und

3. Das Problem trat nicht bei geerdetem Flugzeug auf

Das verstehe ich immer noch nicht.

rlippok schrieb:

und

3. Das Problem trat nicht bei geerdetem Flugzeug auf

Das verstehe ich immer noch nicht.

Die Frequenzabhängigkeit zeigt ja, dass der Effekt sehr grenzwertig war - er war sozusagen "gerade eben" da. Die Erdung wird das "Gesamtsystem" dann in den grünen Bereich verschoben haben. Vermutlich nur durch die Anwesenheit des Kabels am Auspuff, da die elektrische Verbindung zur Erde bei einem Tank-Erdungskabel alles andere als niederimpedant sein dürfte. 

Genaueres werden wir wohl nur erfahren, wenn marvin das alles noch mal zurückbauen und alle Optionen ausprobieren würde. Ich würde es nicht tun und mich freuen, dass es läuft...

rlippok schrieb:

und

3. Das Problem trat nicht bei geerdetem Flugzeug auf

Das verstehe ich immer noch nicht.

Ich habe mal eben schnell aus dem Buch eine Seite fotografiert, um die Sache vielleicht etwas anschaulicher zu gestalten.




Das Bild zeigt eine typische Keule (ich erwähnte das im letzten Beitrag) einer Rundstrahlentanne. Jede Antenne, und wirklich auch jede Antenne hat eine bestimmte Abstrahlrichtung. Diese Richtwirkung gilt übrigens auch für den Empfang. Die Form und Richtung der Keule ist sehr stark abhängig wo sich die Antenne befindet, ob große metallische Flächen oder Rohre in der Nähe sind, ob sie mit Masse (künstlicher Erde) verbunden ist, ob sie im technischen Zustand in Ordnung ist. Jede Veränderung dieser Faktoren verändern die Richtwirkung der Antenne, und das ist einfach eine Gesetzmäßigkeit die bei allen Antennen zu trifft.

Durch die Erdung (also fettes Masse-Kabel an einem Stab im Erdboden verbunden) wird bei der Antenne diese Abstrahlrichtung verändern - der Strom-Spannung-Bauch verschiebt sich - und es ändert sich die Anpassung der Antenne. Nun wurde ja bereits schon erwähnt, dass vermutlich die Antenne einen Defekt vorweist. Es reicht wenn im inneren der Antenne ein leichter Drahtbruch oder sonstiger Verschleiß (ich kenne die Antenne ja nicht) besteht, was wiederum die Abstrahlung der Antenne (in diesem Falle negativ) beeinflusst.

Leider weiß ich nicht wo sich das GPS im Flugzeug befindet, wo sich genau die Antenne befindet, wie das Koaxkabel verlegt wurde. Es aber durchaus möglich, dass durch einen Defekt die Abstrahlrichtung genau in Richtung GPS-Gerät ging, und ein Teil der abgestrahlten Sendeleistung im GPS regelrecht einschlägt.

Beim besagten Problem gibt es kein 0 oder 1 wie in der digitalen Technik. Hier ist es ein Zusammenspiel von defekten Komponenten, benutzter Frequenz und räumliche Anordnung der Funkanlage und GPS im Flugzeug.

Hallo MediaCix,

sehr schön beschrieben - ich bin zwar bei weitem kein HF-Experte,
jedoch decken sich meine bescheidenen Praxis-Erfahrungen mit Deinen
Ausführungen.   :-)

Unabhängig von der Ausgangsfrage hätte ich gerne mal
*Deine* Einschätzung zu folgender (immer wieder gern
gesehenen) Antennen Positionierung und Ausrichtung
gerade im Bezug auf das Erreichen einer Bodenstation,
die in Flugrichtung voraus liegt  ;-)

 (wenn man nochmal unterstellt, dass im Inneren der Rumpfkontur
 sicher noch eine Alufolie o.Ä. als "Groundplane" angebracht ist.)




Danke!

BlueSky9

Hallo BlueSky9,

du ich bin kein HF-Experte, da gehört noch mehr hinzu.

Ich war jetzt erst am Wochenende auf dem Platz gewesen und hatte bei dieser Gelegenheit mir die Position der Antenne auf einer C-42 angeschaut. Wie auf deinem Bild befand sich die Antenne auf dem Dach - also genau so wie bei PKWs. Mir schossen sofort diverse Gedanken durch den Kopf, ob das denn wirklich die ideale Postion im Flugfunk ist.

