Lösungen zu den Lernzieltests des Kapitel 4

Zu 1:   Ist die Wellenlänge λ >> als die Leitungslänge l ist es eine „kurze“ Leitung
Trifft dieses nicht zu, spricht man von einer elektrisch langen Leitung.

Zu 2:   Mit den Formeln aus den letzten Zeilen aus Bild 4.4 und dem Freiraumwellenwiderstand von Z₀ = 377 Ω folgt für Leitungswellenwiderstand Z_L = 60 Ω.

Zu 3:   Gemäß Gleichung 4.13 erhält man für das längenspezifische Dämpfungsmaß δ = 10,4 dB/km, also insgesamt eine Dämpfung von 208 dB.

Zu 4:   Nach Gleichung 4.16 ergibt sich ein Reflexionsfaktor von r = 0,67, woraus nach Gleichung 4.17 ein Anpassungsfaktor von m = 0,2 folgt. Es liegt also eine deutliche Fehlanpassung vor.

Zu 5:   Gemäß Gleichung 4.11 erhält man eine Ausbreitungsgeschwindigkeit auf der Leitung von c = 1,8×10⁸ m/s und damit eine Wellenlänge von λ= c/f = 1,8 m, also λ/2 = 0,9 m. Gemäß Bild 4.6 hat man somit 22 Maxima.

Zu 6:   Aus Gleichung 4.18 folgt für den Leitungswellenwiderstand Z_L = 60 Ω. Die Leitungslänge muss ein Viertel der Wellenlänge betragen, also bei Leitung aus der Aufgabe zuvor und einer Frequenz von 300 MHz l = 0,15 m.

Zu 7:   Unterschiede nach Bild 4.18 und Tabelle 4.1 z.B. hinsichtlich Verseilungsart, Anzahl der Grund- und Hauptbündel sowie bezüglich der Abschirmung.

Zu 8:    Gemäß Buchtext Kap. 4.6ff:

• u.a. geringes Volumen und Gewicht,
• galvanische Trennung,
• keine Einflüsse durch elektromagnetische Felder
• kaum Temperaturbeieinflussung
• sehr hohe Übertragungskapazität

Zu 9:    s. Bild 4.11
Anm.: Wie in Kap. 4.6.2 angemerkt, beschreibt die obere Grafik einen ursprünglichen Verlauf der LWL-Dämpfung über der Wellenlänge. Dieses zeigt die ausgeprägten Minima, die als optische Fenster bezeichnet werden und für die Übertragungstechnik eingesetzt wurden. Heutige sog. OH-kompensierte Fasern weisen ein durchgängiges Minimum auf und können daher durchgehend für übertragungstechnische Zwecke genutzt werden (s. WDM-, CWDM-, DWDM-Techniken).

Zu 10:   S. Buchtext Kap. 4.7.3 und Bild 4.25. Typische Dämpfungsverluste ergeben sich durch u.a.:

• durch Übergangsstellen (Stecker, Spleisse)
• Rayleigh-Streuung in der Faser
• Moden-Dispersion
• Absorptionseffekte
• Chromatische Dispersionseffekte