Die Artikel zum Thema »Vom Sender zur Antenne« greifen in der Regel zahlreiche technische Grundlagen, wie »Wechselstromtheorie«, »Schaltungsanalyse mit konzentrierten Bauelementen« und »Komplexe Zahlen« auf. Jeder, der an der analogen Elektrotechnik interessiert ist, egal, ob als Amateur oder als Profi, muss sich mit diesen Dingen auskennen. Aber seien wir realistisch, viele haben das nie gelernt, einige haben das wieder vergessen und einige (ein Teil derer, die es gelernt haben) haben eine klare Abneigung dagegen entwickelt. Ein Autor, der sich in Diskussionen zu diesem Thema einmischt, wird daher gut daran tun, die notwendigen Hintergrundinformationen mit anzubieten. Anders als bei der Veröffentlichung der üblichen kurzen Anmerkungen liegt hier der Entschluss zugrunde, auf einem Wissensstand zu starten, den man von einem frisch gebackenem Funkamateur erwarten kann und von da aus sorgfältig weiter zu gehen. Das bedeutet nicht, dass die Herangehensweise für Ingenieure und Wissenschaftler uninteressant wäre. Vielmehr ist das Gegenteil der Fall: durch diese Vorgehensweise werden die notwendigen mathematischen Grundlagen aufgezeigt und damit weitergehende Untersuchungen erleichtert. Dies erscheint in diesem Kontext sinnvoller, als zu umfassende Kenntnisse vorauszusetzen.
Im Zuge der Vorbereitungen zu diesem Kapitel fiel auf, dass verschiedene Autoren auf unterschiedliche Zeichen für Blindwiderstand, Blindleitwert und Scheinleitwert zurückgreifen. Teilweise werden derartige falsche Zeichensetzungen einfach ignoriert und fortgeführt.
Die meisten Probleme entstehen durch die unklare Trennung von Vektoren, Skalaren und Pseudoskalaren. Darauf aufbauende Erklärungen sind deshalb häufig inkonsistent bezüglich der Dimensionen der verwendeten Größen.
Bei den folgenden grundlegenden Erklärungen soll der Schwerpunkt auf »richtigen« Vektorgleichungen liegen. In diesem Kontext sollen eventuelle Doppeldeutigkeiten ausgeschlossen werden, indem auf alle relevanten Punkte eingegangen wird. Ein weiterer Punkt, dem bisher nur wenig Aufmerksamkeit zu Teil wurde, ist, wie und wann ein Problem durch die Reduktion eines Vektors auf ein Skalar vereinfacht werden kann. So erfordert die Definition von z.B. Beträgen nicht zwangsweise auch die Verwendung komplexer Zahlen. Die möglichen verschiedenen Vereinfachungen sind in der Regel bekannt, vereinfacht und als Theoreme zusammengefasst. Der Rückgriff auf diese Theoreme ermöglicht eine Lösungsfindung durch minimalen logischen Aufwand.
Im Folgenden sollen verschiedene Techniken zur Analyse von Schaltungen aufgezeigt und entwickelt werden, um bereits bekannte Lehrbuch-Formeln herzuleiten. Der gesamte Prozess ist zu sehen (es gibt keine versteckten Schritte), sodass jeder mit einem gesunden Verständnis der grundlegenden Algebra nachvollziehen kann, wie die Formeln entwickelt werden. Jeder, der sich darum bemüht, die gezeigten Techniken zu üben, wird feststellen, dass diese auf einen großen Teil praktischer Probleme anwendbar sind.
Wenn Sie sich entscheiden, ob Sie dieses Kapitel lesen oder nicht, sollten Sie bedenken, dass hier die Schreibweisen und Vereinbarungen getroffen werden, die sich im ganzen Buch wiederfinden.
Die schon erwähnten Hinweise auf mathematische Konsistenz und die Möglichkeit, jede mögliche Abkürzung zu verstehen, sollten auch im Interesse fortgeschrittener Leser sein.
Einiger Leser werden natürlich der Meinung sein, dass die Kunst der Schaltungsanalyse durch die Verfügbarkeit von Schaltungssimulatoren überflüssig geworden ist. Es muss jedoch betont werden, dass Simulation und Analyse nicht dem selben Zweck dienen. Eine Simulation zeigt, was eine Schaltung bei gegebenen Bauteilwerten tut und ist eine gute Methode, den Einfluss von parasitären Effekten und Toleranzen zu erkunden. Die Analyse andererseits unterstützt in erster Linie den Prozess der Schaltungsentwicklung und erlaubt es uns, die Bauelementewerte zu berechnen, die wir für jede Simulation brauchen. Ein Effekt der Analyse ist jedoch neben der Mathematik das Verständnis dafür, wie elektrische Schaltungen funktionieren.
David W Knight im Dezember 2007