Übertragungsleitungen Klasse E

Kniff: Zwei Dinge stehen in den Antworten zur Wahl: die Leitungslänge und das, was am Ende hängt. Beides ändert den Wellenwiderstand nicht — die Länge ändert nur die Dämpfung, der Abschluss nur das SWR. Bleibt die Frequenz, und dort ist die richtige Antwort vorsichtig formuliert: im HF-Bereich in etwa konstant, nicht völlig unabhängig.

Warum die anderen nicht stimmen:

• ist völlig frequenzunabhängig. – Das Wort „völlig“ geht zu weit: verlangt ist „im HF-Bereich in etwa konstant“, und eine Antwort ohne jede Einschränkung ist deshalb die falsche.
• hängt von der Leitungslänge und der Beschaltung am Leitungsende ab. – Diese Antwort nennt gleich zwei Größen, die nichts damit zu tun haben; die Länge entscheidet über die Dämpfung, nicht über den Wellenwiderstand.
• hängt von der Beschaltung am Leitungsende ab. – Hier ist der Wellenwiderstand mit dem SWR verwechselt: was am Leitungsende hängt, ändert das Stehwellenverhältnis, ein 50-Ohm-Kabel bleibt ein 50-Ohm-Kabel.

Mehr dazu: Speiseleitung und Stehwellenverhältnis

Kniff: Die Frage nennt den Zweck mit: unerwünschte Abstrahlungen sollen vermieden werden. Gesucht ist damit die geschirmte Bauart. Prüfe jede Antwort nur nach diesem einen Merkmal, dann bleibt genau eine übrig.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Symmetrische Feederleitungen – Eine Feederleitung hat keinen Schirm und strahlt, wenn sie nicht sauber verlegt ist — innerhalb der Station ist sie damit genau die falsche Wahl.
• Hochwertige abgeschirmte Netzanschlusskabel – Netzanschlusskabel führen die Stromversorgung; sie haben keinen definierten Wellenwiderstand und taugen nicht als HF-Verbindung.
• Unabgestimmte Speiseleitungen – „Unabgestimmt“ beschreibt den Betriebszustand einer Leitung und nicht ihre Bauart; über die Abstrahlung sagt das Wort nichts.

Mehr dazu: Speiseleitung und Stehwellenverhältnis

Kniff: Zwei Merkmale sind gefragt, und beide müssen zutreffen: definierte 50 Ω bis in den GHz-Bereich und die höchste Spannungsfestigkeit. Am ersten Merkmal scheitern die einfachen Bauformen, am zweiten scheitert der kleine Steckverbinder, der hochfrequent sonst mithält.

Warum die anderen nicht stimmen:

• UHF-Stecker – Der Name führt in die Irre: der UHF-Stecker gehört nicht zu den Bauformen mit durchgehend definiertem Wellenwiderstand und fällt schon am ersten Merkmal aus.
• BNC-Stecker – Der BNC-Stecker taugt für hohe Frequenzen nur mäßig und ist für kleine Leistungen gebaut; keines der beiden gefragten Merkmale trifft auf ihn zu.
• SMA-Stecker – Der SMA-Stecker hält die 50 Ω bis in den GHz-Bereich, ist aber klein gebaut und scheidet an der Spannungsfestigkeit für hohe Leistungen aus — genau dieses zweite Merkmal nennt die Frage zusätzlich.

Mehr dazu: Speiseleitung und Stehwellenverhältnis

Kniff: Symmetrie ist eine Frage der Bauform, nicht des Betriebs. Lies die Antworten daraufhin durch: drei sprechen von Leistung, Frequenz oder Länge, also von Betriebsgrößen. Nur eine beschreibt, wie die beiden Leiter aussehen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Wenn die hin- und zurücklaufende Leistung verschieden sind. – Verschiedene Leistungen in den beiden Richtungen sind eine Aussage über Reflexion und SWR; das ist Anpassung und nicht Symmetrie.
• Wenn sie außerhalb ihrer Resonanzfrequenz betrieben wird. – Eine Speiseleitung wird nicht durch eine Resonanzfrequenz beschrieben, und symmetrisch oder unsymmetrisch ist sie bei jeder Frequenz gleich.
• Wenn die Länge nicht einem Vielfachen von λ/2 entspricht. – Auch die Länge entscheidet nicht: ein Koaxialkabel bleibt unsymmetrisch, gleich wie lang du es abschneidest.