Ich will das ganze mal abkürzen und komme mal direkt zu deinem Bild. Ich sehe also eine Antenne oben auf dem Dach und fast 45 Grad nach hinten geneigt. Ich bin mir fast sicher, dass diese Position und Haltung der Antenne wegen dem Design des Fliegers, zum Schutz der Antenne und wegen Störeinstrahlungen gewählt wurde. Weiterhin muss noch erwähnt werden, dass sich darunter die Alu-Rohre der ganzen Konstruktionen befinden. Wenn du also auf eine Bodenstation gerade zufliegst, ist deine Richtwirkung der Antenne in dieser Postion noch oben geneigt und die Alu-Konstruktion liegen auch noch dazwischen.

Ich würde jetzt mal behaupten, dass du Bodenstationen die hinter dir liegen besser empfangen und mit diesen Kontakt aufnehmen kannst, als mit Bodenstation die vor dir liegen. Das mag jetzt vielleicht etwas witzig klingen, aber abgeleitet von den Gesetzmäßigkeiten wie sich elektromagnetische Wellen ausbreiten und an metallischen Gegenständen reflektieren wäre das eine ungünstige Postion, die man sogar mit einem Feldstärkemessgerät messbar machen kann. Wenn du jetzt auf ein Ziel zufliegst, dann muss dein HF-Signal durch die Alu-Streben von Rumpf und Flügel hindurch. Technisch betrachtet die schlechteste Variante. Die Alu-Streben könnten als Reflektor wirken. Die meisten kennen das Prinzip von alten UHF-Fernseh- oder Radioantennen (Yagi-Antennen). Ein Strahler und dahinter ein etwas größerer Alu-Stab als Reflektor. Beides zusammen ergibt schon eine Richtwirkung. Und wenn sogar noch Alu-Folie dazwischen angebracht ist, dann ist das Funktechnisch keine gute Lösung - denn auch die Alu-Folie wird als Reflektor.

Würde man jetzt die rein HF-Günstigste Position betrachten, dann wäre es unter dem Flugzeug. Aber, das hat natürlich auch Nachteile. Die Antenne könnte sehr schnell verschmutzen oder beschädigt werden. Es ist aber auch ein natürlicher Schutz vor direkten Störeinstrahlungen (dieser Thread basiert ja darauf) durch die Antenne. Da wo die meiste Elektronik vorhanden ist (also vorn im Cockpit) soll möglichst wenig HF-Energie eindringen - beim Heck ist das egal. Und je höher man fliegt, desto besser wird man wieder gehört, und das schlechte Verhalten durch die Antennenposition wird wieder ausgeglichen. Man muss also ein Kompromiss zwischen Effektivität und möglichen Störverhalten eingehen.

... nach dem 2. Bier zum Feierabend ...

Aber immerhin, wenn du gerade aus fliegst, deine Funkgerät noch andere Frequenzbereiche schafft, dann kannst du mit der ISS funken (wenn die Flugbahn bekannt ist). 5 Watt Sendeleistung (nicht ERP) und die Abstrahlrichtung leicht noch oben passen locker ;-)

MediaCix schrieb:
Durch die Erdung (also fettes Masse-Kabel an einem Stab im Erdboden verbunden) wird bei der Antenne diese Abstrahlrichtung verändern

Wie denn bitte??

Im mobilen Flugfunk werden doch λ/4-Strahler (Marconi) eingesetzt, die keinerlei induktive Einbauten haben. Solche Antennen haben keine Richtwirkung (Rundstrahler eben), sprich verhältnismäßig größere Abstrahlung in eine bestimmte Richtung des Raumes.  Das wäre für den mobilen Einsatz im Flieger auch äußerst problematisch. 
Ein (interner) Defekt oder (elektrischer?) Verschleiß ist wegen des simplen Aufbaus nur schwer vorstellbar. Ein Kabelbruch oder Kurzschluss in der Antennenleitung führt außerdem zum Verlust der Abstrahlleistung, die nämlich dann automatisch abgeregelt wird.

Michael

FlyingDentist schrieb:

MediaCix schrieb:
Durch die Erdung (also fettes Masse-Kabel an einem Stab im Erdboden verbunden) wird bei der Antenne diese Abstrahlrichtung verändern

Wie denn bitte??

