Die Mantelwellensperre ist das Bauteil, das die meisten Stationen zu spät einbauen: erst wenn das Mikrofon beim Senden kribbelt, der Nachbar sich über den Fernseher beschwert oder das eigene 80-m-Band vor Störnebel unbenutzbar ist. Dabei kostet sie wenig und löst gleich mehrere Probleme auf einmal - vorausgesetzt, sie ist richtig ausgelegt und sitzt an der richtigen Stelle.
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Was ist eine Mantelwellensperre?
Kurz gesagt: Eine Mantelwellensperre ist eine Gleichtaktdrossel in der Speiseleitung. Sie wirkt hochohmig für Gleichtaktanteile auf der Außenseite des Kabelschirms und niederohmig für die Gegentaktanteile im Kabelinneren, also für das eigentliche Sendesignal. Üblich sind Werte von mindestens 1 kΩ Gleichtaktimpedanz, gute Ausführungen erreichen mehrere Kiloohm.
Andere Namen für dasselbe Bauteil: Mantelstromsperre, Gleichtaktdrossel, stromkompensierte Drossel, englisch common mode choke. Ein Strombalun 1:1 arbeitet nach demselben Prinzip, muss aber zusätzlich die symmetrische Speisung unter realer Last sicherstellen - Bauform, Anschlussführung und parasitäre Kopplungen unterscheiden sich deshalb durchaus.
Drei Ströme auf einem Kabel
Ein Koaxkabel sieht nach zwei Leitern aus, führt bei Hochfrequenz aber drei voneinander unabhängige Ströme:
- auf der Oberfläche des Innenleiters
- auf der Innenseite des Schirms
- auf der Außenseite des Schirms
Schuld daran ist der Skineffekt. Er drängt den Strom in eine hauchdünne Randschicht, sodass sich Innen- und Außenseite desselben Schirmgeflechts elektrisch wie zwei weitgehend getrennte Leiter verhalten. Die Eindringtiefe in Kupfer beträgt näherungsweise
$\displaystyle \delta \approx \frac{66}{\sqrt{f}}$ (Eindringtiefe in µm, Frequenz in MHz)
| Band | Frequenz | Eindringtiefe in Kupfer |
|---|---|---|
| 80 m | 3,5 MHz | ~35 µm |
| 20 m | 14 MHz | ~17 µm |
| 10 m | 28 MHz | ~12 µm |
Ein Schirmgeflecht ist deutlich dicker als das, sodass sich die Ströme auf beiden Seiten weitgehend entkoppeln. "Weitgehend" ist hier wörtlich gemeint: Der Skineffekt allein macht das nicht, es kommt auf die Schirmwirkung des Kabels insgesamt an. Ein reales Geflecht hat eine endliche Transferimpedanz - ein bisschen Kopplung zwischen innen und außen bleibt immer.
Gleichtakt und Gegentakt
Strom auf dem Innenleiter und Strom auf der Schirminnenseite sind gleich groß und gegenphasig. Ihre Felder heben sich außerhalb des Kabels auf. Das Kabel strahlt nicht - das ist der normale Leitungsbetrieb.
Was in dieser Bilanz übrig bleibt, fließt außen auf dem Schirm ab. Zu diesem Strom gibt es keinen gegenphasigen Partner, seine Felder heben sich nicht auf. Das Kabel strahlt - und empfängt.
Deshalb ist die Definition auch so knapp: Mantelwellen liegen genau dann vor, wenn Gleichtaktanteile vorhanden sind. Alles andere - Stehwellen, geerdeter Schirm, ungleiche vor- und rücklaufende Leistung - hat damit nichts zu tun.