Mehr dazu: Speiseleitung und Stehwellenverhältnis

Kniff: Gefragt sind Vorteile, und es sind genau zwei, die zusammen in einer Antwort stehen. Die anderen drei nennen Eigenschaften, die die Paralleldrahtleitung entweder nicht hat oder die kein Vorteil sind. Der fehlende Schirm ist ihr Nachteil, nicht ihr Vorteil.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Sie vermeidet Mantelwellen durch Wegfall der Abschirmung. – Die Begründung dreht den Nachteil zum Vorteil: ohne Schirm strahlt die Leitung selbst, wenn sie nicht sauber verlegt ist, und genau deshalb hat das Koaxialkabel sie verdrängt.
• Sie erlaubt leichtere Kontrolle des Wellenwiderstandes durch Verschieben der Spreizer. – Die Spreizer legen den Aufbau beim Bauen fest; im Betrieb verschiebt man sie nicht, und der Wellenwiderstand ist keine Größe, die man an der Leitung nachstellt.
• Sie bietet guten Blitzschutz durch niederohmige Drähte. – Blitzschutz entsteht durch Erdung und Ableiter, nicht durch die Speiseleitung; mit 300 bis 600 Ω ist die Paralleldrahtleitung zudem gerade die hochohmige Bauart.

Mehr dazu: Speiseleitung und Stehwellenverhältnis

Kniff: Die Frage will einen Nachteil, also fällt die Antwort heraus, die gar keinen nennt. Bei den übrigen musst du die Richtung der Störung erkennen: die Hochfrequenz ist die starke Quelle im Kanal, das Netz der Empfänger.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die nebeneinander liegenden HF- und Netzkabel können sich bei guter Isolierung nicht gegenseitig beeinflussen. – Diese Antwort bestreitet den Nachteil, nach dem gefragt ist; HF koppelt über das Feld zwischen parallel geführten Leitern, und daran ändert die Isolierung nichts.
• Zwischen den nebeneinander liegenden HF- und Netzkabeln kann es zu Spannungsüberschlägen kommen. – Für Überschläge sind die Spannungen im Kabelkanal viel zu klein; die Isolierung beider Kabel ist dafür ausgelegt.
• Die nebeneinander liegenden HF- und Netzkabel können zu unerwünschter 50 Hz-Modulation auf dem Koaxialkabel führen. – Hier ist die Richtung vertauscht: die HF gelangt ins Versorgungsnetz und nicht die Netzfrequenz in das geschirmte Koaxialkabel.

Mehr dazu: Speiseleitung und Stehwellenverhältnis

Lösungsweg:

1. Kabel 1: 2 dB Dämpfung
2. Kabel 2: 3 dB Dämpfung
3. Summe der Kabelverluste: 2 dB + 3 dB = 5 dB

Kniff: Gefragt ist nur ein Teil des Bildes: die Summe der Kabelverluste. Die 6 dB der Endstufe und die 2 dB Antennengewinn stehen mit im Bild, gehören aber nicht dazu — sie wären nur für die gesamte Pegelbilanz nötig. Dezibel werden addiert, nicht multipliziert, also 2 dB plus 3 dB. Und ein Verlust wird als positive Dezibelzahl angegeben, wenn man ihn Dämpfung oder Verlust nennt; das Minuszeichen braucht man nur, wenn man von einer Pegeländerung spricht.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 3 dB – Nur Kabel 2 gezählt. Die 2 dB von Kabel 1 zwischen TX und Endstufe sind ein Verlust wie jeder andere und gehören dazu.
• -5 dB – Der Betrag ist richtig, das Vorzeichen dreht die Aussage um. Gefragt ist der Verlust, und ein Verlust von 5 dB wird als 5 dB Dämpfung angegeben. Mit −5 dB hätte man die Pegeländerung hingeschrieben; gefragt ist aber das Dämpfungsmaß, und das wird positiv angegeben — −5 dB Verlust wäre eine Verstärkung.
• -3 dB – Hier stecken beide Fehler zusammen: nur ein Kabel gezählt und dazu das Minuszeichen einer Pegeländerung, obwohl nach dem Verlust gefragt ist.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/EG307

