[A-DX] Eingangsschutzdioden ALA1530, war: ALA 1530 und HF

[Bernhard Weiskopf]

Hallo Klaus,

kleine Herleitung mit den gegebenen Daten:

Die Sendeantenne strahlt die Leistung P = 100 W ab. Würde sie kugelförmig
abstrahlen, verteilt sich diese Leistung auf die Oberfläche einer Kugel (O =
4 * pi * r). D. h. im Abstand von r = 1 m also auf die Oberfläche O = 12,6
m².

In 1 m Abstand ist die Leistungsdichte S = 100 W / 12,6 m² = 8,0 W/m².

Die Antenne strahlt sicherlich nicht kugelförmig, dafür ist dann aber ein
"Gewinn" in Maximalrichtung angegeben, z. B. 2,1 dB bei einem
Halbwellendipol, das entspricht 1,6-fache Leistung, hier also 1,6 * 8,0 W/m²
= 13 W/m².

Leistungsdichte S und elektrische Feldstärke E bzw. magnetische Feldstärke H
sind über den Wellenwiderstand Z verknüpft. Im "Fernfeld", d. h. ohne
störende elektrisch oder magnetisch leitende Gegenstände in der Umgebung,
beträgt der Wellenwiderstand (des Vakuums oder der Luft) Z = 377 Ohm.

Analog zum ohmschen Gesetz 
U = I * R, I = U / R und der Leistung P = U * I 
gilt bei Feldern
E = H * Z , H = E / Z bzw. S = E * H

Aufgelöst nach Spannung und Strom gilt
U = wurzel (P * R) bzw. I = wurzel (P / R)
und entsprechend bei Feldern
E = wurzel (S * Z) bzw. H = wurzel (S / Z)

Im vorliegenden Fall wären also die Feldstärken des Halbwellendipols mit 100
W in Hauptstrahlrichtung in 1 m Abstand
E = wurzel (13 W/m² * 377 Ohm) = wurzel (4900 V²/m²) = 70 V/m.
H = wurzel (13 W/m² / 377 Ohm) = wurzel (0,034 A²/m²) =  0,19 A/m.

Im Nahfeld (< 1 Wellenlänge) weicht Z allerdings von 377 Ohm ab, das kann
man aber nicht allgemeingültig bestimmen. Weil Z in der Formel unter der
Wurzel steht, sind Abweichungen nicht besonders kritisch.

Wenn die beiden Antennen weiter als 1 m entfernt stehen und sie nicht
gegenseitig in den Hauptstrahlrichtungen stehen, dürfte die Einstrahlung in
die ALA1530 nicht schädlich sein, sofern die Angaben im Datenblatt stimmen.


Ausgehend von den Angaben im Datenblatt der ALA1530:
E = 400 V/m -> S = 424 W/m²
H = 1,0 A/m² -> S = 377 W/m²
Wellbrook hat die Angaben vermutlich von einer maximalen Leistungsdichte von
S = 400 W/m² berechnet und gerundet. Die Impulsform, besonders die
Zeitdauer, hat Wellbrook leider nicht angegeben.

Ich bin etwas skeptisch, ob der Verstärker an der großen Loop (0,8 m²)
tatsächlich so viel verträgt, andererseits ist die ALA1530 für die Toleranz
von sehr hohen Feldstärken abseits der Empfangsfrequenz konzipiert.


Du solltest auf jeden Fall die Oberschwingungen prüfen, die
Begrenzungselemente im Verstärker werden wahrscheinlich besonders die
dreifache Frequenz erzeugen, die die Loop dann abstrahlt. Das ist vermutlich
unabhängig davon, ob der Verstärker mit 12 V versorgt wird oder nicht und
kann vielleicht bis 1 W betragen.


73, Bernhard

> Von: Klaus Floer
> Gesendet: Donnerstag, 19. Dezember 2013 18:37
> An: 
> Betreff: Re: [A-DX] Eingangsschutzdioden ALA1530, war: ALA 1530 und HF
> 
> Hallo Bernhard,
> 
> danke für deine umfangreichen Hinweise. Da ich maximal mit 100W 
> senden will, verstehe ich dich so, dass ich eigentlich keine weiteren
> Vorsichtsmaßnahmen zu treffen brauche. Natürlich werde ich während des
> Sendebetriebes die Stromversorgung der ALA auf alle Fälle ausschalten.
> DAs Ganze wird eh erst im Frühjahr akut,ich wollte euch alle aber erst mal
> um euren Rat fragen.
> 
> 73, Klaus
> 
>  ----------------------------------------
> > From: 
> > Date: Thu, 19 Dec 2013 16:41:45 +0100
> > Subject: Re: [A-DX] Eingangsschutzdioden ALA1530, war: ALA 1530 und HF
> >
> > Hallo zusammen,
> >
> > wenn eine Sendeantenne in der Nähe einer Empfangsantenne betrieben
> > wird, muss man drei Dinge beachten:
> >
> > 1. Die Eingangsstufe des Eingangsverstärkers kann bei hoher
> > Eingangsleistung Mischprodukte erzeugen oder die Verstärkung
> > reduzieren. Der Empfang kann dann während des Sendens stark
> > beeinträchtigt sein. Das ist hier vermutlich unkritisch.
> >
> > 2. Die Eingangsstufe des Eingangsverstärkers kann bei zu hoher
> > Eingangsleistung zerstört werden. Wellbrook gibt bei der ALA1530 und
> > ALA1530LF max. Feldstärke-Impulse von 400 V/m oder 1,0 A/m an. Das
> > sind sehr hohe Werte, die üblicherweise keine zusätzlichen 
> > Maßnahmen erfordern.
> > Schutzbauelemente wie Dioden müssen die eingekoppelte Leistung in
> > Wärme umsetzen, also ausreichend große thermische Belastbarkeit
> > aufweisen. Die Schnelligkeit von Dioden halte ich hier für
> > nebensächlich, 1 cm Anschlusslänge hat bereits eine ähnlich lange
> > Signallaufzeit. Und bei
> > (niederohmigen) Loop-Antennen ist die Sperrschicht-Kapazität (ca. 10
> > pF bei der 1N4000-Serie) in der Regel vernachlässigbar.
> >
> > 3. Die Eingangsstufe des Eingangsverstärkers kann bei hoher
> > Eingangsleistung Oberschwingungen erzeugen, die dann über die
> > angeschlossene "Empfangsantenne" abgestrahlt werden und andere
> > Funkdienste stören können.
> > Das betrachte ich hier am kritischsten.
> >
> > 73, Bernhard