Die Antenne fÀngt alles
Die Antenne eines Radios empfÀngt nur die Welle des Senders, der am GerÀt eingestellt ist.
ErklĂ€rung: Die Antenne ist ein StĂŒck Metall â jedes vorbeilaufende elektrische Wechselfeld schiebt ihre Elektronen hin und her, egal von welchem Sender es stammt. An den Antennenenden liegt die Summe aller Sender an; die Auswahl geschieht erst hinter der Antenne.
In der Umgebung senden viele UKW-Sender gleichzeitig. Wie sieht die Spannung an den Enden einer Stabantenne aus?
ErklĂ€rung: Die KrĂ€fte aller vorbeilaufenden E-Felder auf die Leitungselektronen addieren sich (Superposition). Die Antennenspannung ist deshalb die Ăberlagerung sĂ€mtlicher Sender â erst der Schwingkreis dahinter greift eine Frequenz heraus.
Klassische UKW-Stabantennen sind etwa 1,5 m lang. Warum gerade diese LĂ€nge?
ErklĂ€rung: UKW liegt um f = 100 MHz, also λ = c/f â 3 m. Ein Dipol trĂ€gt in der Grundschwingung eine halbe WellenlĂ€nge (l = λ/2 â 1,5 m) â dann schwingen seine Elektronen resonant mit und das Band wird besonders gut aufgenommen.
Zwischen Sendemast und Antenne breitet sich die Musik als Schallwelle durch die Luft aus.
ErklĂ€rung: Zwischen Mast und Antenne lĂ€uft eine elektromagnetische Welle mit etwa 100 Millionen Schwingungen pro Sekunde â kein Schall. Sie brĂ€uchte nicht einmal Luft. Zu hörbarem Schall wird das Signal erst im Lautsprecher des EmpfĂ€ngers.
Was bewirkt das elektrische Feld einer vorbeilaufenden Radiowelle in der Stabantenne?
ErklĂ€rung: Auf die frei beweglichen Elektronen wirkt die Kraft F = e·E im Takt des Wechselfelds â sie schwingen stabauf und stabab. An den Enden entsteht so eine winzige Wechselspannung derselben Frequenz wie die Welle.
Experiment im Applet â schalte zwei der drei Sender auf null. Was zeigt das Summensignal dann?
ErklĂ€rung: Das Gewirr entsteht erst durch die Ăberlagerung mehrerer Frequenzen. Bleibt nur ein Sender ĂŒbrig, ist die Antennenspannung wieder eine reine Sinusschwingung â genau sein Signal.
Eine λ/2-Antenne von 1,5 m LĂ€nge wird auf 0,75 m gekĂŒrzt. FĂŒr welche Frequenz ist sie nun am besten geeignet?
ErklĂ€rung: λ/2 = 0,75 m heiĂt λ = 1,5 m, also f = c/λ = 3·10âž m/s / 1,5 m = 200 MHz. Halbe LĂ€nge, halbe WellenlĂ€nge, doppelte Frequenz.
Radiowellen breiten sich wie Licht mit etwa 300 000 km/s aus.
ErklĂ€rung: Radiowellen und Licht sind beide elektromagnetische Wellen â sie unterscheiden sich nur in der WellenlĂ€nge, nicht in der Geschwindigkeit.
Weil sich die Wirkungen aller vorbeilaufenden Radiowellen in der Antenne ĂŒberlagern, liegt an ihren Enden das ___ aller Sender.
ErklĂ€rung: Die KrĂ€fte der E-Felder auf die Leitungselektronen addieren sich (Superposition). Die Antenne wĂ€hlt nichts aus â das tut erst der Schwingkreis.
Eine λ/2-Stabantenne soll fĂŒr einen Sender mit f = 100 MHz passen. Wie lang muss sie sein? (c = 3,0·10âž m/s; Antwort in m)
ErklĂ€rung: λ = c/f = 3,0·10âž m/s / 1,0·10âž Hz = 3,0 m, die halbe WellenlĂ€nge also 1,5 m â genau die LĂ€nge klassischer UKW-Stabantennen.