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Antennen-Arten

http://sites.prenninger.com/elektronik/dvb-t-antennen/antennen-arten

http://www.linksammlung.info/ http://www.schaltungen.at/

                                                                                                                        Wels, am 2016-02-06


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Antennengewinn

Der Antennengewinn ist ein Maß für die Richtwirkung und den Wirkungsgrad einer Antenne. Er ist das Verhältnis der in Hauptrichtung abgegebenen Strahlstärke, verglichen mit einer verlustlosen Bezugsantenne gleicher Speiseleistung, die definitionsgemäß einen Antennengewinn von 0 dB hat.
Typische Richtantennen sind die Parabolantenne, umgangssprachlich auch als „Satellitenschüssel“ bezeichnet, und die Yagi-Uda-Antenne, wie sie beispielsweise für terrestrisches Fernsehen verwendet wird.
Richtfaktor D
elektrischen Feldstärke Emax
magnetischen Feldstärke Hmax
Feldstärkewerte Ek und Hk
Sk ist die Strahlungsdichte eines Kugelstrahlers
Strahlungsdichte S
Antennenwirkungsgrad η
Ps der Strahlungsleistung
Antennengewinn Gs bzw. Ge
Vk = Verkürzungsfaktor  = 0,975
Meist wird der Antennengewinn in Bezug auf den Isotropstrahler angegeben. Dann schreibt man als Einheit dBi (isotrop)
Bei Angabe des Wertes in Bezug auf eine Antenne des Typs λ/2-Dipol schreibt man dBd (Dipol).

Bauform Antennengewinn
λ/2-Dipol (Halbwellendipol) 2,2 dBi bzw. 0 dBd (Wellenwiderstand 73 Ω)
Marconi-Antenne (Stabantenne) 0 dBd (Wellenwiderstand ca. 36 Ω)
Faltdipol ca. 3,7 dBi bzw. 1,5 dBd (Wellenwiderstand 240 Ω)
Bi-Quad-Antenne 7,2…10,2 dBi bzw. 5…8 dBd (ohne Reflektor)
10,2…12,2 dBi bzw. 10…12 dBd (mit Reflektor)
Patchantenne Einzelnes Patch bis ca. 10 dBi bzw. 8 dBd
Beverage-Langdrahtantenne (L= 5…10·λ): ca. 7-9,5 dBi bzw. 5-7 dBd
Wendelantenne 10…18 dBd (abhängig von Zahl der Windungen)
Yagi-Uda Antenne ca. 3…15 dBd (abhängig von Elementanzahl und Länge)
LPDA Logarithmisch-Periodische Dipol-Antenne ca. 8…15 dBd (abhängig von Elementanzahl und Länge)
Parabolantenne 20 dBi bis weit über 70 dBi (abhängig von Frequenz und Durchmesser)

http://de.wikipedia.org/wiki/Antennengewinn

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Booms  aus 12x18mm Alu-Profil-Rohr
Elemente aus 3,5..4,0mm blankes Alu-Vollmaterial
 

symmetrische Zweidrahtleitung, die sog. Lecherleitung, bekannt als 240-Ohm-Antennen-Zuleitung der Fernseh-Steinzeit.
Die Lecherleitung hat einen Wellenwiderstand. Je dünner die Leitungsdrähte, und je weiter entfernt sie voneinander sind, umso
hochohmiger wird ihr Wellenwiderstand. Diese Betrachtungen gelten ebenso für koaxiale Kabel.


Halbwellen lange Kabel  nach Herstellerangaben hat

RG58  RG-58/U einen Verkürzungsfaktor         Vk = 0,66
RG188 RG-188 Dm 2,6mm einen Verkürzungsfaktor Vk = 0,66
RG213 RG-213/U einen Verkürzungsfaktor        Vk = 0,66
RG142 RG-142 einen Verkürzungsfaktor          Vk = 0,70
RG11  RG-11/U                                 Vk = 0,66
Aircell-7 einen Verkürzungsfaktor             Vk = 0,83
Semi-Rigid Kabel UT-58                        Vk = 0,??
Aircom                                        Vk = 0,??


