[Frage] zur Antenne im Dielektrikum - theor. Elektrotechnik...

L

Leo Baumann

Guest
Hallo,

ich habe die theor. Berechnungen verschiedener Antennenimpedanzen
(Dipol, Vertikalantenne) in der Zwischenzeit abgeschlossen.

www.leobaumann.de/antennenimpedanz.htm

Hier findet man verschiedene Berechnungsmethoden, z.B. die Näherung für
kurze Antennen nach MEINKE oder die exakte theor. Berechnung für
beliebige Längen nach BALANIS.

Dabei sieht man, dass für Resonanz die Antennengeometrie in Medien mit
Epsilon_r>1 um 1/sqrt(Epsilon_r) abnimmt.

ok

Frage: Wenn ich also eine Antennengeometrie in ein Medium einpflanze
kann ich die Geometrie kleiner wählen bei gleicher Wirkung. Reicht es
aus, wenn das Medium (Dielektrikum) die Antennengeometrie umschließt
damit die Berechnungen stimmen? Oder muss das Medium größer sein als die
Antennengeometrie? Wie groß? Nahfeld? - Keine Ahnung

Theoretiker bitte um Hilfe!

Danke

Gruß Leo
 
Hi Leo,

Frage: Wenn ich also eine Antennengeometrie in ein Medium einpflanze
kann ich die Geometrie kleiner wählen bei gleicher Wirkung. Reicht es
aus, wenn das Medium (Dielektrikum) die Antennengeometrie umschließt
damit die Berechnungen stimmen? Oder muss das Medium größer sein als die
Antennengeometrie? Wie groß? Nahfeld? - Keine Ahnung

Theoretiker bitte um Hilfe!
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Ich bin in der Hinsicht weniger der Theoretiker als der Praktiker (oder
sagen wir ich hatte da mal ein Projekt laufen...)
Die Theoretiker aus dem HF-Institut sagten mir damals, dass die
Berechnung nur sinn macht, wenn einige Wellenlängen im Dielektrikum
lägen. Da min Fall eine implantierte Antenne wnige mm unterhalb der Haut
war, winkten die Theoretiker ab. Da müsse man ingendeine mittlere
Dielektrizitätskonstante annehmen. Wie genau ließe sich nur durch
Messung ermitteln. Selbst finite Elemente seien da nur bedingt ratsam
(war etwa 2006). Ich solle zusehen, dass die Antenne breitbandig werde,
dann ist es wahrscheinlicher, dass sie funktioniere. Wegen der beim
biologischen Gewebe zusätzlich gegebenen Leitfähigkeit sahen sie sowieso
schwarz, dass da etwas gehen sollte. Ging dann aber doch mit 402 MHz
recht locker.

Marte
 
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Hi Leo,

Frage: Wenn ich also eine Antennengeometrie in ein Medium einpflanze
kann ich die Geometrie kleiner wählen bei gleicher Wirkung. Reicht es
aus, wenn das Medium (Dielektrikum) die Antennengeometrie umschließt
damit die Berechnungen stimmen? Oder muss das Medium größer sein als
die Antennengeometrie? Wie groß? Nahfeld? - Keine Ahnung

Theoretiker bitte um Hilfe!
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Keine Ahnung von Theorie und Praxis? Das ist schlecht.


Ich bin in der Hinsicht weniger der Theoretiker als der Praktiker (oder
sagen wir ich hatte da mal ein Projekt laufen...)
Die Theoretiker aus dem HF-Institut sagten mir damals, dass die
Berechnung nur sinn macht, wenn einige Wellenlängen im Dielektrikum
lägen. Da min Fall eine implantierte Antenne wnige mm unterhalb der Haut
war, winkten die Theoretiker ab. Da müsse man ingendeine mittlere
Dielektrizitätskonstante annehmen. Wie genau ließe sich nur durch
Messung ermitteln. Selbst finite Elemente seien da nur bedingt ratsam
(war etwa 2006). Ich solle zusehen, dass die Antenne breitbandig werde,
dann ist es wahrscheinlicher, dass sie funktioniere. Wegen der beim
biologischen Gewebe zusätzlich gegebenen Leitfähigkeit sahen sie sowieso
schwarz, dass da etwas gehen sollte. Ging dann aber doch mit 402 MHz
recht locker.
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Leo sollte sich mal die handelsüblichen Keramikantennen ansehen.
 