Lösungsweg:

1. Eingespeist 100 W, am Leitungsende 50 W
2. Verhältnis: 50 W / 100 W = 1/2
3. Die Hälfte der Leistung entspricht 3 dB
4. SWR 1 heißt: keine Reflexion, der Verlust steckt in der Leitung selbst
5. Die Leitungsdämpfung beträgt 3 dB

Kniff: Von 100 W auf 50 W ist die Hälfte, und die Hälfte sind 3 dB. Das SWR von 1 sagt nur, dass nichts reflektiert wird und die fehlende Leistung wirklich in der Leitung bleibt. Achte danach auf Vorzeichen und Einheit: gefragt ist eine Dämpfung, also eine Verhältniszahl in dB ohne Minus.

Warum die anderen nicht stimmen:

• -6 dB – Doppelt daneben: 6 dB gehören zum Faktor 4, am Ende wären also 25 W übrig, und das Minuszeichen macht aus dem Dämpfungsmaß eine Pegeländerung.
• -3 dB – Der Betrag stimmt, das Vorzeichen nicht. Um minus 3 dB ändert sich der Pegel längs der Leitung; die Dämpfung der Leitung wird als positive Zahl angegeben, weil der Verlust schon im Wort steht.
• 6 dBm – dBm ist keine Verhältniszahl, sondern ein Pegel mit festem Bezugswert, und eine Dämpfung ist immer ein Verhältnis. Die 6 gehört außerdem zum Faktor 4, nicht zur Hälfte.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/EG308

Mehr dazu: Dezibel: rechnen mit Verhältnissen

Lösungsweg:

1. Am Ende ist ein Viertel der Leistung vorhanden
2. Ein Viertel ist die Hälfte der Hälfte
3. Jede Halbierung sind 3 dB
4. 3 dB + 3 dB = 6 dB
5. Das Dämpfungsmaß des Kabels beträgt 6 dB

Kniff: Ein Viertel ist zweimal die Hälfte, also 3 dB plus 3 dB. Halte dabei die Zahl im Faktor und die Zahl in dB auseinander: die vier des Viertels ist kein dB-Wert.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 3 dB – 3 dB gehören zur Hälfte; hier fehlt die zweite Halbierung, die aus der Hälfte das Viertel macht.
• 10 dB – 10 dB sind der Faktor 10, am Leitungsende wäre also ein Zehntel übrig. Das ist der Wert der Nachbaraufgabe mit dem anderen Bruchteil.
• 16 dB – 16 dB sind 10 plus 6 dB und gehören damit zum Faktor 40. Zu dieser Zahl führt keine der üblichen Verwechslungen — eine Blindantwort.

Mehr dazu: Dezibel: rechnen mit Verhältnissen

Lösungsweg:

1. Am Ende ist ein Zehntel der Leistung vorhanden
2. Verhältnis 1 zu 10
3. Zum Faktor 10 gehören 10 dB
4. Gegenprobe: ein Hundertstel wären 20 dB
5. Das Dämpfungsmaß des Kabels beträgt 10 dB

Kniff: Ein Zehntel ist der Faktor 10, und der Faktor 10 ist unmittelbar einer der Merkwerte — hier ist nichts zusammenzusetzen. Zwei der falschen Antworten sind die Merkwerte für die Hälfte und für das Viertel.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 3 dB – Bei 3 dB käme noch die Hälfte der Leistung an, also viel mehr als ein Zehntel; 3 dB sind der Merkwert für den Faktor 2.
• 16 dB – Zum Faktor 40 gehören 16 dB, denn 16 sind 10 plus 6. Ein Zehntel ist damit nicht gemeint, und zu dieser Zahl führt keine der üblichen Verwechslungen — eine Blindantwort.
• 6 dB – 6 dB lassen ein Viertel der Leistung übrig. Wer beim Zehntel zu den 6 dB greift, verwechselt die beiden Bruchteile, die in diesen Aufgaben geprüft werden.

