Gedrag en eigenschappen van antennes op verschillende amateurbanden

Het gedrag van een antenne hangt sterk af van de frequentie waarop zij wordt gebruikt. Een antenne die op een bepaalde band optimaal presteert, kan op een andere band ineens een geheel ander karakter vertonen. Als zendamateur is het belangrijk om deze eigenschappen goed te begrijpen, want ze beïnvloeden direct het rendement, de stralingshoek, het afstraalpatroon en de aanpassing aan de zender of tuner.

Golflengte en antenne-elektrische lengte
Elke frequentie heeft zijn eigen golflengte, en die golflengte bepaalt in grote mate hoe "groot" een antenne in elektrische zin is. Een halve-golf dipool die op 20 meter optimaal functioneert, zal op 10 meter een hele golf lang zijn en op 40 meter slechts een kwart golf. Dat heeft grote invloed op de stralingseigenschappen:

• Op de resonantiefrequentie gedraagt een antenne zich zoals bedoeld: met een lage staandegolfverhouding (SWR), een goed aanpassingspunt en een voorspelbaar stralingsdiagram.

• Buiten de resonantieband ontstaan vaak meerdere lobben in het afstraalpatroon, het impedantiepunt wijkt sterk af, en verliezen in de voedingslijn kunnen toenemen.

Afstraalpatronen en lobbengedrag
Op de fundamentele frequentie van een dipool is het stralingspatroon meestal breed en relatief egaal, met de meeste energie loodrecht op de draad. Naarmate je hoger in frequentie gaat (en de antenne dus een groter veelvoud van de halve golf wordt), ontstaan er meerdere hoofd- en zijlobben. Dit kan tot gevolg hebben dat signalen juist in ongewenste richtingen uitstralen of dat dode hoeken ontstaan.

Een 40-meter dipool die ook op 15 meter wordt gebruikt, kan bijvoorbeeld een grillig stralingsdiagram vertonen met scherpe pieken en nullen. Soms kan dit in je voordeel werken als zo’n piek toevallig richting een DX-bestemming wijst maar in de praktijk is dit vaak lastig te voorspellen.

Stralingshoek en propagatie
De hoogte van de antenne boven de grond (uitgedrukt in golflengtes) beïnvloedt de stralingshoek. Voor lage frequenties zoals 160 of 80 meter, betekent dit dat de antenne fysiek veel hoger zou moeten hangen om een lage stralingshoek te verkrijgen iets wat in de praktijk vaak niet haalbaar is.

• Lage antennes (minder dan ½ λ) produceren een hogere stralingshoek, wat gunstig is voor kortere afstanden (NVIS Near Vertical Incidence Skywave).

• Hogere antennes (vanaf ½ λ en meer) leveren lagere hoeken, wat wenselijk is voor DX-verkeer over langere afstanden.

Hieruit volgt dat dezelfde antenne op 40 meter een bruikbare lage hoek kan geven, maar op 80 meter vooral geschikt is voor regionaal verkeer.

Impedantie en aanpassing
De impedantie van een antenne varieert ook per band. Op de resonantiefrequentie ligt deze vaak rond de 50 of 75 Ohm goed aanpasbaar aan standaard coax. Maar op harmonischen of andere banden kan de impedantie honderden Ohms bedragen, met als gevolg een slechte SWR en hoge verliezen, vooral in coaxkabel.

Hiervoor worden vaak oplossingen gebruikt zoals:

• Antenne tuners (intern of extern)

• Baluns of Ununs, die impedantie transformeren

• Openlijn voedingen met een symmetrische tuner, die beter bestand zijn tegen spanningsverliezen bij hoge impedanties

Multiband gebruik en compromissen
Veel antennes zijn ontworpen voor multibandgebruik denk aan trap-dipolen, fan-dipolen, of end-fed antennes. Deze constructies zijn vaak een compromis: ze functioneren goed op meerdere banden, maar zelden perfect op allemaal. In sommige gevallen zijn specifieke baluns of impedantienetwerken noodzakelijk om een redelijke aanpassing te verkrijgen.

End-fed antennes zijn bijvoorbeeld populair vanwege hun eenvoud en discrete ophanging, maar ze vereisen vrijwel altijd een 9:1 of 49:1 balun en een goede tegenmassa of aardingssysteem. Op bepaalde banden kunnen ze “hot spots” krijgen waar de spanning hoog oploopt iets waar rekening mee gehouden moet worden qua isolatie en montage.