RG174  RG-174 cable
Das RG-174 ist ein besonders dünnes Micro-Koaxialkabel mit einem Durchmesser von 2,67 mm und einem Litzen-Innenleiter, der aus 7 x 0,16 mm besteht.
Über das Kabel können geringe Leistungen über kurze Entfernungen übertragen werden.
Die Schirmung ist ein Geflecht aus kupferplattiertem Stahldraht (A/U-Version).

Das Frequenzverhalten reicht in den Gigahertz-Bereich.
Die Dämpfung beträgt bei 10 MHz 12 dB/100 m, bei 100 MHz 29 dB/100 m und bei 1 GHz ca. 100 dB/100 m.
Entsprechend ist sein Einsatz innerhalb von HF-Anlagen, Geräten, auf Platinen, in Portablen oder in Testequipment.
Als Anschlussstecker kommt u.a. der MCX-Stecker, der MC-Card-Stecker und der MMCX-Stecker zum Einsatz.

Das 50-Ohm-Kabel RG-174 hat ein Dielektrikum aus Polyethylen (PE) und einen Außenmantel aus Polyvinylchlorid (PVC).




Nach Herstellerangaben hat
Aircell-7 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,83
RG-58 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,66
RG-213 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,66
RG142 einen Verkürzungsfaktor VK = 0,70

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Lichtgeschwindigkeit 299.792.458 m/sec = 299.792  km/sec = 300 Mm/sec
Frequenz = 145 000 000 Hz, 145 000 kHz, 145 GHz
300 000 000 m/s durch 145 000 000 Hz = 2,068 m Wellenlänge, (2 m Band)
Halb-Wellenlänge, 0,5 Lambda, Lambda/2, Lambda 1/2       = 1,034 m
Viertel-Wellenlänge 0,25 Lambda, Lambda/4, Lambda 1/4   =    517 cm


VHF 174MHz .. 230MHz - Bandbreite 7MHz

UHF 470MHz .. 860MHz - Bandbreite 8MHz








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Gruppenantenne


Es werden 15 von insgesamt 15 Seiten in dieser Kategorie angezeigt:

D

F

K

L

L (Fortsetzung)

M

N

P

Q

R

S

W


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Lineare Antenne




Es werden 34 von insgesamt 34 Seiten in dieser Kategorie angezeigt:

A

B

D

F

G

H

K

L

M

N

Q

R

S

S (Fortsetzung)

T

V

W

Y




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Schmetterlings-Antenne, Schmetterligs-Dipol, Spreiz-Dipol, Folien-Antenne, Batwin-Dipol, Turnstile-Antenne
http://de.wikipedia.org/wiki/Schmetterlingsantenne

Schmetterlingsdipol für DVB-T

DVB-T Zimmerantenne für UHF TV-Empfang schnell und preiswert selbst gebaut

Erschienen in Ausgabe 408, Dezember 2004


Das terrestrische digitale Fernsehen (DVB-T) ist mittlerweile in mehreren Bundesländern zu empfangen.
Vorausgesetzt, man hat (schon) einen DVB-T-Receiver und (noch) eine UHF-TV-Antenne.
Sollte eine solche Antenne fehlen, ist der hier vorgestellte Selbstbau einer kleinen Zimmerantenne eine schnelle und preiswerte Lösung.
Nach der bereits vor einem Jahr erfolgten Einführung des terrestrischen „Digital Video Broadcastings“ im Großraum Berlin feiert DVB-T in diesem Jahr auch in mehreren Bundesländern seine Premiere.
In den betroffenen Regionen wird die Ausstrahlung des bisherigen analogen Fernsehens (PALStandard) am 2012-05-01 abgeschaltet.


http://www.elektor.de/jahrgang/2004/dezember/schmetterlingsdipol-fur-dvb-t.63209.lynkx



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Yagi-Uda-Antenne 

2m-Band = 137MHz
70cm-Band = 433MHz, Amateurfunk
70cm = 433MHz Signallink
Meteosat 1690 MHz

Eine Yagi-Uda-Antenne (häufige Bezeichnung auch Yagi-Antenne) ist eine Richtantenne zum Empfang oder zum Senden elektromagnetischer Wellen
 im Bereich von ca. 10 MHz bis ca. 2000 MHz. (20m bis 0,1m)
Sie besteht aus einem gespeisten Dipol, einer Reihe von Direktoren vor und meist einem Reflektor hinter dem Dipol.