Woher Mantelwellen kommen
| Ursache | Was passiert |
|---|---|
| Symmetrische Antenne, unsymmetrisch gespeist | Koax direkt an einen Dipol: Der Gegentaktweg über Innenleiter und Schirminnenseite funktioniert zwar, aber die Geometrie ist unsymmetrisch. Am Speisepunkt kann sich der Strom auf der Schirmseite zwischen dem Dipolast und der Schirmaußenseite aufteilen. |
| Asymmetrie durch die Umgebung | Ein Baum, eine Hauswand oder ein Hang belastet eine Dipolhälfte stärker als die andere. Der Speisepunkt ist dann nicht mehr der elektrische Nullpunkt - auch mit Balun. |
| Fehlender Rückstrompfad | Vertikalantennen mit zu wenig Radials und endgespeiste Drähte brauchen ein Gegengewicht. Fehlt es, übernimmt der Kabelschirm die Rolle. |
| Einkopplung aus dem Nahfeld | Läuft das Kabel dicht an der Antenne entlang, koppelt deren Feld direkt in den Kabelmantel ein. |
Was Mantelwellen anrichten
Ein häufiger Weg sieht so aus: Der Gleichtaktstrom läuft außen auf dem Schirm zurück zum Gehäuse des Geräts, von dort über das Netzkabel auf den Schutzleiter und verteilt sich über den Potentialausgleich in der Hausinstallation. Der einzige Weg ist das nicht - der Strom kann ebenso über eine Erdung, über Steuer- und Mikrofonleitungen, über kapazitive Kopplung oder direkt über den Raum zurückfließen. Genau deshalb lohnt es sich, ihn zu messen statt zu vermuten.
- HF im Shack: Kribbeln am Mikrofon, verzerrte Modulation, HF-Verbrennungen am Gehäuse, abstürzende Rechner, unplausible Anzeigen am Wattmeter.
- Störungen in der Nachbarschaft: Über die Hausinstallation erreicht die Hochfrequenz Rundfunk- und Fernsehgeräte, aber auch Bewegungsmelder, Dimmer, Heizungssteuerungen und Netzwerktechnik.
- Schlechterer Empfang: Der strahlende Schirm arbeitet in beide Richtungen. Er sammelt den häuslichen Störnebel ein und legt ihn auf den Empfänger.
- Wandernde Messwerte: Das SWR ändert sich, wenn man das Kabel bewegt oder seine Länge ändert.
Beim Empfang lässt sich der Effekt am deutlichsten beziffern. In einer Messreihe von DC4KU an einer endgespeisten Antenne sank das Grundrauschen im 80-m-Band nach dem Einbau einer Sperre von -79 dBm auf -100 dBm, also um 21 dB - bei den nominell 6 dB je S-Stufe gut dreieinhalb Stufen. Signale, die vorher im Rauschen lagen, wurden damit überhaupt erst hörbar.
So wirkt die Sperre
Das Prinzip heißt stromkompensierte Drossel. Wickelt man das Koaxkabel auf einen Ferritkern, umschlingen Hin- und Rückleiter des Nutzsignals denselben Kern. Ihre Ströme sind gleich groß und entgegengesetzt, ihre Magnetfelder heben sich im Kern also weitgehend auf. Für das Sendesignal ist der Kern damit fast nicht vorhanden - es passiert die Drossel nahezu ungehindert. Ganz spurlos geht das nicht: Streuinduktivität, Wicklungskapazität und Leiterverluste sorgen für eine kleine, aber endliche Gegentaktdämpfung.
Der Mantelstrom auf der Schirmaußenseite hat keinen solchen Partner. Er magnetisiert den Kern und sieht dadurch eine hohe Impedanz.
Auf der Empfangsseite gibt es übrigens eine Alternative: Stört eine Station den Rundfunk-, DAB- oder DVB-T-Empfang beim Nachbarn, lässt sich statt einer Mantelwellendrossel auch ein HF-Trenntrafo in die Empfangsantennenleitung einbauen. Er trennt die dortige Anlage galvanisch und nimmt der Mantelwelle den Weg. Ein Tief- oder Bandpass am Senderausgang hilft dagegen nicht - der filtert Frequenzen, nicht Gleichtaktströme.
Fünf Fragen aus dem Fragenkatalog
Alle Fragen stammen wörtlich aus dem offiziellen Fragenkatalog der Bundesnetzagentur, vier aus Klasse A und eine aus Klasse E. Die Reihenfolge der Antworten wird bei jedem Aufruf neu gemischt und weicht deshalb vom Katalog ab. Nichts wird gespeichert, du kannst beliebig oft probieren.