Samenvattend
Het gedrag van een antenne is sterk afhankelijk van de gebruikte frequentie. Een goede werking op één band garandeert nog geen efficiëntie op een andere. Om effectief gebruik te maken van meerdere banden is inzicht nodig in zaken zoals:

• Golflengte en resonantie

• Stralingshoek en hoogte

• Impedantie en aanpassing

• Afstraalpatronen per band

Elke band stelt zijn eigen eisen, en met de juiste kennis kun je je antennesysteem daarop optimaliseren of je nu werkt op 160 meter, 20 meter of 10 meter. Voor de zendamateur is dit precies waar de uitdaging én de lol zit: het zoeken naar het beste compromis tussen theorie, beschikbare ruimte, materialen en het gewenste gebruik.

 

Verhalten und Eigenschaften von Antennen auf verschiedenen Amateurfunkbändern

Das Verhalten einer Antenne hängt stark von der Frequenz ab, auf der sie betrieben wird. Eine Antenne, die auf einem bestimmten Band optimal funktioniert, kann auf einem anderen Band ein völlig anderes Verhalten zeigen. Für Funkamateure ist es daher wichtig, diese Eigenschaften gut zu verstehen, denn sie beeinflussen direkt den Wirkungsgrad, den Strahlungswinkel, das Abstrahlverhalten und die Anpassung an den Sender oder Tuner.

Wellenlänge und elektrische Länge der Antenne
Jede Frequenz besitzt ihre eigene Wellenlänge, und diese bestimmt maßgeblich, wie „lang“ eine Antenne elektrisch gesehen ist. Eine Halbwellendipol, der auf 20 Meter optimal arbeitet, entspricht auf 10 Meter einer ganzen Welle und auf 40 Meter nur einem Viertel der Wellenlänge. Das hat großen Einfluss auf die Strahlungseigenschaften:

• Auf der Resonanzfrequenz verhält sich die Antenne wie gewünscht: mit niedrigem Stehwellenverhältnis (SWR), gutem Anpassungspunkt und einem berechenbaren Strahlungsdiagramm.

• Außerhalb der Resonanzfrequenz entstehen häufig mehrere Haupt- und Nebenkeulen im Abstrahlmuster, die Impedanz verändert sich deutlich, und die Verluste in der Speiseleitung können zunehmen.

Abstrahlmuster und Keulenverhalten
Auf der Grundfrequenz eines Dipols ist das Abstrahlmuster meist breit und relativ gleichmäßig, mit der stärksten Strahlung senkrecht zur Drahtachse. Mit steigender Frequenz (und somit steigender elektrischer Länge der Antenne) entstehen mehrere Haupt- und Nebenkeulen. Das kann dazu führen, dass Signale in unerwünschte Richtungen abgestrahlt werden oder es zu „toten Zonen“ kommt.

Ein 40-Meter-Dipol, der auch auf 15 Meter verwendet wird, kann beispielsweise ein stark ausgeprägtes, aber ungleichmäßiges Strahlungsdiagramm zeigen mit scharfen Maxima und tiefen Minima. Das kann im Einzelfall vorteilhaft sein, wenn ein Maximum zufällig in Richtung einer gewünschten DX-Station zeigt, ist jedoch meist schwer vorhersehbar.

Strahlungswinkel und Ausbreitung
Die Höhe der Antenne über dem Boden ausgedrückt in Wellenlängen beeinflusst den Strahlungswinkel erheblich. Für niedrige Frequenzen wie 160 m oder 80 m bedeutet dies, dass die Antenne physikalisch sehr hoch aufgehängt sein müsste, um einen flachen Strahlungswinkel zu erreichen was in der Praxis oft nicht möglich ist.

• Tief hängende Antennen (weniger als ½ λ) erzeugen einen höheren Strahlungswinkel, was für Nahverkehr (NVIS Near Vertical Incidence Skywave) vorteilhaft ist.

• Höher aufgehängte Antennen (ab ½ λ oder mehr) liefern flachere Strahlungswinkel, ideal für DX-Verbindungen über größere Entfernungen.

Daraus folgt: dieselbe Antenne kann auf 40 Meter einen brauchbaren DX-Winkel erreichen, auf 80 Meter jedoch vor allem für regionale Verbindungen geeignet sein.