Reflektor
Alpha/2 Falt-Dipol
1. Direktor
2. Direktor
3. Direktor
usw.

http://de.wikipedia.org/wiki/Yagi-Uda-Antenne
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http://de.wikipedia.org/wiki/Bi-Quad-Antenne#Bi-Quad-Antenne
DVD-T Antenne für den Empfang von terrestrischem Digitalfernsehen
Berechnungsprogram vorhanden
DVB-T_Antenne_v2.00.exe


Seit 1. Mai 2012 gibt es kein analoges Fernsehens mehr.
Wer  über Antenne fernsehen möchte, benötigt einen DVB-T Receiver zum Empfangen des digitalen Signals.
Im Gegensatz zum analogen Fernsehen gibt es bei DVB-T keinen schlechten Empfang - es gibt nur perfekten Empfang oder gar keinen.
Bei schlechtem Wetter kann es deshalb passieren, dass der Fernsehabend wegen fehlendem TV-Signal ausfällt.
Gute Antennen helfen, so etwas zu vermeiden. Handelsüblicher DVBT-Antennen kosten > € 30,-, und nach dem ersten Test kommt es oft zur Ernüchterung:
Der Empfang verbessert sich häufig kaum.
Der Grund liegt in den regional unterschiedlichen Sendefrequenzen.
Kaufantennen sind in der Regel auf einen Mittelwert aller DVB-T-Sendefrequenzen abgestimmt.

Frequenz 650MHz
lambda =
299.792.458 / 650.000.000Hz = 0,461219m Wellenlänge
Verkürzungsfaktor Vk=0,93..0,97   (Default 0,95)
Länge = lambda x Vk = 461,219mm x 0,97 = 447,382mm
Länge / 2 = 223,691mm Gesamtlänge des Dipol
Länge / 4 = 111,845mm Dipolschenkel-Länge
Elemente aus Kupferdraht 2,5mm2
75 Ohm TV-Kabel
Für den Bau der DVB-T lambda/2 Dipolantenne muß man sich für einen Fernsehsender entscheiden, da die Bandbreite einer Dipolantenne nicht den ganzen Sendebereich abdecken kann.
Regional senden die Fernsehsender auf verschiedenen Frequenzen und mit unterschiedlicher Sendeleistung.
Eine Liste der Sendefrequenzen für ganz Deutschland findet man auf der Website "www.ueberallfernsehen.de".
Der Gewinn einer klassischen Lambda/2 Dipolantenne liegt bei genau 0 dBd (entspricht 2,16 dBi Isotrope)


Frequenz 650MHz
lambda = 299.792.458 / 650.000.000Hz = 0,461219m Wellenlänge
Verkürzungsfaktor Vk=0,93..0,97
Länge = lambda x Vk = 461,219mm x 0,93 = 428,933mm (einfach Quad-Länge)
2x Länge = 857,867mm erforderliche Drahtlänge
Länge / 4 = 107,233mm Seitenlänge des Doppelquad
Strahler  aus Schweißdraht verkupfert Dm 2,5mm
Abstand Strahler Reflektor = lambda / 8   A = 461,219mm x 0,125 = 57,65mm
Reflektor aus Alu- oder Stahl-Blech
75 Ohm TV-Kabel

Für den Bau der Doppelquad Antenne (Bi-Quad-Antenne) sieht es mit der Bandbreite etwas besser aus, dafür hat diese Antenne einen viel höheren Gewinn gegenüber einer lambda/2 Dipolantenne.
Obwohl ihre Bandbreite auch nur für wenige Fernsehsender ausreicht.
Bi-Quad-Antenn mit Reflektor Gewinn ca. 9 dBd
Doppelquad ohne den Reflektor Antennengewinn  ca. 6 dBd.