AG425 Wann liegen Mantelwellen auf einem Koaxialkabel vor? Wenn ...
- Gleichtaktanteile vorhanden sind.
- der Schirm geerdet ist.
- Stehwellen vorhanden sind.
- vor- und rücklaufende Leistung nicht identisch sind.
AG426 Wie wirkt eine stromkompensierte Drossel (z. B. Koaxialkabel um einen Ferritkern gewickelt) Mantelwellen entgegen? Sie wirkt ...
- hochohmig für Gleichtaktanteile und niederohmig für Gegentaktanteile.
- hochohmig für Oberschwingungen und niederohmig für Grundschwingungen.
- hochohmig für alle Ströme im Außenleiter und niederohmig für alle Ströme im Innenleiter.
- hochohmig für Wechselströme des Innenleiters und niederohmig für Gleichströme des Außenleiters.
AG429 Wodurch können Mantelwellen im Falle einer koax-gespeisten symmetrischen Antenne auftreten, obwohl ein Spannungs-Balun verwendet wird?
- Ungleichmäßige Belastung der Antenne durch Störeinflüsse der Umgebung (z. B. Bäume oder Gebäude) sowie Einkopplung in den Koax-Schirm
- Fehlanpassung durch Impedanztransformation des Baluns (z. B. 4:1-Spartransformator) sowie Stehwellen in der Zuleitung
- Dämpfung der Abstrahlung durch als Oberwellenfilter wirkenden Balun (z. B. 1:1-Transformator) sowie Einkopplung in den Koax-Schirm
- Erhitzung des Ringkerns durch unzureichende Abschirmung (z. B. Kunststoffgehäuse) des Baluns sowie Stehwellen in der Zuleitung
AJ115 Zur Verhinderung von Rundfunk-Empfangsstörungen (z. B. UKW, DAB, DVB-T), die durch Mantelwellen hervorgerufen werden, ist anstelle einer Mantelwellendrossel alternativ ...
- der Einbau eines HF-Trenntrafos in die Empfangsantennenleitung möglich.
- der Einbau eines Tiefpassfilters nach dem Senderausgang möglich.
- der Einbau eines Bandpassfilters nach dem Senderausgang möglich.
- der Einbau einer seriellen Drosselspule in den Innenleiter der Empfangsantennenleitung möglich.
EG405 Mantelwellen auf dem Koaxialkabel zur Antenne ...
- können zu Störungen anderer Geräte und Störungen des eigenen Empfangs führen.
- sind für die Funktionsweise jeder koaxial-gespeisten Antenne notwendig.
- werden durch Fehlanpassung und Überlastung des Transceivers verursacht.
- werden für die Messung des Stromes beim SWR verwendet.
Diese Fragen stammen aus dem offiziellen Fragenkatalog der Bundesnetzagentur (Klassen A und E). Im Lernbereich übst du sie mit Fortschrittsspeicherung und persönlicher Auswertung.
Die Bauformen
| Bauform | Aufbau | Stärken und Schwächen |
|---|---|---|
| Luftdrossel | Koaxkabel zu einer Luftspule aufgewickelt, ohne Kern | Kostenlos und verlustarm im Nutzsignal, auf einem definierten Band durchaus wirksam. Aber fast rein induktiv und schmalbandig, weil die Wicklungskapazität eine Resonanz erzeugt - für Mehrbandbetrieb heikel (siehe unten). |
| Ferritringkern | Kabel um einen Ringkern gewickelt, oft in Reisert-Wickelart | Der Standard. Breitbandig, hohe Sperrimpedanz, mit ordentlichem ohmschem Anteil. Braucht ein wetterfestes Gehäuse. |
| Klappferrite und Perlen | mehrere Ferritkerne aufgereiht über dem Kabel | Ohne Kabel auftrennen nachrüstbar. Die Impedanzen addieren sich, man braucht aber viele - auf den unteren Bändern deutlich schwächer als ein bewickelter Ringkern. |
Welcher Ferrit?