Impedanz und Anpassung
Auch die Impedanz einer Antenne variiert mit dem Band. Auf der Resonanzfrequenz liegt sie oft bei 50 bis 75 Ohm gut anpassbar an Koaxkabel. Auf Harmonischen oder außerhalb der Resonanz kann die Impedanz mehrere hundert Ohm betragen, was zu einem schlechten SWR und hohen Verlusten führt besonders bei Verwendung von Koaxialkabel.

Dafür kommen oft folgende Lösungen zum Einsatz:

• Antenntuner (intern oder extern)

• Baluns oder Ununs, die eine Impedanztransformation ermöglichen

• Symmetrische Speiseleitungen (z. B. Hühnerleiter) mit einem symmetrischen Tuner, die bei hohen Spannungen wesentlich verlustärmer arbeiten als Koax

Multibandbetrieb und Kompromisse
Viele Antennen sind für den Betrieb auf mehreren Bändern konzipiert beispielsweise Trap-Dipole, Fan-Dipole oder End-Fed-Antennen. Solche Konstruktionen sind oft ein Kompromiss: Sie funktionieren auf mehreren Bändern recht gut, aber selten auf allen optimal. In manchen Fällen sind spezielle Baluns oder Impedanznetzwerke notwendig, um eine brauchbare Anpassung zu erreichen.

End-Fed-Antennen sind wegen ihrer Einfachheit und unauffälligen Aufhängung sehr beliebt, erfordern aber nahezu immer einen 9:1- oder 49:1-Balun sowie eine gute Gegenmasse oder Erdung. Auf bestimmten Bändern können sogenannte „Hot Spots“ entstehen Stellen mit sehr hoher Spannung was bei der Isolation und mechanischen Befestigung unbedingt berücksichtigt werden sollte.

Zusammenfassung
Das Verhalten einer Antenne ist stark frequenzabhängig. Eine gute Funktion auf einem Band garantiert noch lange keine Effizienz auf einem anderen. Um mehrere Bänder effektiv zu nutzen, ist ein fundiertes Verständnis notwendig insbesondere zu folgenden Aspekten:

• Wellenlänge und Resonanz

• Strahlungswinkel und Antennenhöhe

• Impedanz und Anpassung

• Abstrahlverhalten pro Band

Jedes Band hat seine eigenen Anforderungen mit dem nötigen Wissen lässt sich das Antennensystem gezielt darauf optimieren. Ob auf 160 m, 20 m oder 10 m: Für den Funkamateur liegt genau hier die Herausforderung und zugleich der Reiz nämlich das beste Gleichgewicht zu finden zwischen Theorie, verfügbarer Fläche, Material und dem gewünschten Einsatzzweck.

 

 

Stromen, afstraling en de vorm van een dipoolantenne

Bij het ontwerp en de ophanging van een dipoolantenne is het belangrijk te begrijpen waar de meeste energie daadwerkelijk wordt uitgestraald. Vaak wordt gedacht dat de gehele draad gelijkmatig bijdraagt aan de afstraling, maar in de praktijk speelt vooral het eerste deel van elk been dus het stuk dat direct aan het voedingspunt grenst een dominante rol in het uitstralen van het radiosignaal.

Stroomverdeling in een dipool
Een dipool is een gebalanceerde antenne, waarbij het voedingspunt zich in het midden bevindt. Op dit centrale punt is de stroom maximaal en de spanning minimaal. Naarmate je verder van het voedingspunt beweegt richting de uiteinden van de benen, neemt de stroom af en de spanning toe. De elektromagnetische straling van een antenne is primair afhankelijk van de stroomverdeling langs de draad. Dat betekent dat het gebied met de hoogste stroom het middengedeelte van de dipool het meest bijdraagt aan de daadwerkelijke afstraling van het signaal.

Invloed van de openingshoek
De fysieke vorm van een dipool en dan met name de hoek tussen beide benen heeft grote invloed op het afstraalpatroon. Een klassieke horizontale dipool heeft een openingshoek van 180°, waarbij de benen recht tegenover elkaar liggen. Als je de benen schuin naar beneden of omhoog laat lopen (bijvoorbeeld als een "inverted-V" of als een "sloper"), verandert de openingshoek, en daarmee ook het stralingsdiagram.