Kanäle, Frequenzen und Bandbreite:

VHF 174MHz .. 230MHz - Bandbreite 7MHz
UHF 470MHz .. 860MHz - Bandbreite 8MHz

VHF-Band III, Kanal 05 .. 12, 177,5MHz..226,5MHz, Kanalbandbreite 7MHz (+ / - 3,5MHz)
UHF-Band IV,  Kanal 21 .. 37, 474,0MHz..602,0MHz, Kanalbandbreite 8MHz (+ / - 4,0MHz)
UHF-Band  V,  Kanal 38 .. 69, 610,0MHz..858,0MHz, Kanalbandbreite 8MHz (+ / - 4,0MHz)


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(Log-periodic dipole antennas)


 3-Kanäle VHF Band I   (6m-Band)   K02= 50,5MHz bis K04= 64,5MHz
          UKW          (FM Band)        88,0MHz bis     108,0MHz
 8-Kanäle VHF Band III (1,5m-Band) K05=177,5MHz bis K12=226,5MHz Kanalbandbreite 7 MHz  (Frequenz = Kanalnummer x 7 MHz + 142,5 MHz)
17-Kanäle UHF Band  IV (60cm-Band) K21=474,0MHz bis 37= 602,0MHz Kanalbandbreite 8 MHz  (Frequenz = Kanalnummer x 8 MHz + 306 MHz)
32-Kanäle UHF Band   V (40cm-Band) K38=610,0MHz bis 69= 858,0MHz Kanalbandbreite 8 MHz  (Frequenz = Kanalnummer x 8 MHz + 306 MHz)


logarithmisch-periodischen Dipolantenne (LPDA) für das VHF-Band
Frequenzbereich: 30MHz bis 300 MHz
Die logarithmisch-periodische Dipolantenne kann 3 Antennen der Bereiche VHF-I, UKW und VHF-III ersetzen.
http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ant_400.htm


http://de.wikipedia.org/wiki/LPDA

Die LPDA (Logarithmisch-periodische Dipolantenne)  im Handel bis 3GHz erhältlich
Berechnungsprogram vorhanden      rechnet nur für 2m-Band und 70cm-Band und VHF Band III Kanal 5..12 (nicht UHF Kanal 21..69)
LPDA-Antenne_v2.00.exe

4 ..14 Elemente LPDA
Untere Frequenz 100MHz
Obere Frequenz 500MHz
Verkürzungsfaktor Vk=0,93..0,97
Boom 15x15mm (12x18mm, 10x20mm) Alu-Profilrohr
Elemente 6mm (M6)
Alu-Stangen
50 Ohm Kabel RG58U

Für  Kurzwellenbänder werden im Handel mehrere Modelle logarithmisch-periodischer Dipolantennen mit Drahtelementen angeboten.
Ihren Namen verdankt diese Antenne ihren elektrischen Eigenschaften, die sich periodisch mit dem Logarithmus der Frequenz wiederholen.
Ursprünglich wurde die logarithmisch-periodische Antenne verwendet, weil man sich ihre außerordentlichen Breitbandeigenschaften zunutze machte.
Aber es sind immer nur 1..3 Elemente auf einer Frequenz aktiv der rest ist eigentlich unnötig, daher nicht zu breitbandig auslegen

Bei vertikaler Polarisation - wie sie von Funkamateuren oft wegen der vertikal polarisierten Relais angewendet wird - haben Yagis eine Unmenge von Nebenzipfeln, in denen natürlich Sendeenergie steckt, die unnötig vergeudet wird.
Dagegen sind Nebenzipfel bei einer LPDA Mangelware oder fast gar nicht vorhanden.
Die bekannteste LPDA mit 2 Elemente und einem Gewinn von ca. 5,5 dBd - ist die HB9CV
http://de.wikipedia.org/wiki/HB9CV-Antenne

Aufbau einer LPDA-Antenne.
Bei LPDA-Antennen sind zwei gleiche Antennenblätter herzustellen (OBEN links UNTEN rechts),
die in einem Abstand von ca. 5..10 mm (SWR-Meter) nebeneinander umgekehrt, und voneinander isoliert angeordnet werden.
Für den optimalen Gewinn ist anzustreben, daß der eingegebene Ist-Wert des Abstandsfaktors dem Sollwert entspricht!

