Elektrizitätslehre

E 5.2 Lecherleitung - Gerätebeschreibung

Dezimeterwellensender mit Sende- und Empfangs-Dipolen , Feld-Indikatorlampe, Lecher-System, Satz Dipole im Wassertank

1. Beschreibung

1.1 Dezimeterwellensender mit Sende- und Empfangs- Dipolen

Das Gerät setzt sich aus folgenden Einzelteilen zusammen (Abb.1a-f): a) Sender im Gehäuse, ca. 20 x 9 x 6,5 cm3 groß. Das Gehäuse ist durch eine durchsichtige Plastikhaube abgeschlossen, die die elektrische Schaltung klar erkennen lässt. An einer Seitenfläche sind am Plastikdeckel 2 Nuten angebracht, in die ein Sende-Dipol eingelegt werden kann. Die andere Seite enthält einen Sechsfachstecker zum Anschluss der erforderlichen Versorgungsspannung. Die Verteilung der Anschlüsse im Stecker, von der Seiten des Senders her gesehen, zeigt Abb. 2. Neben diesem Stecker befinden sich 2 Buchsen, die normalerweise mit einem Kurzschlussstecker verbunden sind. Hier kann gegebenenfalls eine Spannung zur Modulation angelegt werden. Zum Einspannen in einen Stativfuß ist das Gerät auf einem Metallstiel von ca. 8 cm Länge und 10 mm ø montiert.	Abb. 1a Abb. 2: Steckeranschlüsse
b) Sechsfachkabel mit Sechsfachbuchse und -stecker zum Anschluss an das Netzgerät, Baureihe 4. Soll der Sender mit einem Netzgerät anderen Fabrikats betrieben werden, so ist das Sechsfachkabel mit Sechsfachbuchse und 6 einzelnen Bananensteckern zu verwenden.	Abb. 1b
c) Drei λ/2-Antennenstäbe, Messing versilbert, 31 cm lang, 4 mm ø. Einer der drei Antennenstäbe kann als Sende-Dipol in die Falznut des Plastikdeckels am Sender eingelegt und so induktiv an den Sender angekoppelt werden. Die beiden anderen Stäbe können freihändig für Interferenzversuche, beispielsweise für den Aufbau einer Richtantenne, d. h. als Direktor und Reflektor verwendet werden.	Abb. 1c
d) λ/2-Empfangs-Dipol mit Hochfrequenz-Diode, Stäbe aus Leichtmetall eloxiert, ca. 14 cm lang, 7 mm ø. Der Dipol mit Diode kann, über eingebaute Drosselspulen und Kondensator entkoppelt, an ein elektrisches Messinstrument, beispielsweise an das Demonstrations-Drehspulinstrument, angeschlossen werden. Diode, Drosselspulen und Kondensator sind in ein durchsichtiges Plastikgehäuse eingebaut. Zum Aufstellen ist der Halter (f) erforderlich.	Abb. 1d
e) λ/2-Empfangs-Dipol mit Glühlampe, Stabe aus Leichtmetall eloxiert, ca. 14 cm lang, 7 mm ø. Die Edison-Fassung E 19 zur Glühlampe 3,8 V/0,07 A ist in ein durchsichtiges Plastikgehäuse eingebaut. Zum Aufstellen ist der Halter erforderlich.	Abb. 1e
f) Haltestiele für Dipole, ca. 10 mm ø, 13 mm lang.	Abb. 1f

Abb. 3

1.2 Feld-Indikatorlampe Dieses Gerät (Abb.3) besteht aus einer kleinen Glimmlampe, die am Ende eines Plastikstabes von ca. 14 cm Länge und 10 mm ø befestigt ist. In einem Kunststoffgehäuse am anderen Ende befindet sich eine Widerstandskombination, die die dem 220 V bzw. 240 V - Wechselstromnetz über ein angeschlossenes Netzkabel entnommene Wechselspannung soweit herabsetzt, dass die Glimmlampe gerade noch zündet. Das angeschlossene Netzkabel ist 1,50 m lang und mit einem Schukostecker versehen.

1.3 Lecher-System

Das System besteht aus folgenden Einzelteilen (Abb. 4a-d):

a) 5/4 λ-Lecher-Leitung, an einem Ende offen. Der Abstand der beiden Paralleldrähte (Messing versilbert) des Lecher-Systems beträgt 20 mm, ihre Länge ca. 84 cm und der Durchmesser eine Drahtes 4 mm. Im Abstand von λ/2 und λ vom geschlossenen Ende befindet sich zur mechanischen Befestigung je eine angenietete Kunststoffbrücke, an der je ein mitgelieferter Stativstab, 12 cm lang, 10 mm ø, mit Rändelschraube angeklemmt werden kann. Die beiden Stativstäbe werden in Stativmaterial eingespannt. Das offene Ende kann durch einen Kurzschlussbügel von λ/4 Länge (b) abgeschlossen werden. In diesem Zustand ist das ganze Lecher-System 6/4 λ lang.	Abb. 4a
b) Zwei λ/4 Kurzschlussbügel, U-förmig, Messing versilbert, ca. 17 cm lang, 4 mm ø, mit Steckerstiften zum Einstecken in die Lecher-Leitung (a) oder Tastkopf (c).	Abb. 4b
c) Tastkopf mit Glühlampe, U-förmiges Lecher-System von λ/4 Länge, dessen kurzgeschlossenes Ende in einem durchsichtigen Plastikgehäuse mit einer Glühlampe 3,8 V, 0,07 A, mit Edison-Fassung E 10, überbrückt ist. Messing versilbert, ca. 17 cm lang, 4 mm ø. Auch dieses Lecher-System kann durch eine λ/4 Kurzschlussbügel (b) abgeschlossen werden.	Abb. 4c
d) Schleifen-Dipol, Messing versilbert, ca. 31 mm lang, 4 mm ø. Der Schleifen-Dipol kann an das einseitig offene Lecher System 5/4 λ angeschlossen werden. Sein Strahlungswiderstand ist dem des Lecher-Systems gleich. Er dient als Sendeantenne am Ende der Lecher-Leitung, wobei die vom Lecher-System zugeleitete Energie reflexionsfrei vom Schleifen-Dipol abgestrahlt wird.	Abb. 4d