Mehr dazu: Dezibel: rechnen mit Verhältnissen

Lösungsweg:

1. Gegeben: 100 m mit 20 dB bei 145 MHz
2. Längenverhältnis: 20 m / 100 m = 1/5
3. Die Dämpfung ist der Länge proportional, also wird die dB-Zahl gefünftelt
4. 20 dB / 5 = 4 dB
5. Nicht der Faktor: zu 20 dB gehört der Faktor 100, dessen Fünftel wäre 20 und entspräche 13 dB
6. Die Dämpfung auf 20 m beträgt 4 dB

Kniff: Teile die dB-Zahl im Längenverhältnis: 20 m sind ein Fünftel von 100 m, ein Fünftel von 20 dB sind 4 dB. Die 145 MHz nennen nur die Frequenz, für die die Kabelangabe gilt, und gehen in keine Rechnung ein.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 7,25 dB – Diese Zahl entsteht aus 145 geteilt durch 20, also aus Frequenz und Länge — zwei Angaben, die nicht zusammengehören. Geteilt wird die dB-Zahl im Längenverhältnis, und die Frequenz sagt nur, wofür die 20 dB gelten.
• 1,45 dB – Auch hier ist mit der Frequenz gerechnet: 145 geteilt durch die 100 m der Kabelangabe. Die gesuchten 20 m kommen in dieser Rechnung nicht vor.
• 5 dB – Hier ist zwar geteilt, aber mit der falschen Zahl: 20 dB durch 4. Die 5 ist selbst das Längenverhältnis 100 m zu 20 m, und mit der Länge skaliert die dB-Zahl, nicht der Faktor 100, der hinter den 20 dB steckt.

Mehr dazu: Dezibel: rechnen mit Verhältnissen

Lösungsweg:

1. Länge 100 m, also Faktor 100/100 = 1 — der Diagrammwert ist unverändert das Ergebnis
2. Kurve Voll-PE, 4,95 mm, ablesen bei 145 MHz: 20 dB je 100 m
3. 20 dB · 100/100 = 20 dB

Kniff: Bei 100 m entfällt das Umrechnen, der abgelesene Wert ist schon das Ergebnis. Die Frage prüft damit nur die Ablesung: Voll-PE, 4,95 mm, 145 MHz. Zwei der falschen Antworten kannst du vorher ausschließen, weil sie außerhalb dessen liegen, was ein 100 m langes Kabel überhaupt macht.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 0 dB – Kein Kabel ist verlustfrei; 0 dB hieße, dass nach 100 m die ganze Leistung noch da ist.
• 1 dB – Das ist die Restleistung in Watt und nicht die Dämpfung: 20 dB bedeuten, dass von 100 W noch 1 W ankommt. Beides ist hier vertauscht.
• 39 dB – Rund 40 dB je 100 m gehören zum deutlich dünneren Kabel mit 2,8 mm; hier ist die falsche Kurve abgelesen, denn dünner dämpft mehr.

Mehr dazu: Die Kabeldämpfung im Diagramm ablesen

Lösungsweg:

1. Kurve Voll-PE, 4,95 mm, ablesen bei 145 MHz: 20 dB je 100 m
2. Länge einrechnen: Wert mal Länge durch 100, also 20 dB · 15/100
3. 20 · 0,15 = 3 dB

Kniff: Die Ablesung ist dieselbe wie bei 100 m, nur die Umrechnung kommt dazu: 15 m sind 15 Prozent des Diagrammwerts. Alle vier Antworten sind kleine ganze Zahlen und liegen dicht beieinander, rechne 20 mal 15 durch 100 deshalb wirklich aus.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 2 dB – 2 dB gehören zu 10 m; hier ist die Länge auf 10 Prozent abgerundet statt mit 15 Prozent gerechnet.
• 4 dB – 4 dB gehören zu 20 m; wer die 15 m auf 20 aufrundet, landet hier.
• 1 dB – Etwa dieser Wert entsteht, wenn du 20 dB durch 15 teilst (1,3 dB) statt mit 15/100 zu multiplizieren; geteilt wird nur durch die 100 m Bezugslänge.

