10.) Hochfrequenztechnik  

                    ( =Teil der Elektronik )

 


 

                                                                                                   

    Ein kleiner Auszug aus dem großen interessanten Spektrum der Hochfrequenztechnik:

 

 

 

-   1.) Historisches   :   Funkensender, Knallfunkensender, Löschfunkensender  ;    Marconi und Hertz

-   2.) Schwingkreise:   Parallelschwingkreis, Reihenschwingkreise       komplexer Widerstand ,Dämpfung, Formeln

-    3.) Antennen :          Funktionsprinzip,  Strahlungswiderstand, Impedanz, Wirkungsgrad, Antennengewinn, Bauformen

      Gruppenantenne bestehend aus 6 Yagi-Antennen für die Satellitenkommunikation

 

 

-     4.) Detektorempfänger,  Audion, Pendelempfänger:           grundlegende Wirkungsweise

-     5.) Superhet-Empfänger  (UKW) :  Prinzip, Eingangsfrequenz, Oszillatorfrequenz, Zwischenfrequenz

-    6.) Schwingungserzeugung :  Meißner-Oszillator,   Colpitts-Schaltung,  Hartley-Oszillator,   Schwingungserzeugung mit Quarzen

-    7.) Amplitudenmodulation :        Herleitung der Formeln,  Schaltungen

 

Amplituden- und Frequenzmodulation

 

 

 

 

-     8.) Frequenzmodulation  :           Herleitung der Formeln,  Schaltungen (Modulation mit Kapazitätsdiode)

      9.)  Peilsender und Richtantennen :   Radiokompass, Minimumpeilung, Maximumpeilung,  Dopplerpeilung, GPS-Peilung

 

-    10.)) Abhörgeräte auf UKW  (Wanzen) :   grundlegende Schaltungstechnik,  verwendete Bauteile,  Funktion der Schaltungen

 

 

 

Schaltung einer Wanze in Standard-Colpitts-Schaltung

(   nur für lizenzierte Funkamateure   bzw. darf nur als Prüfsender in einem abgeschirmten Gehäuse verwendet werden    :-))     )

 

 

 

 

-   11.) Übertragung von Bildern :       S/W- Fernsehen, Farbfernsehen, Übertragung der Farbinformationen,  BAS-  Signal

-    12.) Satellitenanlagen:  LNB (low noise block converter),  Multischalter, Satellitenreceiver, Frequenzen

 

 

       

 

 

1.)  Historisches:                   

 

Die Existenz von Radiowellen wurde 1864 von James Clerk Maxwell auf Grund theoretischer Überlegungen vorhergesagt und 1888 von Heinrich Hertz experimentell bestätigt. Der Name „Funk“ geht auf den Begriff Funke zurück. Die ersten Sender arbeiteten mit Funkenstrecken - durch die starken, oberwellenreichen Strom- und Spannungsimpulse entstanden hierbei auch die gewünschten Funkwellen. Die erste Funkverbindung gelang Guglielmo Marconi 1896 mit einem Knallfunkensender und dem Nachbau eines Empfängers von Alexander Stepanowitsch Popow über eine Entfernung von etwa 5 km. Diese Pioniere der Funktechnik gelten heute als die ersten Funkamateure.

Diese primitive und heute unerwünschte Erzeugung von Funkwellen erlaubte nur Nachrichtenübermittlung durch Morsezeichen, beispielsweise von der Großfunkstelle Nauen zu den Schiffen der kaiserlichen Marine. Erst nach der Entdeckung der Oszillatorschaltungen mit konstanter Ausgangsleistung im Jahr 1913 konnten weitere Modulationsarten entwickelt werde, die die Übertragung von Bild und Ton ermöglichten.

 

         Beim gekoppelten Sender (Bild 2) konnte die Kapazität des Kondensatorkreises sehr groß gemacht werden. Dadurch war es möglich, schon bei mäßigen Spannungen und entsprechend geringen Isolationsschwierigkeiten die zugeführte Energie beträchtlich zu steigern.
Was der Physiker am gekoppelten Sender schätzte, waren die verhältnismäßig klar definierten Verhältnisse. Beim einfachen Marconi-Sender war ihm nicht ganz wohl, weil man nicht sicher wusste, mit welchen Vorgängen man es zu tun hatte. Weit verbreitet war anfangs die Auffassung, dass Schwingungen sehr geringer Wellenlänge etwa wie beim Righi-Sender an der Funkenstrecke erzeugt werden, an der Antenne hoch wandern und dabei in den Raum ausgestrahlt werden. 

 

2.) Schwingkreise

 

2.1 PARALLELSCHWINGKREIS

Ein elektrischer Schwingkreis ist eine resonanzfähige elektrische Schaltung aus einer Spule(L) und einem Kondensator (C), die elektrische Schwingungen ausführen kann. Bei diesem LC-Schwingkreis wird Energie zwischen dem magnetischen Feld der Spule und dem elektrische Feld des Kondensators periodisch ausgetauscht, wodurch abwechselnd hohe Stromstärke oder hohe Spannung vorliegen. .

                        

 

Dämpfung:

 

Ein realer Schwingkreis enthält in der Spule und dem Kondensator immer auch Verluste; den ohmschen Widerstand der Leitungen und der Spulenwicklung, dielektrische Verluste im Kondensator und abgestrahlte elektromagnetische Wellen. Es verbleibt dann ein restlicher Strom an den Klemmen IR , der mit U phasengleich ist und der auch im Falle der Resonanz nicht zu null wird. Daher wird beim realen Parallelschwingkreis der Resonanzwiderstand nicht unendlich groß. Der Scheinwiderstand Z erreicht lediglich ein Maximum

Den Verlust des Kondensators kann man meistens gegenüber dem Spulenverlust vernachlässigen. Für die verlustbehaftete Spule verwendet man vorzugsweise ihr Reihenersatzschaltbild mit L und RL . Der Leitwert der Parallelschaltung aus C und Lp ist im Resonanzfall null. In diesem Fall beschränkt sich die Impedanz im Parallelschwingkreis auf Rp, den (definitionsgemäß rein ohmschen) Resonanzwiderstand; dieser ergibt sich zu:

Z_{mathrm r} = R_{p mathrm r} = frac{L}{R_L C}

 

Die oben angegebene Resonanzfrequenz des idealen Schwingkreises f0 gilt bei RL = 0. Bei dem hier behandelten realen Schwingkreis ergibt sich anhand des Parallelersatzschaltbildes

 
f_{mathrm r} = frac{1}{2pisqrt{L_p C}}                   Resonanzfrequenz eines realen Parallelschwingkreises   Sie ist etwas kleiner als f0