Ein Anpassungsnetzwerk (auch Anpassnetzwerk, aus dem Englischen auch häufig als Matchbox bezeichnet) ist in der Elektrotechnik eine passive Schaltung zum Anpassen der Impedanz zwischen einer Quelle für (meist hochfrequente) Signale (zum Beispiel Hochfrequenzgenerator) und einem Kabel und schließlich zwischen diesem und dem Verbraucher, beispielsweise einer Antenne.

Es handelt sich um einen Vierpol, mit dem in den überwiegenden Fällen eine Leistungsanpassung vorgenommen wird.

Anpassungsnetzwerke zwischen einem Funkgerät und einer Antenne werden auch als Antennentuner bezeichnet und verbessern die Sende- und Empfangseigenschaften. Mit Hilfe dieses Geräts wird zum Beispiel die elektrisch wirksame Antennenlänge ohne Änderung der mechanischen Länge verändert. Ähnliche Anpassungsnetzwerke werden auch bei anderen Anwendungen von Hochfrequenzgeneratoren wie zum Beispiel beim Plasmaätzen verwendet.

Die Schaltung enthält hierzu schaltbare oder variable Reaktanzen (Induktivitäten und Kapazitäten – nahezu verlustfreie Transformation, selten auch Widerstände – verlustbehaftete Transformation). Der Aufbau kann in verschiedenen Schaltungen erfolgen. Häufig werden Schaltungen wie Pi-Filter eingesetzt. Neben der verbesserten Anpassung kann durch diese auch eine Reduktion der Oberwellen erzielt werden.

Durch manuelle oder automatische Veränderung der Bauelementwerte, wie beispielsweise bei Einsatz von variablen Kondensatoren, wird erreicht, dass die transformierte Impedanz der Antenne derjenigen des Funkgerätes entspricht. Es handelt sich um eine Impedanztransformation. Diese Anpassung ist in der Regel schmalbandig und muss für geänderte Frequenzen neu eingestellt werden.

Insbesondere für Sender ist eine gute Anpassung notwendig. Fehlanpassung führt dazu, dass ein Teil der Sendeleistung reflektiert wird und im Sender oder dem Leistungsverstärker als Wärme vernichtet werden muss. Ziel ist daher, dem Sender ein Stehwellenverhältnis möglichst nahe 1 anzubieten. Diese Problematik ist bei reinen Empfängern nicht vorhanden. Hier ergibt sich der Nutzen des Anpassnetzwerks aus einem höheren Signalpegel am Eingang des Empfängers.

Antennentuner werden manchmal auch vereinfacht als Tuner (nicht zu verwechseln mit der Empfangsschaltung) bezeichnet.

Anpassungsnetzwerke bei Hochfrequenz

Folgende Anpassnetzwerke sind bei Hochfrequenz gebräuchlich:

  • Verlängerungsspule im Fußpunkt mechanisch zu kurzer vertikaler Viertelwellendipole
  • Resonanztransformator
    • Lecherleitung der Länge λ/4 mit definierter Impedanz
    • Pi-Filter (Collinsfilter)
    • T-Filter
  • Balun (Impedanzverhältnis 1 zu 4):
    • Transformator mit Ferrit Doppellochkern (breitbandig)
    • λ/2 Umwegleitung
  • Gamma Match (verstellbarer Steg zur Anpassung eines Antennenkabels an den Dipol einer Yagi-Uda-Antenne)

Impedanzanpassung bei Niederfrequenz

Bei Niederfrequenz werden Transformatoren zur Impedanzanpassung eingesetzt, beispielsweise um die Impedanz eines Bändchenmikrofones heraufzusetzen oder um die Impedanz eines Röhrenverstärkers an die geringe Lautsprecher-Impedanz anzupassen. Letztere werden als Ausgangsübertrager bezeichnet.

Historisch wurden auch zwischen den Verstärkerstufen von Röhren- und Transistorverstärkern sogenannte Zwischenübertrager eingesetzt, um die Impedanz zu transformieren.

Literatur

  • O. Zinke, H. Brunswig (Hrsg.): Hochfrequenztechnik 2. Elektronik und Signalverarbeitung, 5. Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1999, ISBN 978-3-642-63678-3.
  • Rainer Geißler, Werner Kammerloher, Hans Werner Schneider: Berechnungs- und Entwurfsverfahren der Hochfrequenztechnik 1. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 1993, ISBN 978-3-528-04749-8.
  • J. Peters: Einschwingvorgänge Gegenkopplung, Stabilität. Theoretische Grundlagen und Anwendungen, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1954.
  • G. Zimmer: Hochfrequenztechnik. Lineare Modelle, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 2000, ISBN 978-3-642-63082-8.
  • Frieder Strauß: Grundkurs Hochfrequenztechnik. Eine Einführung, 2. Auflage, Springer Fachmedien, Wiesbaden 2016, ISBN 978-3-658-11899-0.

Einzelnachweise

  1. ↑ Alois Krischke, Karl Rothammel: Rothammels Antennenbuch. 12. Auflage. DARC, Baunatal 2002, ISBN 3-88692-033-X, S. 174ff.
  2. ↑ Alois Krischke, Karl Rothammel: Rothammels Antennenbuch. 12. Auflage. DARC, Baunatal 2002, ISBN 3-88692-033-X, S. 172.
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