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Anpassungsnetzwerk Ein auch Anpassnetzwerk aus dem Englischen auch häufig als Matchbox bezeichnet ist in der Elektrotech

Anpassungsnetzwerk

Ein Anpassungsnetzwerk (auch Anpassnetzwerk, aus dem Englischen auch häufig als Matchbox bezeichnet) ist in der Elektrotechnik eine passive Schaltung zum Anpassen der Impedanz zwischen einer Quelle für (meist hochfrequente) Signale (zum Beispiel Hochfrequenzgenerator) und einem Kabel und schließlich zwischen diesem und dem Verbraucher, beispielsweise einer Antenne.

Geöffneter automatischer Antennentuner
T-Schaltung zur Impedanzanpassung mit einstellbaren Kondensatoren
Pi-Filter zur Impedanzanpassung bilden gleichzeitig einen Tiefpass und verringern so den Oberwellenanteil eines Sendesignales
Balun für etwa 1,5 GHz zur Anpassung einer Koaxialleitung (unten, 60 Ohm) auf 240 Ohm (oben) mittels einer λ/2 Umwegleitung
Balun für 47…270 MHz, Breite ca. 15 mm, zur Anpassung einer Impedanz von 60…75 Ohm auf 240…300 Ohm mittels Ferrit-Transformator

Es handelt sich um einen Vierpol, mit dem in den überwiegenden Fällen eine Leistungsanpassung vorgenommen wird.

Anpassungsnetzwerke zwischen einem Funkgerät und einer Antenne werden auch als Antennentuner bezeichnet und verbessern die Sende- und Empfangseigenschaften. Mit Hilfe dieses Geräts wird zum Beispiel die elektrisch wirksame Antennenlänge ohne Änderung der mechanischen Länge verändert. Ähnliche Anpassungsnetzwerke werden auch bei anderen Anwendungen von Hochfrequenzgeneratoren wie zum Beispiel beim Plasmaätzen verwendet.

Die Schaltung enthält hierzu schaltbare oder variable Reaktanzen (Induktivitäten und Kapazitäten – nahezu verlustfreie Transformation, selten auch Widerstände – verlustbehaftete Transformation). Der Aufbau kann in verschiedenen Schaltungen erfolgen. Häufig werden Schaltungen wie Pi-Filter eingesetzt. Neben der verbesserten Anpassung kann durch diese auch eine Reduktion der Oberwellen erzielt werden.

Durch manuelle oder automatische Veränderung der Bauelementwerte, wie beispielsweise bei Einsatz von variablen Kondensatoren, wird erreicht, dass die transformierte Impedanz der Antenne derjenigen des Funkgerätes entspricht. Es handelt sich um eine Impedanztransformation. Diese Anpassung ist in der Regel schmalbandig und muss für geänderte Frequenzen neu eingestellt werden.

Insbesondere für Sender ist eine gute Anpassung notwendig. Fehlanpassung führt dazu, dass ein Teil der Sendeleistung reflektiert wird und im Sender oder dem Leistungsverstärker als Wärme vernichtet werden muss. Ziel ist daher, dem Sender ein Stehwellenverhältnis möglichst nahe 1 anzubieten. Diese Problematik ist bei reinen Empfängern nicht vorhanden. Hier ergibt sich der Nutzen des Anpassnetzwerks aus einem höheren Signalpegel am Eingang des Empfängers.

Antennentuner werden manchmal auch vereinfacht als Tuner (nicht zu verwechseln mit der Empfangsschaltung) bezeichnet.

Anpassungsnetzwerke bei Hochfrequenz Bearbeiten

Folgende Anpassnetzwerke sind bei Hochfrequenz gebräuchlich:

  • Verlängerungsspule im Fußpunkt mechanisch zu kurzer vertikaler Viertelwellendipole
  • Resonanztransformator
    • Lecherleitung der Länge λ/4 mit definierter Impedanz
    • Pi-Filter (Collinsfilter)
    • T-Filter
  • Balun (Impedanzverhältnis 1 zu 4):
    • Transformator mit Ferrit Doppellochkern (breitbandig)
    • λ/2 Umwegleitung
  • Gamma Match (verstellbarer Steg zur Anpassung eines Antennenkabels an den Dipol einer Yagi-Uda-Antenne)

Impedanzanpassung bei Niederfrequenz Bearbeiten

Bei Niederfrequenz werden Transformatoren zur Impedanzanpassung eingesetzt, beispielsweise um die Impedanz eines Bändchenmikrofones heraufzusetzen oder um die Impedanz eines Röhrenverstärkers an die geringe Lautsprecher-Impedanz anzupassen. Letztere werden als Ausgangsübertrager bezeichnet.

