler.
  4. Halbwellenstrahler.
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Richtig ist C: Isotropstrahler.

Kniff: Lies den Buchstaben hinter dem dB: „i“ steht für isotrop, also für die gedachte Kugel, „d“ für den Dipol. Damit ist die Frage allein aus der Abkürzung entschieden. Der Halbwellenstrahler im Angebot ist die Falle, denn er ist der Bezug von dBd.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • Vertikalstrahler. – Eine Vertikalantenne ist eine Bauform mit eigenem Gewinn und eigener Polarisation, aber kein Vergleichsmaßstab für Gewinnangaben.
  • Horizontalstrahler. – Ebenso: die Lage der Antenne über dem Boden taugt nicht als Bezugsgröße, und eine solche Gewinnangabe ist nicht vorgesehen.
  • Halbwellenstrahler. – Der Halbwellendipol ist der Bezug von dBd und nicht von dBi; wer ihn hier wählt, vertauscht die beiden Buchstaben und damit 2,15 dB.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/EG220

Mehr dazu: Kennwerte einer Antenne

EG221Ein Antennenhersteller gibt den Gewinn einer Antenne mit 5 dBd an. Wie groß ist der Gewinn der Antenne in dBi?ab Klasse E

  1. 2,5 dBi
  2. 7,15 dBi
  3. 5 dBi
  4. 2,85 dBi
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Richtig ist B: 7,15 dBi

Lösungsweg:

  1. Gegeben: 5 dBd, Bezug Halbwellendipol
  2. Gesucht: derselbe Gewinn mit Bezug auf den isotropen Kugelstrahler
  3. dBi = dBd + 2,15
  4. 5 + 2,15 = 7,15
  5. Der Gewinn beträgt 7,15 dBi

Kniff: Die Antenne bleibt dieselbe, nur der Bezugspunkt wechselt — und der Dipol liegt selbst schon 2,15 dB über der Kugel. In dBi muss der Zahlenwert deshalb größer werden als in dBd; damit fallen drei Antworten weg, noch bevor du rechnest.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • 2,5 dBi – Das ist die halbierte Angabe. Zwischen dBd und dBi wird aber nicht halbiert, sondern ein fester Betrag addiert, und die Zahl läuft hier zusätzlich in die falsche Richtung.
  • 5 dBi – Hier ist nur die Einheit ausgetauscht und der Zahlenwert stehen gelassen. dBd und dBi haben verschiedene Bezugspunkte, sonst wäre nach der Umrechnung nicht zu fragen.
  • 2,85 dBi – Die 2,15 sind abgezogen statt addiert: 5 minus 2,15 gleich 2,85. Der Dipol liegt über der Kugel, also muss der Betrag hinzukommen.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/EG221

Mehr dazu: Dezibel: rechnen mit Verhältnissen

EG222Die Polarisation einer Antenne ...ab Klasse E

  1. entspricht der Richtung der magnetischen Feldkomponente des empfangenen oder ausgesendeten Feldes in Bezug auf die Nordrichtung (Azimut).
  2. wird nach der Ausrichtung der elektrischen Feldkomponente in der Hauptstrahlrichtung in Bezug zur Erdoberfläche angegeben.
  3. entspricht der Richtung der elektrischen Feldkomponente des empfangenen oder ausgesendeten Feldes in Bezug auf die Nordrichtung (Azimut).
  4. wird nach der Ausrichtung der magnetischen Feldkomponente in der Hauptstrahlrichtung in Bezug zur Erdoberfläche angegeben.
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Richtig ist B: wird nach der Ausrichtung der elektrischen Feldkomponente in der Hauptstrahlrichtung in Bezug zur Erdoberfläche angegeben.

Kniff: Prüfe in jeder Antwort zwei Dinge getrennt, welche Feldkomponente genannt wird und worauf sie bezogen wird. Gesucht ist die elektrische Komponente, bezogen auf die Erdoberfläche in der Hauptstrahlrichtung. Nur eine Antwort hat beide Hälften richtig, in den anderen ist eine oder sind beide ausgetauscht.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • entspricht der Richtung der magnetischen Feldkomponente des empfangenen oder ausgesendeten Feldes in Bezug auf die Nordrichtung (Azimut). – Hier ist beides vertauscht, die magnetische Komponente statt der elektrischen und die Nordrichtung statt der Erdoberfläche.
  • entspricht der Richtung der elektrischen Feldkomponente des empfangenen oder ausgesendeten Feldes in Bezug auf die Nordrichtung (Azimut). – Die Feldkomponente stimmt, der Bezug nicht: der Azimut sagt, wohin die Antenne zeigt, und nicht, wie das Feld zur Erdoberfläche liegt.
  • wird nach der Ausrichtung der magnetischen Feldkomponente in der Hauptstrahlrichtung in Bezug zur Erdoberfläche angegeben. – Der Bezug stimmt, die Komponente nicht; das magnetische Feld steht senkrecht zum elektrischen, diese Antwort ergäbe also gerade die umgekehrte Polarisation.

Mehr dazu: Kennwerte einer Antenne

EG223Eine im Außenbereich installierte Sendeantenne hat den Vorteil, dass ...ab Klasse E

  1. sie eine geringere Anzahl von Harmonischen abstrahlt.
  2. die Kopplung mit den elektrischen Leitungen im Haus reduziert wird.
  3. das Sendesignal einen niedrigeren Pegel aufweist.
  4. sie in geringerem Ausmaß Ausstrahlungen unterworfen ist.
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Richtig ist B: die Kopplung mit den elektrischen Leitungen im Haus reduziert wird.

Kniff: Gefragt ist der Vorteil des Standortes, nicht ein Vorteil der Antenne selbst. Draußen liegt die Antenne weiter von den Leitungen im Haus entfernt, und genau diese Kopplung ist die Ursache der Störungen. Die anderen Antworten schreiben dem Ort Wirkungen zu, die im Sender entstehen, oder nennen etwas, das kein Vorteil wäre.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • sie eine geringere Anzahl von Harmonischen abstrahlt. – Harmonische entstehen im Sender; wie viele davon nach außen gelangen, entscheiden dessen Filter und nicht der Ort der Antenne.
  • das Sendesignal einen niedrigeren Pegel aufweist. – Ein niedrigerer Pegel wäre kein Vorteil, sondern Verlust; die Antenne im Freien soll gerade gut abstrahlen.
  • sie in geringerem Ausmaß Ausstrahlungen unterworfen ist. – Im Freien ist die Antenne fremden Feldern eher mehr ausgesetzt als weniger; der Gewinn liegt im Abstand zu den Hausleitungen, nicht in einer Abschirmung.

Mehr dazu: Kennwerte einer Antenne

▶ Jetzt üben: Antennenmerkmale

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Fragen und Abbildungen: Prüfungsfragenkatalog der Bundesnetzagentur, 3. Auflage (gültig seit 24. Juni 2024), Datenlizenz Deutschland – Namensnennung – 2.0. Die Antworten sind gemischt. Erklärungen, Lösungswege und Begriffsblätter: Amateurfunk-Trainer.