Een kleinere openingshoek zorgt ervoor dat de straling iets meer omhoog wordt gericht, wat een hogere stralingshoek oplevert. Dit is gunstig voor kortere afstanden via NVIS (Near Vertical Incidence Skywave). Een bredere of vlakke opstelling resulteert in een lagere stralingshoek, gunstiger voor DX-verkeer over langere afstanden.

Wat met de uiteinden?
In de praktijk komt het regelmatig voor dat de uiteinden van de dipool niet netjes in een rechte lijn hangen. Ze kunnen afbuigen, omhoog lopen, of zelfs in een knikvorm geplaatst zijn bijvoorbeeld om in een beperkte ruimte te passen. Gelukkig heeft dit meestal maar een minimale impact op het afstraalgedrag van de antenne, zolang het eerste gedeelte van de benen waar de meeste stroom loopt zijn vorm behoudt. De uiteinden, waar de stroom toch al laag is, dragen relatief weinig bij aan de afstraling en kunnen daarom met enige vrijheid geplaatst worden.

Dit biedt praktische voordelen voor zendamateurs die met beperkte ruimte werken. Je hoeft de antenne niet in een perfect rechte lijn op te hangen om toch goede prestaties te behalen. Zolang de eerste meters vanaf het voedingspunt in een redelijk open en symmetrische vorm geplaatst zijn, blijft het stralingsdiagram grotendeels behouden.

Conclusie
De effectieve afstraling van een dipool wordt vooral bepaald door het stroomrijke gedeelte direct vanaf het voedingspunt. De exacte vorm en richting van de uiteinden is veel minder kritisch. De openingshoek van het centrale gedeelte beïnvloedt wel degelijk het afstraalgedrag en de stralingshoek, en is dus een belangrijk aandachtspunt bij het ophangen van de antenne.

Dit inzicht maakt het mogelijk om creatiever om te gaan met antenne-opstellingen zeker in beperkte of stedelijke omgevingen zonder grote verliezen in rendement of richtinggevoeligheid. Het bevestigt ook het belang van metingen en experimenteren: kleine aanpassingen in de ophanging kunnen soms grote effecten hebben op het bereik en de signaalkwaliteit.

 

Ströme, Abstrahlung und die Form einer Dipolantenne

Beim Entwurf und der Aufhängung einer Dipolantenne ist es wichtig zu verstehen, wo tatsächlich der größte Teil der abgestrahlten Energie entsteht. Häufig wird angenommen, dass der gesamte Draht gleichmäßig zur Abstrahlung beiträgt. In der Praxis ist jedoch vor allem der erste Teil jedes Antennenschenkels also der Bereich direkt am Speisepunkt maßgeblich an der effektiven Abstrahlung beteiligt.

Stromverteilung im Dipol
Ein Dipol ist eine symmetrisch gespeiste Antenne mit dem Einspeisepunkt in der Mitte. An diesem Punkt ist der Strom maximal und die Spannung minimal. Je weiter man sich vom Speisepunkt zu den Enden der Antennenschenkel bewegt, desto geringer wird der Strom, während die Spannung zunimmt. Da die elektromagnetische Abstrahlung vorwiegend von der Stromverteilung entlang des Leiters abhängt, ist der mittlere Bereich des Dipols für die tatsächliche Abstrahlung am wichtigsten.

Einfluss des Öffnungswinkels
Die physikalische Form des Dipols insbesondere der Öffnungswinkel zwischen den beiden Schenkeln hat einen erheblichen Einfluss auf das Abstrahlverhalten. Ein klassischer horizontaler Dipol hat einen Öffnungswinkel von 180°, bei dem die Drähte gerade gegenüberliegen. Werden die Drähte beispielsweise schräg nach unten oder oben geführt (etwa in einer "Inverted-V"- oder "Sloper"-Anordnung), ändert sich der Öffnungswinkel, was das Abstrahldiagramm beeinflusst.

Ein kleinerer Öffnungswinkel führt dazu, dass die Abstrahlung stärker nach oben gerichtet ist was eine höhere Abstrahlwinkel ergibt und damit besser für kurze Distanzen (NVIS Near Vertical Incidence Skywave) geeignet ist. Eine breite oder flache Aufhängung führt hingegen zu einem niedrigeren Abstrahlwinkel, der für DX-Verbindungen über größere Entfernungen vorteilhafter ist.