Am 06.09.2020 um 21:33 schrieb Sebastian Wolf:
> Leo sollte sich mal die handelsüblichen Keramikantennen ansehen.

Sind die in der Keramik verkleinert worden? Durch Ansehen finde ich das
nicht heraus. Ich brauche eine Antwort aus der Theorie.
 
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Die Theoretiker aus dem HF-Institut sagten mir damals, dass die
Berechnung nur sinn macht, wenn einige Wellenlängen im Dielektrikum lägen.
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Das glaube ich nicht. Bei heutigen Keramikantennen liegen auch nicht
/einige Wellenlängen/ im Dielektrikum und bei einem Radom geht das auch
mit Teilen einer Wellenlänge.
 
Am 06.09.2020 um 22:07 schrieb Leo Baumann:
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Die Theoretiker aus dem HF-Institut sagten mir damals, dass die
Berechnung nur sinn macht, wenn einige Wellenlängen im Dielektrikum
lägen.

Das glaube ich nicht. Bei heutigen Keramikantennen liegen auch nicht
/einige Wellenlängen/ im Dielektrikum und bei einem Radom geht das auch
mit Teilen einer Wellenlänge.
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Ja was? Es geht ja doch.

Und jetzt einfach mal von der Praxis auf die Theorie schließen.
 
Am 06.09.2020 um 22:21 schrieb Sebastian Wolf:
Am 06.09.2020 um 22:07 schrieb Leo Baumann:
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Die Theoretiker aus dem HF-Institut sagten mir damals, dass die
Berechnung nur sinn macht, wenn einige Wellenlängen im Dielektrikum
lägen.

Das glaube ich nicht. Bei heutigen Keramikantennen liegen auch nicht
/einige Wellenlängen/ im Dielektrikum und bei einem Radom geht das
auch mit Teilen einer Wellenlänge.

Ja was? Es geht ja doch.

Und jetzt einfach mal von der Praxis auf die Theorie schließen.
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Ich möchte aber, dass Maxwell aufersteht und sagt:\"Leo, Du brauchst nur
die Antennengeometrie in Dielektrikum betten!\"

:)
 
Am 07.09.2020 um 14:12 schrieb Leo Baumann:
Am 06.09.2020 um 22:21 schrieb Sebastian Wolf:
Am 06.09.2020 um 22:07 schrieb Leo Baumann:
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Die Theoretiker aus dem HF-Institut sagten mir damals, dass die
Berechnung nur sinn macht, wenn einige Wellenlängen im Dielektrikum
lägen.

Das glaube ich nicht. Bei heutigen Keramikantennen liegen auch nicht
/einige Wellenlängen/ im Dielektrikum und bei einem Radom geht das
auch mit Teilen einer Wellenlänge.

Ja was? Es geht ja doch.

Und jetzt einfach mal von der Praxis auf die Theorie schließen.

Ich möchte aber, dass Maxwell aufersteht und sagt:\"Leo, Du brauchst nur
die Antennengeometrie in Dielektrikum betten!\"
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Du brauchst mindestens QED!
 
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Da min Fall eine implantierte Antenne wnige mm unterhalb der Haut war,
winkten die Theoretiker ab.
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Unter der Haut, nun dort ist weniger Dielektrikum, sondern ein Leiter
mit einer Leitfähigkeit des menschlichen Körpers von etwa 0.195 /(Ohm*cm).

:)
 
Am 07.09.2020 um 14:31 schrieb Leo Baumann:
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Da min Fall eine implantierte Antenne wnige mm unterhalb der Haut war,
winkten die Theoretiker ab.

Unter der Haut, nun dort ist weniger Dielektrikum, sondern ein Leiter
mit einer Leitfähigkeit des menschlichen Körpers von etwa 0.195 /(Ohm*cm).

:)
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Und das kannst du auch nicht berechnen bzw herleiten?
 