Beim Anpassübertrager will man Verluste vermeiden. Bei der Sperre ist ein ohmscher Anteil an der Gleichtaktimpedanz erwünscht - nicht, weil möglichst viel HF in Wärme umgesetzt werden soll, sondern weil ein resistiver Sperrwiderstand nicht mit dem Mantelwellenpfad in Resonanz geraten kann (siehe unten). Ziel ist die Stromunterdrückung, nicht die Wärmeerzeugung. Zu hohe Kernverluste sind ihrerseits ein Problem: Sie führen zu Erwärmung und im Extremfall zu Sättigung.
| Mischung | Typ | Anfangspermeabilität | Curie-Temperatur | Einordnung des Herstellers |
|---|---|---|---|---|
| 31 | MnZn | 1500 | > 130 °C | breit einsetzbares Unterdrückungsmaterial ab etwa 1 MHz |
| 43 | NiZn | 800 | > 130 °C | Unterdrückungsmaterial, Schwerpunkt etwa 20 bis 250 MHz |
| 52 | NiZn | 250 | > 250 °C | hohe Sättigungsflussdichte, hohe Curie-Temperatur |
| 61 | NiZn | 125 | > 300 °C | induktive Anwendungen bis etwa 25 MHz, Unterdrückung oberhalb etwa 200 MHz |
| 77 | MnZn | 2000 | > 250 °C | Leistungs- und Breitbandanwendungen |
In der Amateurfunkpraxis haben sich die MnZn-Mischungen 31 und 77 auf den unteren Bändern bewährt, 43 weiter oben. Die Herstellerangabe "bis 100 kHz" bei Mischung 77 bezieht sich auf den Einsatz als Leistungsübertrager und sagt nichts über die Sperrwirkung bei Kurzwelle aus.
Die entscheidende Kennzahl
Eine Sperre wird nicht nach dem SWR beurteilt. Das SWR beschreibt den Gegentaktkreis im Kabelinneren, und dort tut die Sperre bewusst nichts - eine gute Sperre hat immer ein SWR nahe 1:1. Maßgeblich ist die Gleichtaktimpedanz.
| Sperrdämpfung | entspricht etwa | Bewertung |
|---|---|---|
| 20 dB | ~1 kΩ | brauchbar |
| 30 dB | ~3 kΩ | gut |
| 40 dB | ~10 kΩ | sehr gut |
Diese Zuordnung gilt für den üblichen Messaufbau, bei dem die Sperre als Serienimpedanz in einem 50-Ω-Zweitorsystem gemessen wird. Sie ist eine Umrechnung für genau diese Messschaltung und keine allgemeine Identität zwischen Dämpfung und Gleichtaktimpedanz - in der realen Anlage liegt die Sperre in einem ganz anderen Impedanzumfeld.
K9YC hält rund 5 kΩ für einen sinnvollen Zielwert, wenn man auch das Empfangsrauschen drücken will; bei ausgeprägt unsymmetrischen Antennen können selbst 10 kΩ knapp sein. Als grobe Orientierung gilt: Verdoppelt man die Sperrimpedanz, halbiert sich der Mantelstrom - das sind 6 dB. Auch das setzt voraus, dass die Sperre den Gleichtaktpfad dominiert und sich am Rest der Anlage nichts ändert. Sobald Resonanzen und Phasenlagen im Spiel sind, kann das Verhältnis deutlich abweichen.
Das ist der wichtigste und am seltensten erwähnte Punkt. Eine Sperre, deren Impedanz überwiegend induktiv ist, kann sich mit dem kapazitiven Anteil des Mantelwellenpfads zu einer Serienresonanz ergänzen. G3TXQ hat das an einem 20-m-Dipol durchgerechnet: ohne Sperre 0,17 A Mantelstrom, mit einer unglücklich gewählten induktiven Sperre von +j200 Ω dagegen 0,64 A - fast das Vierfache. Ein ohmscher Sperrwiderstand kann diesen Resonanzeffekt nicht auslösen, unabhängig von der Kabellänge. Er ist damit die sichere Wahl, aber kein Freibrief: Er setzt die abgefangene Gleichtaktleistung in Wärme um und verändert das System ebenfalls. Genau deshalb sind verlustbehaftete Ferrite für Mehrbandbetrieb die bessere Wahl als Luftdrosseln.