Die Booms (Elemente-Träger) werden aus 15x15mm Aluminium-Vierkantrohr (12x18mm)  so abgesägt, daß das kürzeste 3cm und das längste Element noch etwa 15cm Platz bis zum Boomende haben.
Damit das Koaxkabel noch gut durch den kalten Boom (UNTEN rechts) passt, bohrt man die Löcher an der Seitenwand des Boomrohres.
Beide Booms werden mit isolierten Abstandshalter verbunden.
Der richtige Abstand wird mit einem SWR-Meter bestimmt und beträgt zwischen 5..12 mm.
Das Koaxkabel (Aircell 7) wird von hinten durch den kalten Boom geschoben.
Dort, wo das Kabel am kleinsten Element wieder austritt, wird der Außenleiter des Koaxkabels mit dem kalten Boom verbunden und der Innenleiter (OBEN links) mit dem anderen, heißen Boom.


Duoband-LPDA Bauanleitung für 2m-Band (150MHz) und 70cm-Band (428,5MHz)

Danke an Hans Günter Lindemann, DL9HCG für die Bereitstellung der Dolumente!
Auf 16 Seiten sind die Maßangaben für 3-Element- bis 18-Element-LPDAs angegeben.
Als Material wurde ausschließlich Alu (eloxiert), wie es in  Heimwerkermärkten erhältlich ist, gewählt.
Für die Booms wurde 15x15mm-Vierkant (12x18mm) herangezogen, die Strahlerelemente bestehen aus Rundalu Dm 6mm. Schraubmethode M6,
z.B. 4-Element LPDA, welche bei 2m einen Gewinn von ca. 6 dBi und auf 70 cm von 8 dBi aufweist.
Vorteil (gegenüber einer Yagi) ist der deutlich geringere Platzbedarf und die Nebenzipfelfreiheit einer LPDA.





10dBd Gewinn auf 70cm






Logarithmisch-Periodische Dipolantenne (LPDA), spezielle Breitbandantenne, auch als "LogPed" oder "LogPer" bezeichnet. Die Besonderheit dieser Antennen liegt in ihrer Breitbandigkeit bei gleichzeitiger Richtwirkung. Die elektrischen Eigenschaften der LPDA wiederholen sich periodisch mit dem Logarithmus der Frequenz. Diese periodischen Schwankungen von z. B. Antennengewinn und Fußpunktwiderstand können jedoch durch eine geeignete Dimensionierung innerhalb einer Periode so klein gehalten werden, dass man sie über das vorgesehene Frequenzintervall vernachlässigen kann.
Logarithmisch- periodische Antennen bestehen aus einem System von gespeisten Elementen, die durch eine überkreuzte Doppelleitung miteinander verbunden sind.




in www.schaltungen.at

300_d_antenne-x_LPDA Duoband Antenne - Bauanleitung für das 2m und 70cm-Band (G. Lindemann)_1a.pdf
http://www.darc.de/uploads/media/Duo-LPDA-01-2012.pdf
http://www.dl9hcg.a36.de/


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http://de.wikipedia.org/wiki/Yagi-Uda-Antenne
Die Yagi-Uda-Antenne
Berechnungsprogram vorhanden
Yagi-Antenne_50-1300MHz_v2.00.exe

Yagi-Richtantenne mit 3 ..18 Elemente (Default 6)
Frequenz 650MHz
lambda = 299.792.458 / 650.000.000Hz = 0,461219m Wellenlänge
lambda = 461,219mm x 0,10 = 46,1mm Abstand zwischen Dipol und 1. Direktor
lambda = 461,219mm x 0,125 = 57,65mm Abstand zwischen Reflektor und Dipol und Dipol und 1. Direktor
lambda = 461,219mm x 0,15 = 69,2mm Abstand zwischen Reflektor und Dipol
lambda = 461,219mm x 0,2498 = 115,2mm  Abstand zwischen den Direktoren

Gewinn 6,82 dBd
Boom 15x15mm (12x18mm, 10x20mm) Alu-Profilrohr
Direktoren 4mm bzw. 6mm
Alu-Stangen  Reflektor und Dipol  8mm bzw 10mm Alu-Rohre
Balun 4:1 (aus RG-58 Kabel) als lambda/2 Umwegleitung  (Faltdipol 200 Ohm auf 50 Ohm Kabelimpedanz)
50 Ohm Kabel RG58U

Eine Yagi-Antenne ist eine Richtantenne zum Empfang oder zum Senden elektromagnetischer Wellen im Bereich von ca. 10 MHz bis ca. 2 GHz.
Sie besteht aus einem gespeisten Dipol, einer Reihe von Direktoren vor und meist einem Reflektor hinter dem Dipol.