Was ist mit den Antennenenden?
In der Praxis ist es oft nicht möglich, die Dipolenden exakt gerade auszurichten. Sie können abknicken, nach oben oder unten zeigen oder aus Platzgründen in einer anderen Richtung verlaufen. Glücklicherweise hat dies in der Regel nur einen geringen Einfluss auf das Abstrahlverhalten der Antenne vorausgesetzt, der erste Teil jedes Schenkels, also der stromführende Bereich, bleibt in seiner Form erhalten. Die Enden, an denen ohnehin nur wenig Strom fließt, tragen relativ wenig zur Abstrahlung bei und können daher flexibler gestaltet werden.

Das ist besonders vorteilhaft für Funkamateure mit begrenztem Platzangebot. Es ist nicht zwingend erforderlich, die Antenne in einer perfekten Geraden aufzuhängen, um gute Ergebnisse zu erzielen. Solange die ersten Meter ab dem Speisepunkt offen und symmetrisch verlaufen, bleibt das Abstrahlverhalten weitgehend erhalten.

Fazit
Die effektive Abstrahlung eines Dipols wird vor allem durch den stromstarken Bereich nahe dem Speisepunkt bestimmt. Die genaue Form und Ausrichtung der Antennenenden ist deutlich weniger kritisch. Der Öffnungswinkel des zentralen Bereichs beeinflusst hingegen die Strahlungscharakteristik und den Abstrahlwinkel merklich und sollte daher beim Aufbau berücksichtigt werden.

Dieses Verständnis ermöglicht es, Antennen kreativer zu installieren insbesondere in städtischer Umgebung oder bei eingeschränkten Platzverhältnissen ohne nennenswerte Einbußen bei Effizienz oder Richtwirkung. Es zeigt auch, wie wichtig Messungen und praktische Versuche sind: Kleine Änderungen in der Aufhängung können mitunter große Auswirkungen auf Reichweite und Signalqualität haben.

 

Ideaal Grondgolf afstralling / Ideal Bodenwellenabstrahlung

 

Ideaal voor NVIS effect / Ideal für NVIS-Effekt

 

Aarding bij middengolfantennes: drie belangrijke toepassingen
Bij het gebruik van middengolfantennes speelt aarding een cruciale rol. Er zijn drie verschillende redenen waarom een aardsysteem wordt aangelegd elk met een eigen functie binnen het totale antennesysteem:

• De gewone aarde (de aardpen) is meer bedoeld om de stoorsignalen te onderdrukken, onder ander mantelstroom te beperken.

• De HF aarde (in onze situatie de aardradiaal) is om de efficiëntie van de antenne zo optimaal mogelijk te krijgen.

• Een ideale grondgeleiding zorgt ervoor, dat de afstraling van een antenne voor verticaal meer op een halve donuts gaat lijken (Een zeer slechte geleiding lijkt het meer op een hele bal op de grond). De halve donut vorm zorgt voor een goede grondgolf en met een bal vorm krijg je een NVIS effect. Voor LPAM wil je het liefst alleen maar grondgolf maken.

Afstraling op de middengolf: Waar moet je rekening mee houden?
Bij het gebruik van antennes voor de middengolfband is het belangrijk om te begrijpen dat dezelfde antennevorm op verschillende frequenties ook verschillend zal afstralen. Dit verschil ontstaat onder andere door de veranderende interactie met de aarde, afhankelijk van de frequentie en de hoogte van de antenne.

Verschil in afstraalgedrag bij lage en hoge frequenties
Wanneer je bijvoorbeeld onze driehoekantenne gebruikt, zal deze op lagere frequenties een afstraalpatroon vertonen dat lijkt op een halve donut: veel van het signaal blijft dicht bij de aarde en volgt de kromming van het aardoppervlak dit noemen we grondgolf. Bij hogere frequenties verandert dit patroon: het gaat meer lijken op een bolvormig patroon dat gericht is naar boven en de lucht in hierbij spreken we van skywave, waarbij het signaal via de ionosfeer terug naar aarde wordt gereflecteerd.

Invloed van de bodemgeleiding
De geleiding van de bodem onder de antenne speelt ook een grote rol in de efficiëntie van de afstraling.