Die Wellenlänge Lambda des UKW-Flugfunks beträgt ca. 2,5m. Natürlich bilden der Antennenstab und seine umgebende Masse ein Gesamtsystem, das die Abstrahlcharakteristik der elektromagnetischen Welle bestimmt. Aber eben nur in einem Umkreis der halben Wellenlänge um den Strahler, in unserem Fall also ca. 1,3m. Denn unter der Erkenntnis, dass sich keine Information schneller als das Licht ausbreitet, "sehen" das oszillierende E- bzw. B-Feld am Antennenstab, woraus die Welle entsteht, nichts von einer Umgebung, die weiter als Lambda halbe entfernt liegt. Wir hätten sonst das Kausalitätsprinzip verletzt.

Jetzt kommt es halt darauf an, wo in besagtem Flieger die Antenne verbaut ist, und in welcher Entfernung davon das Massekabel angeschlossen wird/wurde.

Rüdiger

p.s.: Ich halte Michaels Frage für absolut berechtigt. Bei den meisten FK9 dürfte die Antenne oben auf dem Dach, eher noch Richtung Heck montiert sein, ähnlich wie bei der CTsw auf dem oberen Bild. Da die Erdung gewöhnlich über das Auspuffrohr erfolgt, ist der Abstand zwischen Antenne und Erdungskabel viel zu groß um die Abstrahlcharakteristik zu beeinflussen.

FlyingDentist schrieb:
Wie denn bitte??

Das war übrigens eine wirklich ernst gemeinte Frage, die man am besten mit einer Skizze beantworten könnte.

Dessen ungeachtet bin ich der Meinung, dass ein Fehler in der Antenne eines 4201 eher zu geringerer bis keiner HF-Abstrahlung führt, als dass unkontrolliert hohe HF-Energien im fraglichen T7 zum Absturz führen.

Michael

also, auch beim Erdungsversuch trat der Fehler auf.

Einbausituation ist wie folgt. Das T7 mittig im Panel verbaut. ca 10 cm rechts davon die Funke. Hf-Kabel wird mittig nach unten geführt durch die mittelkonsole nach hinten, hinter dem linken sitz an der klappenmechanik nach oben zur antenne die hinten oben sitzt. Wie auf dem CT Bild  und sämtlichen FK9 und C42 bei uns im Verein.

Warum das Kabel so dämlich verlegt wurde, es gibt bei weiterem elegantere möglichkeiten weiß ich nicht. Hab meinen Flieger so  gekauft. Externe GPS-antenne sitzt an einer strebe ca 30cm vor dem Antennensockel auf gleicher höhe.

Auch nicht optimal wie ich mittlerweile weiß.

Aaaaaaber es funktionierte und harmonierte ja bestimmt 2 Jahre bevor der Ärger losging.

Nachdem ich jetzt provisorisch von einem Kumpel dessen Di-pol  antenne anschloß einfach den Fehler im Ausschlußververfahren zu lokalisieren, und es dann ging  (bei gleicher einbau- und ausgangssituation)  tausche ich jetzt erst das HF-Kabel aus und gegebenfalls die Stabantenne.

Und ich hoffe das es das dann war,werd garantiert nichts rückbauen sondern mich mit einem Bier (natürlich nach dem Flug) einfach nur freun.

Sollte ich dann immer noch probleme haben dann lieber MediaCix mach dich auf einen besuch von mir gefasst. Übrigends danke für Deinen Bericht. War ziemlich interresant.

werde  das Ergebnis des neuen Kabels posten

marvin

„Erde ich meinen flieger funktioniert es.”
...
„also, auch beim Erdungsversuch trat der Fehler auf.”

Jetzt bin ich etwas verwirrt. Geht oder geht nicht?

War heute mal kurz auf dem Platz, und habe mir eine Antenne mal etwas näher betrachtet. In der Tat ist das wohl nur ein simpler λ/4-Strahler ohne Verkürzungsspule oder sonstige Anpassung. Da ich selber keinen Flieger habe, habe ich mir das so genau noch nie angeschaut. Eines kann ich jedoch versichern, auch ein Rundstrahler hat eine Richtwirkung! Beim Wort Richtwirkung darf man jetzt nicht an eine Richtantenne denken. Das Foto was ich hier mit gepostet hatte zeigt solche Richtungen - das ist genau diese Abstrahlrichtung.