Eine pauschale Windungszahl gibt es nicht. Mehr Windungen erhöhen die Induktivität quadratisch, die Wicklungskapazität aber ebenfalls - das Impedanzmaximum wandert dabei zu tieferen Frequenzen. Eine Sperre, die auf 80 m glänzt, kann auf 10 m schon wieder abfallen. Wer über alle Bänder etwas Vernünftiges will, orientiert sich an veröffentlichten Messkurven statt an einer Zahl aus dem Forum.
Wohin gehört die Sperre?
Die klassische Antwort lautet: so nah wie möglich an den Speisepunkt. Dort unterbindet sie die Wechselwirkung zwischen Antenne und Speiseleitung an der Quelle. Viele einschlägige Autoren empfehlen zusätzlich eine zweite Sperre unmittelbar vor dem Gerät.
Der Grund für die zweite: Störungen laufen auch in die Gegenrichtung. Der häusliche Störnebel wandert über den Schirm nach draußen und wird zum Empfangsproblem. Eine Sperre im Shack fängt das ab.
- Am Speisepunkt: unterbindet die Wechselwirkung mit der Antenne und schützt das Strahlungsdiagramm.
- Vor dem Gerät: hält Störungen aus der Hausinstallation von der Leitung fern und HF aus dem Shack.
- Mehrere Sperren gestaffelt: Sollen verschiedene Frequenzbereiche abgedeckt werden, ist es oft sinnvoll, die Sperre für den höchsten Bereich am dichtesten an das zu schützende Gerät zu setzen.
Eine feste Regel ist das alles nicht. Zwei Sperren sind keine Pflicht, und auch die Reihenfolge gestaffelter Sperren hängt vom Einzelfall ab: Wo die Störung entsteht, wie die Leitungen verlegt sind und was die Messkurve der jeweiligen Sperre auf dem betroffenen Band hergibt, entscheidet mehr als jede Faustregel. Wer den Mantelstrom misst, sieht schnell, ob eine Sperre reicht.
Balun, Unun oder Sperre?
| Bauteil | Was es tut | Unterdrückt Mantelwellen? |
|---|---|---|
| Mantelwellensperre 1:1 | fügt Gleichtaktimpedanz in die Leitung ein, unsymmetrisch auf beiden Seiten | ja, das ist ihre einzige Aufgabe |
| Strombalun 1:1 | dasselbe Prinzip, aber mit symmetrischem Ausgang - gleicht die Ströme dadurch an | ja |
| Spannungsbalun | Übertrager, der gleiche Spannungen erzwingt | nur eingeschränkt - bei unsymmetrisch belasteter Antenne bleiben Mantelwellen |
| Unun | transformiert nur die Impedanz, beide Seiten unsymmetrisch | nein, überhaupt nicht |
Ein Strombalun 1:1 und eine Mantelwellensperre beruhen also auf demselben Prinzip. Der Unterschied liegt in der Aufgabe: ob der Ausgang symmetrisch herausgeführt wird oder das Koaxkabel schlicht durchläuft - im zweiten Fall gibt es gar nichts zu symmetrieren.
Messen und nachweisen
Gibt es überhaupt ein Problem?
Das misst man mit einer HF-Stromzange am laufenden Sender. Kommerzielle Geräte decken etwa 1 mA bis 3 A ab. Der Eigenbau ist einfach: ein Klappferrit über das Kabel, darauf einige Windungen Draht, dahinter Diode, Kondensator und ein Spannungsmesser. Kalibriert werden muss das nicht - es geht um den Vergleich vorher und nachher.
Ein Trick beim Messen: Die Zange über eine halbe Wellenlänge am Kabel entlangschieben. Der Mantelstrom hat entlang der Leitung ein Maximum und ein Minimum; wer nur an einer Stelle misst, erwischt womöglich gerade den Knoten.
Taugt die Sperre etwas?