Aufbau einer Yagi-Uda-Antenne.

Charakteristisch für die Yagi-Antenne ist ein Dipol, der durch eine Reihe von entsprechend angeordneten Direktoren und Reflektoren eine Richtwirkung erhält.
Der Dipol einer Yagi wird über die Zuleitung gespeist und hat eine Länge von einer halben Wellenlänge (lambda/2), bezogen auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Metall.
Dipol, Reflektor und Direktoren sind galvanisch nicht gekoppelt.
Ungespeiste Elemente wie Reflektor und Direktoren, die lediglich durch die Strahlung mit dem gespeisten Element verkoppelt sind, heißen Parasitärelemente oder auch Sekundärstrahler.
Sie können auf einem gemeinsamen leitenden Trägerstab montiert werden, weil in der Mitte der Elemente Spannungsknoten liegen.
Der Abstand von Reflektor und Dipol beträgt typisch ca. 0,15 Lambda,
von Dipol und 1. Direktor ca. 0,1 Lambda;
dabei kann durch geeignete Wahl der  Elementlängen und Elementabstände der Gewinn auf Kosten der Bandbreite verbessert werden oder umgekehrt.
Mit einer 3-ementigen Yagiantenne ist ein Antennengewinn von 4..5 dBd erreichbar, weitere Direktoren erhöhen ihn auf bis zu 20 dBd.

Der Leistungsgewinn, der durch parasitäre Elemente in der Hauptstrahlungsrichtung zu erzielen ist, hängt vom Abstand des Sekundärelementes zum gespeisten Element ab.


Arbeitsweise einer Yagi-Antenne:
Der aktive Dipol erregt die passiven (parasitären) Elemente, also den Reflektor und die Direktoren. Die parasitären Elemente wirken ebenfalls als Strahler, die allerdings phasenverschoben zum aktiven Dipol senden. Die Phasenverschiebung wird nicht nur durch die Elementposition auf dem Längsträger (dem sogenannten Boom), sondern auch durch die Elementlänge bestimmt.
Durch die vom Dipol abweichende (resonante) Länge ergeben sich induktive bzw. kapazitive Verhaltensweisen, mit entsprechenden Phasenverschiebungen der Ströme in den Elementen.

Ein nicht gespeistes (parasitäres) Element wirkt durch induktive Phasenverschiebung als Reflektor (länger als das gespeiste Element) oder durch kapazitive Phasenverschiebung als Direktor (kürzer als das gespeiste Element).

In der einschlägigen Fachliteratur finden sich verschiedenen Angaben für ein "Optimaldesign", die jeweils unterschiedliche Abstufungen der Elementlängen und Abstände vorschlagen.
In Experimenten konnte hier nachgewiesen werden, dass geringe kontinuierliche Längen- und Abstandsvariationen zu höheren Gewinnen führen, als bei einfacher Ergänzung "kurzer" Antennen mit weiteren Elementen gleicher Länge und gleichem Abstand.
Zurückgeführt wurde dies auf die Betrachtung der Yagi-Uda als "Wellenleiterstruktur", auf der sich (ausgehend vom gespeisten Dipolelement) eine Wanderwelle in Richtung Antennenspitze ausbreitet.
Die Elementvariation soll hier laut Theorie einen verbesserten Übergang zum Freiraum herstellen


Bemaßung der Strukturelemente einer LPDA-Antenne.
http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ant_400.htm
http://stilzchen.kfunigraz.ac.at/skripten/comput03/vbbeispiel/ar8200/manual/antennas.pdf


http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/

Die Kenngrößen der elektromagnetischen Welle sind

  • T      = Periodendauer sec
  • f      = Frequenz z.B. 650MHz
  • lambda = Wellenlänge in m
  • c      = Lichtgeschwindigkeit 299.792.458 m/sec = 3 x 10^8 = ca. 300Mm/s


lambda = c / f = 300 / 650 = 0,461538m = 461,538mm                
lambda = c x T = 300 x 0,00153846sec   = 461,538mm


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Impressum: Fritz Prenninger, Haidestr. 11A, A-4600 Wels, Ober-Österreich, mailto:schaltungen@schaltungen.at
ENDE










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Fritz Prenninger,
25.05.2012, 23:29
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