Am 07.09.2020 um 14:33 schrieb Sebastian Wolf:
Am 07.09.2020 um 14:31 schrieb Leo Baumann:
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Da min Fall eine implantierte Antenne wnige mm unterhalb der Haut
war, winkten die Theoretiker ab.

Unter der Haut, nun dort ist weniger Dielektrikum, sondern ein Leiter
mit einer Leitfähigkeit des menschlichen Körpers von etwa 0.195
/(Ohm*cm).

:)

Und das kannst du auch nicht berechnen bzw herleiten?
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Das kannst Du nachlesen in \"Physiologie des Menschen - Schmidt - Thews\"

www.leobaumann.de/berech.htm/#Hand

:)
 
Am 07.09.2020 um 14:33 schrieb Sebastian Wolf:
Am 07.09.2020 um 14:31 schrieb Leo Baumann:
Am 06.09.2020 um 21:29 schrieb Marte Schwarz:
Da min Fall eine implantierte Antenne wnige mm unterhalb der Haut
war, winkten die Theoretiker ab.

Unter der Haut, nun dort ist weniger Dielektrikum, sondern ein Leiter
mit einer Leitfähigkeit des menschlichen Körpers von etwa 0.195
/(Ohm*cm).

:)

Und das kannst du auch nicht berechnen bzw herleiten?
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Das kannst Du nachlesen in \"Physiologie des Menschen - Schmidt - Tews\"

www.leobaumann.de/berech.htm#Hand

:)
 
Hi Leo,

Unter der Haut, nun dort ist weniger Dielektrikum, sondern ein Leiter
mit einer Leitfähigkeit des menschlichen Körpers von etwa 0.195 /(Ohm*cm).
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Das Dielektrikum des Gewebes ist nicht zu verachten. Deine Antenne ist
ganz schnell mal um den Faktor 4 bis 9 zu lang.

Die Leitfähigkeit dämpft auch einiges weg, das ist schon richtig. Auf
die Antennengeometrie hat das aber wenig einfluß. Wegoptimieren kann man
diese Dämpfung schlecht, außer dass man weniger auf Dipol, denn auf
Loopantennen setzt..


Marte
 
Am 07.09.2020 um 16:05 schrieb Marte Schwarz:
Wegoptimieren kann man diese Dämpfung schlecht, außer dass man weniger
auf Dipol, denn auf Loopantennen setzt..
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Diese Dämpfung kannst Du gar nicht wegoptimieren.
 
Am 07.09.2020 um 16:05 schrieb Marte Schwarz:
Das Dielektrikum des Gewebes ist nicht zu verachten. Deine Antenne ist
ganz schnell mal um den Faktor 4 bis 9 zu lang.
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Das glaube ich nicht. Die Antenne selbst wird wohl in einem eigenen
Dielektrikum sitzen.
 
Hi Leo,
Wegoptimieren kann man diese Dämpfung schlecht, außer dass man weniger
auf Dipol, denn auf Loopantennen setzt..

Diese Dämpfung kannst Du gar nicht wegoptimieren.
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Gut, dass ich damals nicht Dich gefragt hatte ;-) Die Assistenten vom
HF-Institut waren sich einig, dass ich mit Loop-Antennen einen viel
besseren Effekt haben würde, als mit Dipolkonstruktionen. Iah hab zwar
keinen Vergleich angestellt, aber den Effekt meiner Loopantennen hat die
Leute vor Ort bei den Messungen ganz praktisch überrascht.

Marte
 
Hi Leo,

Das Dielektrikum des Gewebes ist nicht zu verachten. Deine Antenne ist
ganz schnell mal um den Faktor 4 bis 9 zu lang.