Die Sperrwirkung misst man als Durchgangsdämpfung im Gleichtaktpfad, üblicherweise als S21 mit einem VNA. Dazu werden an beiden Enden Innenleiter und Schirm jeweils zusammengelegt, sodass nur Gleichtaktstrom durch den Prüfling fließt. Ein NanoVNA reicht dafür aus.
Fehlerquellen: Schon wenige Pikofarad Streukapazität im Messaufbau können mit der Induktivität der Sperre resonieren und das Ergebnis erheblich verfälschen. Und eine SWR-Messung durch die Sperre hindurch ist wertlos - sie misst nur das Koaxkabel und sieht immer gut aus.
Typische Fehler
- Ferritkern statt Luftdrossel, damit der Sperrwiderstand ohmsch ist
- Material passend zum Band wählen, im Zweifel Mischung 31
- Zwei Sperren: eine am Speisepunkt, eine vor dem Gerät
- Bei endgespeisten Antennen zusätzlich ein Gegengewicht vorsehen
- Vorher und nachher den Mantelstrom messen
- Erdung und Potentialausgleich nach Anlagenaufbau und Blitzschutzvorschriften ausführen
- Sperre kaufen und ohne Messung auf Wirkung hoffen
- Windungszahl aus einem Forenbeitrag für ein anderes Band übernehmen
- Klappferrite unbekannten Materials aus der Bastelkiste
- Erdung als Ersatz für die Sperre - bei HF ist die Erdleitung induktiv, nicht niederohmig
- Erdungen zur HF-Optimierung weglassen, die für Blitzschutz und Potentialausgleich vorgeschrieben sind
- SWR als Nachweis der Sperrwirkung heranziehen
Von der Störung zur Ursache
Gleichtakt und Gegentakt, Skineffekt, Impedanz und Resonanz - die Mantelwellensperre führt fast alle Grundlagen der Hochfrequenztechnik an einem einzigen Bauteil zusammen. Genau dieses Verständnis prüft die Amateurfunkprüfung ab.
Prüfungsvorbereitung startenHäufige Fragen zur Mantelwellensperre
Was sind Mantelwellen überhaupt?
Mantelwellen sind Gleichtaktströme, die außen auf dem Schirm eines Koaxkabels fließen. Wegen des Skineffekts und der Schirmwirkung des Kabels verhalten sich Innen- und Außenseite des Schirms bei Hochfrequenz wie zwei weitgehend getrennte Leiter. Dem Strom auf der Außenseite fehlt ein gegenphasiger Partner, deshalb strahlt und empfängt das Kabel dort.
Wie wirkt eine Mantelwellensperre?
Sie wirkt hochohmig für Gleichtaktanteile und niederohmig für Gegentaktanteile. Wickelt man das Koaxkabel auf einen Ferritkern, heben sich die Magnetfelder von Hin- und Rückstrom des Nutzsignals im Kern weitgehend auf, sodass das Sendesignal nahezu ungehindert passiert. Eine kleine Gegentaktdämpfung durch Streuinduktivität und Wicklungskapazität bleibt. Der Mantelstrom hat keinen solchen Partner und sieht eine hohe Impedanz.
Wie viele Windungen braucht eine Mantelwellensperre?
Eine pauschale Zahl gibt es nicht. Mehr Windungen erhöhen die Induktivität quadratisch, gleichzeitig aber auch die Wicklungskapazität, wodurch das Impedanzmaximum zu tieferen Frequenzen wandert. Eine Sperre kann deshalb auf 80 Meter hervorragend und auf 10 Meter schwach sein. Sinnvoll ist es, sich an veröffentlichten Messkurven für die jeweilige Kombination aus Kern, Kabel und Windungszahl zu orientieren.
Welcher Ferrit eignet sich?
In der Amateurfunkpraxis haben sich die Mischungen 31 und 77 auf den unteren Bändern bewährt, 43 weiter oben. Entscheidend ist aber nicht die Mischung allein: Kernform, Kerngröße und Windungszahl bestimmen mindestens ebenso stark, was eine Sperre auf einem bestimmten Band leistet. Anders als beim Anpassübertrager ist ein ohmscher Anteil an der Gleichtaktimpedanz erwünscht, weil er nicht mit dem Mantelwellenpfad in Resonanz geraten kann.