• Op slecht geleidende grond is het aan te raden om een zo groot mogelijk oppervlak van koper of staal als grondvlak (radialen) aan te leggen. Dit verbetert de aardverbinding en verhoogt de efficiëntie van de antenne aanzienlijk.

• Op goed geleidende grond is dat niet altijd noodzakelijk. Als er geen aardradiaal aan de antenne zit, dan is het wel aan te raden om een zo groot mogelijk oppervlak van koper of staal als grondvlak (radialen) aan te leggen, om het verlies ten opzichte van de grondgolf zo laag mogelijk te houden.

Praktijkvoorbeeld
In onze eigen situatie hebben we géén grondradialen ingegraven, enkel gebruikgemaakt van een aardpen. Om te testen hebben we tijdelijk acht radialen van elk 50 meter uitgerold. Het resultaat? Er was geen merkbaar verschil in bereik of signaalkwaliteit. De reden hiervoor is waarschijnlijk dat onze grond van zichzelf al redelijk goed geleid rond de 15 mS (millisiemens).
 
Daaruit hebben we geconcludeerd: als er in de praktijk geen verschil merkbaar is, dan is het zonde van de tijd en moeite om de hele tuin vol te leggen met koperdraad. Soms is eenvoud de beste keuze.

 

Erdung bei Mittelwellenantennen: Drei wichtige Anwendungen
Beim Einsatz von Mittelwellenantennen spielt die Erdung eine entscheidende Rolle. Es gibt drei unterschiedliche Gründe, warum ein Erdungssystem eingerichtet wird jede davon erfüllt eine eigene Funktion innerhalb des gesamten Antennensystems:

• Die normale Erde (der Erdungsstift) dient eher der Unterdrückung der Störsignale, unter anderem zur Begrenzung des Mantelstroms.

• Die HF-Erde (in unserer Situation das Erdradial) soll den Wirkungsgrad der Antenne optimieren.

• Eine ideale Bodenleitung sorgt dafür, dass die Strahlung einer vertikalen Antenne eher wie ein halber Donut aussieht (Eine sehr schlechte Leitung lässt sie eher wie eine ganze Kugel auf dem Boden aussehen). Die halbe Donutform sorgt für eine gute Bodenwelle und mit der Kugelform erhalten Sie einen NVIS-Effekt. Für LPAM möchten Sie lieber nur Bodenwellen erzeugen.

Mittelwellen-Abstrahlung: Worauf sollte man achten?
Beim Einsatz von Antennen im Mittelwellenbereich ist es wichtig zu verstehen, dass dieselbe Antennenform auf unterschiedlichen Frequenzen ein unterschiedliches Abstrahlverhalten zeigt. Dieser Unterschied entsteht unter anderem durch die veränderte Wechselwirkung mit der Erde, abhängig von der Frequenz und der Höhe der Antenne.

Unterschiedliches Abstrahlverhalten bei niedrigen und hohen Frequenzen
Wenn man zum Beispiel unserer Dreieckantenne verwendet, zeigt diese bei niedrigeren Frequenzen ein Abstrahlmuster, das einer halben Donut-Form ähnelt: Ein großer Teil des Signals bleibt nahe am Boden und folgt der Erdkrümmung dies bezeichnet man als Bodenwelle. Bei höheren Frequenzen ändert sich dieses Muster: Es ähnelt eher einer kugelförmigen Abstrahlung, die nach oben gerichtet ist hierbei spricht man von der Skywave, bei der das Signal über die Ionosphäre zur Erde zurückreflektiert wird.

Einfluss der Bodenleitfähigkeit
Die Leitfähigkeit des Bodens unter der Antenne spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Effizienz der Abstrahlung.

• Auf schlecht leitfähigem Boden empfiehlt es sich, eine möglichst große Fläche aus Kupfer oder Stahl als Erdfläche (Radiale) auszulegen. Dies verbessert die Erdverbindung deutlich und steigert die Effizienz der Antenne.

• Auf gut leitfähigem Boden ist das nicht zwingend notwendig. Ist jedoch kein Erdstrahler (Radialnetz) an der Antenne vorhanden, ist es auch dort sinnvoll, möglichst viel Fläche aus leitfähigem Material im Boden zu integrieren, um die Verluste bei der Bodenwelle möglichst gering zu halten.