Mehr dazu: Die Kabeldämpfung im Diagramm ablesen

Lösungsweg:

1. Kurve 2,8 mm (RG174), ablesen bei 145 MHz: etwa 40 dB je 100 m
2. Länge einrechnen: 40 dB · 50/100
3. 40 · 0,5 = 20 dB

Kniff: Zwei Dinge ändern sich gegenüber dem RG58: die Kurve (2,8 mm statt 4,95 mm) und die Länge. Das dünne Kabel liegt bei etwa 40 dB je 100 m, und 50 m sind die Hälfte davon. Dass hier dieselbe Zahl herauskommt wie beim doppelt so langen RG58, ist kein Zufall und eine gute Probe.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 40 dB – Das ist der abgelesene Wert für 100 m mit vergessener Umrechnung; auf 50 m gehört die Hälfte davon.
• 12 dB – 12 dB auf 50 m wären 24 dB je 100 m, und das ist weder die Kurve des 2,8-mm- noch die des 4,95-mm-Kabels. Zu dieser Zahl führt keine der üblichen Verwechslungen — eine Blindantwort.
• 68 dB – 68 dB auf 50 m wären über 130 dB je 100 m, also mehr als das Kabel auf der ganzen Bezugslänge macht; auf einem kürzeren Stück kann nie mehr Dämpfung entstehen als auf 100 m.

Mehr dazu: Die Kabeldämpfung im Diagramm ablesen

Lösungsweg:

1. Kurve PE-Schaum, 12,7 mm, ablesen bei 435 MHz: etwa 7 dB je 100 m
2. Länge einrechnen: 7 dB · 40/100
3. 7 · 0,4 = 2,8 dB

Kniff: Hier hilft die Grobsortierung: 12,7 mm ist ein dickes Kabel, PE-Schaum dämpft weniger als Voll-PE, also bleibt es auf 435 MHz bei einigen dB je 100 m. Die vier Antworten unterscheiden sich nur in der ersten Stelle — lies genau bei 435 MHz ab und nimm dann 40 Prozent.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 1,8 dB – 1,8 dB auf 40 m entsprechen 4,5 dB je 100 m; so niedrig liegt dieses Kabel erst bei deutlich tieferer Frequenz, hier ist links von 435 MHz abgelesen.
• 3,8 dB – 3,8 dB auf 40 m entsprechen 9,5 dB je 100 m; das ist die Größenordnung eines dünneren Kabels, denn dicker dämpft weniger.
• 0,8 dB – 0,8 dB auf 40 m entsprechen 2 dB je 100 m; das wäre eine Kurve weit unterhalb der gesuchten, also ein wesentlich dickeres Kabel.

Mehr dazu: Die Kabeldämpfung im Diagramm ablesen

Lösungsweg:

1. Kurve PE-Schaum, 10,3 mm, ablesen bei 1296 MHz: etwa 20,5 dB je 100 m
2. Länge einrechnen: 20,5 dB · 40/100
3. 20,5 · 0,4 = 8,2 dB

Kniff: 1296 MHz liegt am oberen Ende des Diagramms, und dort dämpft auch ein gutes Kabel vielfach mehr als auf 2 m — erwarte rund 20 dB je 100 m. Von diesem Wert bleiben bei 40 m genau 40 Prozent. Alle vier Antworten sehen wie Ablesungen benachbarter Kurven aus, prüfe Durchmesser und Frequenz deshalb doppelt.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 6,2 dB – 6,2 dB auf 40 m wären 15,5 dB je 100 m; das gehört zu einem dickeren Kabel, hier ist eine Kurve zu weit unten abgelesen.
• 10,4 dB – 10,4 dB auf 40 m wären 26 dB je 100 m; das gehört zu einem dünneren Kabel als 10,3 mm.
• 12,6 dB – 12,6 dB auf 40 m wären über 31 dB je 100 m; so viel macht dieses Kabel erst weit oberhalb von 1296 MHz.

Mehr dazu: Die Kabeldämpfung im Diagramm ablesen