Wo wird die Mantelwellensperre eingebaut?
Möglichst nah am Speisepunkt der Antenne. Oft lohnt sich zusätzlich eine zweite Sperre unmittelbar vor dem Gerät, weil Störungen aus der Hausinstallation auch in die Gegenrichtung über den Kabelschirm laufen. Zwingend sind zwei Sperren aber nicht: Wo eine Sperre sitzen sollte, hängt von der Ursache, der Antenne, der Leitungsführung und dem gemessenen Gleichtaktstrom ab.
Was ist der Unterschied zwischen Mantelwellensperre, Balun und Unun?
Eine Mantelwellensperre und ein Strombalun 1:1 arbeiten nach demselben Prinzip, der Strombalun muss zusätzlich die symmetrische Speisung unter realer Last sicherstellen und ist deshalb anders aufgebaut. Ein Spannungsbalun erzwingt gleiche Spannungen statt gleicher Ströme und unterdrückt Mantelwellen deshalb nur eingeschränkt. Ein Unun transformiert ausschließlich die Impedanz und unterdrückt Mantelwellen überhaupt nicht.
Warum treten trotz Spannungsbalun Mantelwellen auf?
Weil ein Spannungsbalun gleiche Spannungen erzwingt, nicht gleiche Ströme. Wird eine Antenne durch ihre Umgebung ungleichmäßig belastet, etwa durch einen nahen Baum oder ein Gebäude, fließen in beiden Hälften unterschiedliche Ströme. Der Unterschied fließt über den Kabelschirm ab. Hinzu kommt die direkte Einkopplung des Antennenfelds in den Koaxschirm.
Sieht man Mantelwellen am SWR?
Nein. Das SWR beschreibt nur den Gegentaktkreis im Inneren des Kabels, während die Mantelwelle auf der davon getrennten Schirmaußenseite fließt. Ein perfektes SWR ist deshalb kein Beweis für Mantelwellenfreiheit. Ein Indiz ist dagegen, wenn sich das SWR ändert, sobald man die Kabellänge ändert oder das Kabel bewegt.
Wie viel Gleichtaktimpedanz sollte eine Sperre haben?
Im üblichen Messaufbau mit 50 Ohm entsprechen etwa 1 Kiloohm einer Sperrdämpfung von 20 Dezibel und gelten als brauchbar, rund 3 Kiloohm als gut. Für eine spürbare Verbesserung des Empfangsrauschens werden etwa 5 Kiloohm empfohlen. Wichtiger als der reine Betrag ist, dass die Impedanz überwiegend ohmsch und nicht induktiv ist.
Kann eine Mantelwellensperre die Lage verschlechtern?
Ja, wenn ihre Impedanz überwiegend induktiv statt ohmsch ist. Sie kann sich dann mit dem kapazitiven Anteil des Mantelwellenpfads zu einer Serienresonanz ergänzen und den Mantelstrom sogar erhöhen. In einer Modellrechnung an einem 20-Meter-Dipol stieg der Mantelstrom von 0,17 auf 0,64 Ampere. Ein ohmscher Sperrwiderstand kann diesen Effekt nicht auslösen.
Quellen:K9YC (Jim Brown): Understanding and Solving RF Interference Problems · G3TXQ (Steve Hunt): Common-mode chokes · DL6DCA und DL6PI: Mantelwellensperren - Aufbau, Test und Anwendung (DARC) · DC4KU: Endgespeister Dipol mit Gegengewicht und Mantelwellensperre · DM2MH: Messungen an Mantelwellensperren · 50ohm.de: Mantelwellen · W8JI: Common mode current · Fair-Rite: Datenblatt Material 31. Angaben zu Impedanzen, Dämpfungen und Windungszahlen sind aufbauabhängige Größenordnungen und gelten jeweils für die dort gemessene Kombination aus Kern, Kabel und Wickelart.