Historisch wurden auch zwischen den Verstärkerstufen von Röhren- und Transistorverstärkern sogenannte Zwischenübertrager eingesetzt, um die Impedanz zu transformieren.

Literatur Bearbeiten

  • O. Zinke, H. Brunswig (Hrsg.): Hochfrequenztechnik 2. Elektronik und Signalverarbeitung, 5. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1999, ISBN 978-3-642-63678-3.
  • Rainer Geißler, Werner Kammerloher, Hans Werner Schneider: Berechnungs- und Entwurfsverfahren der Hochfrequenztechnik 1. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 1993, ISBN 978-3-528-04749-8.
  • J. Peters: Einschwingvorgänge Gegenkopplung, Stabilität. Theoretische Grundlagen und Anwendungen, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1954.
  • G. Zimmer: Hochfrequenztechnik. Lineare Modelle, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 2000, ISBN 978-3-642-63082-8.
  • Frieder Strauß: Grundkurs Hochfrequenztechnik. Eine Einführung, 2. Auflage, Springer Fachmedien, Wiesbaden 2016, ISBN 978-3-658-11899-0.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Alois Krischke, Karl Rothammel: Rothammels Antennenbuch. 12. Auflage. DARC, Baunatal 2002, ISBN 3-88692-033-X, S. 174ff.
  2. Alois Krischke, Karl Rothammel: Rothammels Antennenbuch. 12. Auflage. DARC, Baunatal 2002, ISBN 3-88692-033-X, S. 172.