Praxisbeispiel
In unserer eigenen Installation haben wir keine Radiale in den Boden eingegraben, sondern lediglich einen Erdspieß verwendet. Um die Wirkung zu testen, haben wir acht Radiale mit jeweils 50 Metern Länge vorübergehend verlegt. Das Ergebnis? Es war kein Unterschied in Reichweite oder Signalqualität erkennbar. Der Grund liegt vermutlich darin, dass unser Boden von Natur aus eine recht gute Leitfähigkeit aufweist etwa 15 mS (Millisimens).

Unsere Schlussfolgerung: Wenn in der Praxis kein Unterschied festzustellen ist, lohnt sich der große Aufwand, den ganzen Garten mit Drähten zu versehen, nicht. Manchmal ist die einfachste Lösung auch die beste.
Wenn man zum Beispiel unserer Dreieckantenne verwendet, zeigt diese bei niedrigeren Frequenzen ein Abstrahlmuster, das einer halben Donut-Form ähnelt: Ein großer Teil des Signals bleibt nahe am Boden und folgt der Erdkrümmung dies bezeichnet man als Bodenwelle.

 

Type bodem	Bodem Weerstand	Aardingsweerstand bij de lengte aardelektrode			Bodem Geleiding
	Ώm	3 m	6 m	10 m	mS
Zeewater	18,5	-	-	-	54,0
Zeer vochtige, drassige bodem	30	10	5	3	33,3
Radio Babylona	67,5	-	11,2	-	14,9
Leemhoudende, landbouw- en Kleigronden	100	33	17	10	10,0
Zanderige kleigrond	150	50	25	15	6,67
Vochtige zandgrond	300	66	33	20	3,33
Beton 1:5	400	-	-	-	2,50
Vochtige kiezelzand	500	160	80	48	2,00
Droge zandgrond	1000	330	165	100	1,00
Droog kiezelzand	1000	330	165	100	1,00
Steenachtige bodem	30000	1000	500	300	0,033
Rotsbodem	10000000	-	-	-	0,0001

 

Bodemgeleiding en bodemweerstand

Bij het aanleggen van een goed aardingssysteem is de kwaliteit van de bodem van groot belang. De geleidbaarheid (of omgekeerd: de weerstand) van de grond bepaalt in grote mate hoe effectief een aardpen of radiaalsysteem zal functioneren. Niet elke grondsoort geleidt stroom even goed zandgrond bijvoorbeeld gedraagt zich heel anders dan klei of veen.

Om meer inzicht te krijgen in de geleidende eigenschappen van onze bodem, hebben we bij het slaan van een van onze aardpennen een reeks weerstandsmetingen uitgevoerd op verschillende dieptes. Deze specifieke aardpen gaat tot een diepte van maar liefst 24 meter. Tijdens het inslaan hebben we op meerdere diepten de aardweerstand gemeten met behulp van een professionele meettechniek (de zogenaamde vierpuntsmethode).

Eén van die meetwaarden viel precies samen met de theoretische waarden uit de bovenstaande tabel met bodemweerstanden per grondsoort.

 

Bodenleitfähigkeit und Erdungswiderstand

Beim Anlegen eines effektiven Erdungssystems spielt die Qualität des Bodens eine entscheidende Rolle. Die Leitfähigkeit (bzw. umgekehrt: der spezifische Widerstand) des Bodens bestimmt maßgeblich, wie gut ein Erdspieß oder ein Radialsystem funktioniert. Nicht jeder Bodentyp leitet elektrischen Strom gleich gut Sandboden zum Beispiel verhält sich völlig anders als Lehm oder Moorboden.

Um ein besseres Verständnis für die leitenden Eigenschaften unseres Bodens zu gewinnen, haben wir beim Einschlagen eines unserer Erdspieße eine Reihe von Widerstandsmessungen in verschiedenen Tiefen durchgeführt. Dieser spezielle Erdspieß reicht bis in eine Tiefe von ganzen 24 Metern. Während des Einschlagens wurden in regelmäßigen Abständen Erdungswiderstände gemessen mithilfe einer professionellen Messtechnik, der sogenannten Vierleitermethode.

Eine dieser Messungen stimmte exakt mit den theoretischen Werten aus der oben stehenden Tabelle der Bodenwiderstände für verschiedene Bodentypen überein.

 

 

Deze pagina is nog in aanbouw /

Diese Seite befindet sich noch im Aufbau