T-Antenne

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Schema einer elektrisch verlängerten T-Antenne mit Dachkapazität
Die T-Antenne ist die verkürzte obere Dipolhälfte, die untere muss durch ein Erdnetz ersetzt werden.

Eine T-Antenne ist eine für Längst-, Lang- und Mittelwelle verwendete Sende- oder Empfangsantenne.

Sie besteht aus Drähten (im einfachsten Fall ein Draht), die mit isolierten Enden zwischen zwei Masten oder Türmen aufgehängt und miteinander verbunden sind. In der Mitte zwischen den beiden Tragwerken führt ein Draht herunter zum Sender oder Empfänger. Die aus dieser Anordnung resultierende T-Form prägt den Namen.

Häufig besteht der horizontale Teil der T-Antenne aus mehreren parallel verlaufenden Drähten, um eine höhere Kapazität gegen Erde zu erreichen. Diese enden im Regelfall an einer horizontalen Stange aus Metall, von der mehrere Drähte zum Befestigungsisolator führen. Diese Bauform hat gegenüber einer Konstruktion, bei der jeder horizontale Draht wie bei einer Hochspannungsleitung an einen eigenen Isolator am Tragwerk befestigt ist, den Vorteil einer geringeren Kapazität zwischen Tragwerk und Antenne, was kleinere Verluste bedeutet.

Anwendungen[Bearbeiten]

T-Antennen wurden früher häufig als Empfangsantenne für LW- und MW-Rundfunk, sowie als Sendeantenne für Radiosender und ungerichtete Flugfunkfeuer in diesem Frequenzbereich verwendet. Heute werden überwiegend Reusenantennen und selbststrahlende Sendemasten (für Sendezwecke) oder Rahmen- und Ferritantennen für Empfangszwecke eingesetzt. Jedoch erfreute sich die T-Antenne und auch die Langdrahtantenne großer Beliebtheit für Detektoren- und Volksempfänger und als einfache Antenne für den Amateurfunk.

Funktion[Bearbeiten]

Eine T-Antenne ist im Prinzip ein gekürzter Vertikalstrahler (herunterführender Draht) mit einer Dachkapazität. In der Praxis verwendet man keine Einzeldrähte, sondern viele parallele Drähte, um die Dachkapazität zu vergrößern.

Für die Abstrahlung ist im Wesentlichen der Strom im vertikalen Teil verantwortlich. Die Dachkapazität gleicht die Verkürzung des vertikalen Strahlers teilweise (oder ganz) aus (siehe Leitungstheorie). Abweichungen müssen durch ein Anpassnetzwerk (Resonanztransformator) kompensiert werden, damit das gesamte Antennensystem resonant ist und so im vertikalen Draht ein möglichst starker Strom fließt. Der vertikale Draht mit der Dachkapazität stellt elektrisch die Hälfte eines Halbwellendipols dar, die andere Hälfte wird durch das leitende Erdnetz als "Spiegelung" erzeugt, weshalb das Erdnetz auch als „Gegengewicht“ bezeichnet wird. Der Erdungswiderstand muss möglichst gering sein, damit die abgestrahlte Leistung nicht verringert wird.

Die ausgesendete Welle ist - wie bei Lang- und Mittelwellen üblich - vertikal polarisiert. Im Empfangsfall verzichtet man meist auf ein Anpassnetzwerk, da die Empfindlichkeit der Rundfunkempfänger genügend hoch ist und man meist verschiedene Frequenzen empfangen will.

Wirkungsgrad[Bearbeiten]

Historische T-Antenne bei den ersten Rundfunksendern, um 1925

Der Strahlungswiderstand einer T-Antenne mit sehr großer Dachkapazität beträgt[1]

R_R = 80\pi^2 \left ( \frac {h}{\lambda} \right )^2  \,

Beispielsweise werden die Zeitzeichen von DCF77 auf 77,5 kHz über eine 220 m hohe T-Antenne abgestrahlt, die einen Strahlungswiderstand von nur 2,55 Ω besitzt. Der Erdungswiderstand muss außerordentlich gering sein, weil sonst der Wirkungsgrad η der Antenne untragbar gering wäre. Sein Wert lässt sich abschätzen durch

\eta = \frac {R_\text{Strahlungswiderstand}}{R_\text{Strahlungswiderstand} + R_\text{Erdwiderstand} + R_\text{sonst}} \,

Der Sender erzeugt eine nominelle Leistung von 50 kW, wovon etwa 30 bis 35 kW über die Antenne abgestrahlt werden. Ein Teil der Differenz erwärmt das Erdreich um das Erdnetz.

Der Wirkungsgrad hängt davon ab, ob die Tragmaste geerdet oder gegen Erde isoliert sind. Sie sollten keine Höhe von λ/4 der abgestrahlten Welle haben.

Realisierte Anlagen[Bearbeiten]

Bezeichnung Land Ort Sendefrequenz Höhe der Tragmaste Abstand der Tragmaste Bemerkungen
Sender Bod Rumänien Bod 153 kHz 250 m 287 m Tragmaste gegen Erde isoliert
BBC-Sender Droitwich Großbritannien Droitwich 198 kHz 213 m 213 m Tragmaste gegen Erde isoliert
Sender Mainflingen, Mast XIV/ XV Deutschland Mainflingen 122,8 kHz 200 m 350 m Tragmaste ursprünglich gegen Erde isoliert, jetzt geerdet
Sender Athlone Irland Athlone 612 kHz 100 m 232 m Tragmaste gegen Erde isoliert
DDH47 Deutschland Pinneberg 147,3 kHz 99 m 250 m Tragmaste geerdet

Sonderformen[Bearbeiten]

  • Dreieckflächenantenne: 3 T-Antennen, getragen von 3 Masten, die von einen Sender gespeist werden
  • Zariya-Antenne: Reihe von T-Antennen, die aus einer Speiseleitung gespeist werden.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Alois Krischke (DJ0TR): Rothammels Antennenbuch. begründet von Karl Rothammel. 13. Auflage. DARC Verlag, Baunatal 2014, ISBN 978-3-88692-065-5.

Quellen[Bearbeiten]

  1. Huang, Yi; Kevin Boyle (2008). Antennas: from theory to practice. John Wiley & Sons. pp. 299–301. ISBN 0-470-51028-5