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Ein Anpassungsnetzwerk auch Anpassnetzwerk aus dem Englischen auch haufig als Matchbox bezeichnet ist in der Elektrotechnik eine passive Schaltung zum Anpassen der Impedanz zwischen einer Quelle fur meist hochfrequente Signale zum Beispiel Hochfrequenzgenerator und einem Kabel und schliesslich zwischen diesem und dem Verbraucher beispielsweise einer Antenne Geoffneter automatischer AntennentunerT Schaltung zur Impedanzanpassung mit einstellbaren KondensatorenPi Filter zur Impedanzanpassung bilden gleichzeitig einen Tiefpass und verringern so den Oberwellenanteil eines SendesignalesBalun fur etwa 1 5 GHz zur Anpassung einer Koaxialleitung unten 60 Ohm auf 240 Ohm oben mittels einer l 2 UmwegleitungBalun fur 47 270 MHz Breite ca 15 mm zur Anpassung einer Impedanz von 60 75 Ohm auf 240 300 Ohm mittels Ferrit TransformatorEs handelt sich um einen Vierpol mit dem in den uberwiegenden Fallen eine Leistungsanpassung vorgenommen wird Anpassungsnetzwerke zwischen einem Funkgerat und einer Antenne werden auch als Antennentuner bezeichnet und verbessern die Sende und Empfangseigenschaften Mit Hilfe dieses Gerats wird zum Beispiel die elektrisch wirksame Antennenlange ohne Anderung der mechanischen Lange verandert Ahnliche Anpassungsnetzwerke werden auch bei anderen Anwendungen von Hochfrequenzgeneratoren wie zum Beispiel beim Plasmaatzen verwendet Die Schaltung enthalt hierzu schaltbare oder variable Reaktanzen Induktivitaten und Kapazitaten nahezu verlustfreie Transformation selten auch Widerstande verlustbehaftete Transformation Der Aufbau kann in verschiedenen Schaltungen erfolgen 1 Haufig werden Schaltungen wie Pi Filter eingesetzt Neben der verbesserten Anpassung kann durch diese auch eine Reduktion der Oberwellen erzielt werden Durch manuelle oder automatische Veranderung der Bauelementwerte wie beispielsweise bei Einsatz von variablen Kondensatoren wird erreicht dass die transformierte Impedanz der Antenne derjenigen des Funkgerates entspricht Es handelt sich um eine Impedanztransformation Diese Anpassung ist in der Regel schmalbandig und muss fur geanderte Frequenzen neu eingestellt werden Insbesondere fur Sender ist eine gute Anpassung notwendig Fehlanpassung fuhrt dazu dass ein Teil der Sendeleistung reflektiert wird und im Sender oder dem Leistungsverstarker als Warme vernichtet werden muss Ziel ist daher dem Sender ein Stehwellenverhaltnis moglichst nahe 1 anzubieten Diese Problematik ist bei reinen Empfangern nicht vorhanden Hier ergibt sich der Nutzen des Anpassnetzwerks aus einem hoheren Signalpegel am Eingang des Empfangers Antennentuner werden manchmal auch vereinfacht als Tuner nicht zu verwechseln mit der Empfangsschaltung bezeichnet 2 Inhaltsverzeichnis 1 Anpassungsnetzwerke bei Hochfrequenz 2 Impedanzanpassung bei Niederfrequenz 3 Literatur 4 Einzelnachweise 5 WeblinksAnpassungsnetzwerke bei Hochfrequenz BearbeitenFolgende Anpassnetzwerke sind bei Hochfrequenz gebrauchlich Verlangerungsspule im Fusspunkt mechanisch zu kurzer vertikaler Viertelwellendipole Resonanztransformator Lecherleitung der Lange l 4 mit definierter Impedanz Pi Filter Collinsfilter T Filter Balun Impedanzverhaltnis 1 zu 4 Transformator mit Ferrit Doppellochkern breitbandig l 2 Umwegleitung Gamma Match verstellbarer Steg zur Anpassung eines Antennenkabels an den Dipol einer Yagi Uda Antenne Impedanzanpassung bei Niederfrequenz BearbeitenBei Niederfrequenz werden Transformatoren zur Impedanzanpassung eingesetzt beispielsweise um die Impedanz eines Bandchenmikrofones heraufzusetzen oder um die Impedanz eines Rohrenverstarkers an die geringe Lautsprecher Impedanz anzupassen Letztere werden als Ausgangsubertrager bezeichnet Historisch wurden auch zwischen den Verstarkerstufen von Rohren und Transistorverstarkern sogenannte Zwischenubertrager eingesetzt um die Impedanz zu transformieren Literatur BearbeitenO Zinke H Brunswig Hrsg Hochfrequenztechnik 2 Elektronik und Signalverarbeitung 5 Auflage Springer Verlag Berlin Heidelberg 1999 ISBN 978 3 642 63678 3 Rainer Geissler Werner Kammerloher Hans Werner Schneider Berechnungs und Entwurfsverfahren der Hochfrequenztechnik 1 Friedrich Vieweg amp Sohn Verlag Wiesbaden 1993 ISBN 978 3 528 04749 8 J Peters Einschwingvorgange Gegenkopplung Stabilitat Theoretische Grundlagen und Anwendungen Springer Verlag Berlin Heidelberg 1954 G Zimmer Hochfrequenztechnik Lineare Modelle Springer Verlag Berlin Heidelberg 2000 ISBN 978 3 642 63082 8 Frieder Strauss Grundkurs Hochfrequenztechnik Eine Einfuhrung 2 Auflage Springer Fachmedien Wiesbaden 2016 ISBN 978 3 658 11899 0 Einzelnachweise Bearbeiten Alois Krischke Karl Rothammel Rothammels Antennenbuch 12 Auflage DARC Baunatal 2002 ISBN 3 88692 033 X S 174ff Alois Krischke Karl Rothammel Rothammels Antennenbuch 12 Auflage DARC Baunatal 2002 ISBN 3 88692 033 X S 172 Weblinks BearbeitenVon der Antenne zur Anpassung abgerufen am 31 August 2017 Patent EP1495513B1 Elektrisches Anpassungsnetzwerk mit einer Transformationsleitung Angemeldet am 21 Marz 2003 veroffentlicht am 31 Mai 2006 Anmelder Epcos AG Erfinder Andreas Przadka Embedding und De Embedding Verfahren in Hochfrequenzanwendungen abgerufen am 31 August 2017 Signalubertragung und Leitungen abgerufen am 31 August 2017 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Anpassungsnetzwerk amp oldid 237377258