Das glaube ich nicht. Die Antenne selbst wird wohl in einem eigenen
Dielektrikum sitzen.
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Ich weiss nicht, was Du meinst. Es ging um ein Implantat, das subkutan
plaziert wird, ähnlich einem Herzschrittmacher, der ja typischerweise in
der Hautfalte unterm Schlüsselbein eingesetzt wird. Drüber ist je nach
Unterhautfettstärke zwischen 5 mm und 15 mm Haut und Fettgewebe und auf
der Rückseite gehts mit Gewebe deutlich tiefer. Das Dielektrikum in
diesem Gewebe ist hinreichend wenig homogen. Die Knochen verhalten sich
ganz anders als das Fett und dieses wieder anders als Muskelgewebe.
Diese Änderungen sind (zumindest bei 402 MHz) durchaus noch unterhalb
der Wellenlänge relevant, was Simulationen recht schwer mache.
Insbesondere die Sprünge bei den Dielektrizitätsunterschieden sei
mathematisch nicht einfach zu beschreiben. Damit hab ich mich dann
lieber nicht mehr beschäftigt, zumal das eher ein Begleitprojekt war,
das nicht direkt mit meiner Promotion zu tun hatte. Das haben wir dann
eher \"hands-on\" durchgezogen, mit überraschendem Erfolg.

Wichtig war aus meiner Sicht, dass wir erst gar nicht versuchen, die
Antenne irgendwie an des nicht näher spezifizierbare Gewebe anzupassen,
sondern extrem breitbandig auszulegen, um Verstimmungen durch eben die
Gewebseinflüsse gering zu halten. Diese Strategie ging durchaus auf.

Marte
 
Am 08.09.2020 um 13:36 schrieb Marte Schwarz:
Ich weiss nicht, was Du meinst. Es ging um ein Implantat, das subkutan
plaziert wird, ähnlich einem Herzschrittmacher, der ja typischerweise in
der Hautfalte unterm Schlüsselbein eingesetzt wird. Drüber ist je nach
Unterhautfettstärke zwischen 5 mm und 15 mm Haut und Fettgewebe und auf
der Rückseite gehts mit Gewebe deutlich tiefer. Das Dielektrikum in
diesem Gewebe ist hinreichend wenig homogen. Die Knochen verhalten sich
ganz anders als das Fett und dieses wieder anders als Muskelgewebe.
Diese Änderungen sind (zumindest bei 402 MHz) durchaus noch unterhalb
der Wellenlänge relevant, was Simulationen recht schwer mache.
Insbesondere die Sprünge bei den Dielektrizitätsunterschieden sei
mathematisch nicht einfach zu beschreiben. Damit hab ich mich dann
lieber nicht mehr beschäftigt, zumal das eher ein Begleitprojekt war,
das nicht direkt mit meiner Promotion zu tun hatte. Das haben wir dann
eher \"hands-on\" durchgezogen, mit überraschendem Erfolg.

Wichtig war aus meiner Sicht, dass wir erst gar nicht versuchen, die
Antenne irgendwie an des nicht näher spezifizierbare Gewebe anzupassen,
sondern extrem breitbandig auszulegen, um Verstimmungen durch eben die
Gewebseinflüsse gering zu halten. Diese Strategie ging durchaus auf.
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Aus Deinem Geschreibse geht hervor, dass Du von elektromagnetischen
Wellen in Medien keine Ahnung hast. Der Antennendraht wird ja nicht ohne
Gehäuse in der Haut implantiert sein, sondern wird ein eigenes Gehäuse
haben, eben eigenes Dielektrikum. Sein eigenes Dielektrikum bestimmt die
Antennengröße und außerdem sind /Sprünge beim Delektrizitätsunterschied/
ganz einfach zu beschreiben. - Du hast keine Ahnung und eine blühende
Fantasie - Wie Sebastian Wolf sagen würde - geh\' zum Psychiater!
 
Am 08.09.2020 um 13:27 schrieb Marte Schwarz:
> Gut, dass ich damals nicht Dich gefragt hatte ;-)

Du glaubst doch wohl nicht im Ernst, dass sich elektromagnetische Wellen
in Medien aus Loop-Antennen anders verhalten als solche aus
Dipol-Antennen - Ich muss laut lachen! :)
 
Am 08.09.2020 um 14:59 schrieb Leo Baumann:
Du hast keine Ahnung und eine blühende Fantasie - Wie Sebastian Wolf
sagen würde - geh\' zum Psychiater!
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Allerdings zu dir.
 
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