Grundschleim aus der Antennentechnik

Ich will den Begriff „Marconi-Antenne” hier mal gar nicht benutzen - das führt nur zu weiteren Verwirrungen. Nennen wir besser Viertelwellen-Strahler. An diesem Viertelwellen-Strahler ist die Spannung (U) im Fußpunkt ein Minimum und der Strom (I) ein Maximum. Diese Antennenform, die übrigens auch eine Vielzahl andere Funkdienste benutzt, hat einen sehr flachen Abstrahlwinkel. Das bedeutet, dass sich hiermit große Reichweiten erzielen lassen. Der prinzipielle Aufbau ist ein senkrechter λ/4-Stab der mit der Seele des Innenleiters vom Koaxkabel verbunden ist. Der metallische Mantel des Kabels ist bei den meisten Viertelwellen-Strahlern über eine Spule oder Kondensator mit dem Innenleiter verbunden.




Randbemerkung: Leider konnte ich noch keine Antenne von einem Flieger zerlegen. Was sich genau im Fuß befindet weiß nicht.

Jede Antenne hat einen Fußpunktwiderstand - das ist der Anschluss mit dem Koaxkabel. Dieser Eingangswiderstand der Antenne muss der Impedanz des Kabels entsprechen, wenn eine maximale Energieübertragung stattfinden soll. Die Größe ist von einigen Faktoren anhängig:

- die Lage des Speisepunktes auf der Antenne
- Form und Art der Antenne
- die benutze Frequenz
- die Höhe der Antenne über Grund wegen kapazitiven Einflüssen der Umgebung

Die Leistung, die der Sender an die Antenne abgibt, wird zu einem kleinen Teil durch Verluste in der Antenne in Wärme umgewandelt. Der Verlustwiederstand setzt sich zusammen aus dem ohmschen Widerstand des Antennendrahtes und eventueller vorhandenen induktiven oder kapazitiven Blindwiderständen, wenn die Antenne nicht genau in Resonanz ist. Der größte Teil der Leistung aber wird als Strahlung in den Raum abgegeben.

Ein Viertelwellen-Strahler strahlt niemals gleichmäßig stark nach allen Richtungen. Maximale Strahlung findet dort statt, wo sich ein „Strombauch” befindet. Die Spannungsbäuche erzeugen zwar in unmittelbarer Nähe der Antenne ein starkes Feld, dass aber seine Intensität schnell verliert.

Der böse Fußpunktwiderstand

Eine defekte Antenne (aus welchem Grund auch immer), ein defektes Koaxkabel und auch Feuchtigkeit im Antennenkabel haben Einfluss auf diesen Fußpunktwiderstand. Jede Veränderung vom Fußpunktwiderstand bewirkt eine Verschlechterung in der gesamten Funkanlage. Ein Teil der Energie kann nicht abgestrahlt werden. Die HF muss ja irgendwo bleiben - bedeutet, wird entweder an anderen Stellen angestrahlt oder in Wärme umgesetzt.

Kapazitiven Einflüsse

Auch das Erden von einem Flieger stellt in der Umgebung der Antenne einen kapazitiven Einfluss dar. Die Alu-Konstruktion vom Flieger stellt einen kapazitiven Einfluss dar. Selbst ein großes Stahltor vom Hangar hat einen Einfluss auf die Antenne. Ideale Verhältnisse sind in der Praxis nicht anzutreffen. Reflexionen vom Erdboden, Gebäuden oder andere metallische Flächen verzerren mehr oder weniger das Bild der Abstrahlrichtung.

Für kapazitive Einflüsse fällt mir noch ein Beispiel aus alten Zeiten ein. Wer kennt noch die guten Zimmerantennen für UHF-Fernsehempfang? Das Ding musste irgendwo im Zimmer oder am Fenster aufgestellt werden. Aber, sobald sich eine Person im Raum bewegt war auch das Bild weg :-) Ähnliches Verhalten bei alten Kofferradios. Telekopantenne ausfahren und nur nicht bewegen. Auch hier wird nichts anderes gemacht, als die Richtwirkung der Antenne beeinflusst.

Schlusswort

Ich denke, wir sollten jetzt aber mal abwarten was „marvin” nach einem Austausch von Antenne oder Kabel hier noch berichtet.

@marvin
Ich bin bei EDBX, deine Flugstrecke zu mir wäre ziemlich weit ;-)