Zur besseren Anpassung der einzelnen Bauteile an den Sender entsprechen die Längen der Stäbe nur ungefähr den theoretischen Werten.

1.4 Satz Dipole in Wassertank

Abb. 5

Innerhalb eines ca. 33 x 12 x 5 cm großen Gefäßes aus Kunstglas befinden sich übereinander angeordnet zwei waagerechte Dipole unterschiedlicher Länge (Abb. 5). Sie sind mit je einer Glühlampe (0,07 A; 3,8 V) als Schwingungsindikator ausgerüstet, deren Fassung durch die Wandung des Gefäßes nach außen geführt ist. Der lange Dipol entspricht der halben Wellenlänge der sich in Luft ausbreitenden elektromagnetischen Wellen. Der kurze Dipol stellt mit einer Länge von ca. 6 cm ein λ/2-Empfangsantenne für die sich in Wasser ausbreitenden Wellen gleicher Frequenz dar.

2. Technische Daten Sendefrequenz:   433,92 MHz   0,2% Wellenlänge:   l = 69,14 cm Ausgangsleistung:   max. 0,5 W Röhrenbestückung:    1. Oszillatorstufe  E 86 C    2. Leistungsstufe   02/5QQE 3. Wirkungsweise Die gesamte Schaltung des Dezimeterwellensenders ist in Abb. 6 wiedergegeben. Die Triode E86 C arbeitet als Oszillatorröhre in Dreipunktschaltung. Die Gitter-Kathodenkapazität und Gitter-Anodenkapazität bilden dabei die Kapazität eines Schwingkreises. Die Induktivität wird durch die (dick gezeichnete) Leiterschleife gebildet. Die Oszillatorstufe hat die Aufgabe, die gewünschte Frequenz von 433,92 MHz unabhängig von den Experimentierbedingungen und mit der erforderlichen Konstanz zu erzeugen. Die Anodenspeisespannung ist deshalb mit einem Glimmstreckenstabilisator 150 B 2 stabilisiert. Ein Koppelkondensator zwischen Schwingkreis und Steuergerät ist aus drei Kondensatoren mit unterschiedlichem Temperaturgang aufgebaut, damit die Schwingeigenschaften dieser Schaltung temperaturunabhängig werden.

Abb. 6 Die in der Oszillatorstufe erzeugte Schwingung wird induktiv auf den Gitterkreis einer Gegentakt-Endstufe mit der Doppeltriode QQE 002/5 übertragen. Diese Aufteilung in eine Oszillator- und Leistungsstufe dient auch der Stabilisierung der erzeugten Frequenz. Die verstärkte Oszillatorfrequenz kann am Anodenkreis der Leistungsstufe induktiv abgenommen werden.     Die vom Netzgerät gelieferte Anodengleichspannung wird der Endröhre über ein normalerweise durch Kurzschlussstecker verbundenes Buchsenpaar zugeführt. Hier kann im Bedarfsfall die Wechselspannung einer tonfrequenten Leistungsstufe über einen Trenntransformator angeschlossen werden und so zur Modulation der abgegebenen Hochfrequenz dienen.

4. Inbetriebnahme

Der Dezimeterwellensender wird auf einem kleinen Stativfuß montiert. Zur Inbetriebnahme verbindet man ihn gemäß Abb.7 über das mitgelieferte Vielfachkabel mit der Vielfachbuchse an der Rückseite des Netzgerätes für Röhrenversuches, das alle erforderlichen Betriebsspannungen liefert. Zunächst wird das Netzgerät bei nach oben weisendem Kippschalter (a) an Netzschalter (b) eingeschaltet, so dass nur die Heizspannung an den Röhren liegt. Nach etwa 3 Minuten schaltet man durch Umlegen von Schalter (a) in Stellung "380 V" die Anodenspannung zu.

Abb. 7

Soll der Sender mit einem Netzgerät anderen Fabrikats betrieben werden, so werden die Bananenstecker des Sechsfachkabels ihren Bezeichnungen entsprechend an folgende Spannungen angeschlossen:

"+" und "-" an eine Gleichspannungsquelle, die bei 70 mA Stromentnahme 320-330 Volt abgibt. "Heiz. 2 " = Heizspannung 6,3 V, 1 A belastbar, wobei der mit bezeichnete Anschluss geerdet werden muss. Dieser Anschluss ist im Sender auch mit dem Minuspol der Anodenspannung verbunden, der damit automatisch geerdet wird. Die beiden Anschlüsse "Heiz.1" bleiben frei. Der Sender ist jetzt in Betrieb und arbeitet mit der konstanten Frequenz von 433,92 MHz. Nach Bedarf kann entweder das Lecher-System oder einer der Antennenstäbe in den Ausgangskreis des Senders durch einfaches Auflegen auf das Sendergehäuse angekoppelt werden.