Dachkapazität
Als Dachkapazität bezeichnet man eine ausgedehnte Struktur aus Metall, die auf der Spitze eines selbststrahlenden Sendemastes montiert ist. Da die Dachkapazität den Sendemast elektrisch verlängert, kann der Sendemast niedriger gebaut werden, als für eine Groundplane-Antenne nötig wäre.
unten: Leitungsmodell einer mit einer Dachkapazität elektrisch verlängerten Vertikalantenne
An der Spitze einer Vertikalantenne, welche durch die Größe der abzustrahlenden Wellenlänge nicht die notwendige Länge λ/4 erreichen kann, werden horizontale Drähte oder Drahtnetze gespannt, die wie eine Kapazität gegen Erde wirken. Damit der Gegenpol dieses Kondensators geringen elektrischen Widerstand hat, wird in die Erde um den Antennenfußpunkt herum ein Erdnetz aus Drähten eingegraben. Nur so wird die HF-Energie abgestrahlt und erwärmt nicht das Erdreich.
Durch die geeignete Wahl der Dachkapazität {\displaystyle C_{D}} wird die Höhe der Antenne um einen Wert {\displaystyle l_{c}} elektrisch verlängert
- {\displaystyle h+l_{c}={\frac {\lambda }{4}}},
und zusätzlich mit Hilfe einer Verlängerungsspule am unteren Ende auf Resonanz eingestellt. Der Antennenstrom {\displaystyle I_{0}} ist entlang der Antennenhöhe nahezu gleichförmig verteilt und gegenüber einer Antenne ohne Dachkapazität um den Anteil des Kondensatorstromes {\displaystyle I_{c}} vergrößert. Deshalb ergibt sich ein Strahlungswiderstand, der bis zu vier mal so groß ist, wie bei einer kurzen Vertikalantenne ohne Dachkapazität.
Die Dachkapazität trägt aber nichts zur Abstrahlung der elektromagnetischen Welle bei. Dies geschieht nur durch den in der Grafik als Antenne angedeuteten vertikalen Draht, dessen elektrischer Querschnitt üblicherweise durch beispielsweise acht parallel geschaltete Drähte vergrößert wird. Trotz dieser Maßnahme ist der verkürzte Dipol gegenüber einer Antenne mit einer realen Antennenhöhe von etwa λ/4 im Wirkungsgrad benachteiligt.
Eine Dachkapazität besonderer Bauart wurde beim Sendemast des Deutschlandsenders in Herzberg (Elster) verwendet. Sie bestand aus einer innen begehbaren Linse mit einem Durchmesser von 25 m und einer Höhe von 4 m. Als Antenne diente ein 325 Meter hoher, gegen Erde isolierter abgespannter selbststrahlender Sendemast. Zur Verringerung der Erdverluste wurden um den Antennenfußpunkt strahlenförmig insgesamt 35 km verzinkte Bandeisen verlegt. Die Anlage wurde im Zweiten Weltkrieg zerstört und später demontiert.
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Antenne des AFN in Hirschlanden (Ditzingen)
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Spinnennetzartige Dachkapazität an der Spitze des Senders Hirschlanden (Ditzingen)
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Spitze des Blosenbergturms mit Dachkapazität
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Die linsenförmige Dachkapazität des Sendemast des Deutschlandsender III
Literatur
- Jürgen Detlefsen, Uwe Siart: Grundlagen der Hochfrequenztechnik. 2. Auflage, Oldenbourg Verlag, München Wien, 2006, ISBN 3-486-57866-9