03.03.2016

Hallo Wolfgang,

habe heute den Verstärker aufgebaut. Es ging besser als ich dachte,
obwohl ich auch nicht mehr sehr gut sehe. Mehr nach Gefühl gelötet und
dann mit der Lupe nachgesehen, ob es was geworden ist...;-)

Hier die ersten Test-Ergebnisse:
Die "frei Schnauze" gewählte Schleife (ca. 18 cm Durchmesser) hatte mit
dem vorhandenen Drehko einen Resonanzbereich von ca. 60 Mhz bis ca. 100
MHz, getestet mit dem Dipmeter und noch ohne angeschlossenen Verstärker.
Der Resonanzmesser brachte einen extrem spitzen Dip, über den man sehr
leicht hinwegdrehen kann... Also hohe Leerlaufgüte.

Ein provisorischer passiver Ringdipol etwa gleicher Größe brachte bei
ca. 75 MHz und 1 Meter Abstand zum Dipmeter ca. 200 µV an meinem
Messgerät. Nun die Probe aufs Exempel. Loop und Verstärker
angeschlossen, Dipmeter wieder in 1 Meter Abstand eingeschaltet.
Loop-Drehko auf Resonanz. Die Abstimmung ist immer noch sehr spitz, also
Betriebsgüte unwesentlich schlechter als im Leerlauf. Mein Messgerät
wies nun bei exakter Abstimmung ca. 20mV HF-Spannung am
Verstärkerausgang aus!!!
D.h. Loop mit Verstärker in meinem Provisorium bringen zusammen eine ca.
100fache Spannungsverstärkung...

Nun auf "Empfang"...
Mein Werkstatt-UKW-Radio hat einen Koax-Eingang, ohne Antenne gar nichts
zu hören. Mit dem Ringdipol sind ein paar Sender in unterschiedlicher
Qualität zu empfangen. Ich habe so einen tschechischen Sender bei ca. 90
MHz eingestellt, der hörbar, aber stark verrauscht ist. Mit
angeschlossener Loop und noch nicht abgestimmt ergab sich etwa die
gleiche Qualität. Bei exakter Abstimmung der Loop (die wieder sehr
feinfühlig ist) kommt der Sender rauschfrei, sogar in Stereo mit nur
ganz leichtem Rauschen. Extreme Richtwirkung der Loop bis fast zum
völligen Ausblenden des Senders...

Also, prima Sache und funktioniert, danke für dein Engagement!
Nun muss ich mir nur noch einen interessanten Frequenzbereich raussuchen
und eine "ordentliche" Loop bauen...

25.02.2016

Ich weiss nicht ob das für alle die das hier lesen normal ist. Ich habe mir Heute die Frequenz eines Rundfunk Senders der 4000Km entfernt ist herausgesucht und zur richtigen Zeit eingeschaltet. Der Sender war sehr gut verständlich zu empfangen. Die Anzeige der Empfangsfeldstärke stand auf S9+20dB.

Dabei stand die Antenne mit den zwei Windungen a 60cm wie auf den Bildern hier drunter abgebildet vor der Balkontür im Wohnzimmer.

Ein Versuch die Stimme Indonesiens zu empfangen, das in rund 11000Km ausgestrahlt wird, war um 19:20 MEZ unbefriedigend.  Der Empfang war ziemlich verrauscht. Da muss ich doch erst die Loop auf den vollen Durchmesser von 94cm bringen um in der Wohnung einen guten Empfang aus dieser Entfernung zu haben. Ich habe mir 5m Kupferrohr mit einem Durchmesser von 15mm bestellt aus der ich eine Loop für die niederen Frequenzen bauen werde. Die Abmessungen habe ich Preis und Empfangsoptimiert ausgerechnet. dadurch komme ich für den mich interessierenden Frequenzbereich mit einem Doppeldrehko von 2x500pF aus.

Die Antenne kostet mich einschliesslich Drehko und Verstärker 50,- Euro.

Im Sommer werde ich sie im Garten so umbauen, das sie aus vier Teilen zusammengesetzt werden kann um sie transportabel zu haben.

02.07.2015
Heute habe ich die beiden fehlenden BFR92A (BFR93AW geht auch) aufgesetzt, eine Buchse eingelötet und den Verstärker um 13:00 MEZ getestet. Auf 15,128 MHZ habe ich einen englischsprachigen Sender, aus Rumänien wie einen Ortssender in super Qalität empfangen. Heute Abend mache ich weitere Tests.

Bei Pollin erhältliche BF1009SW können auch verwendet werden wenn die Betriebsspannung 9V nicht übersteigt.

22.02.2016

Oberes Bild empfangener Sender um 14:00 MEZ mit der Feldstärke besser als S9+10dB.

Die Verständlichkeit ist Super!

Unteres Bild die Aufstellung der Loop-Antenne mit dem Verstärker von mir im Wohnzimmer hinter der Balkontür mit Alurahmen im Stahlbetonbau, mit dem Empfang des oben angezeigten Senders. Habe beim durchstimmen mehrere starke Sender mit guter Verständlichkeit gefunden. Das ist im Stahlbetonbau im Innenhof sonst völlig ausgeschlossen.

Anschluss des Drehkos an die Loop mit Kupferband 3x0,2mm das sich besser als Runddraht lötet und sehr viel niederohmiger ist da der Skineffekt und der Proximitty Efekt weniger Einfluss haben. Damit erreicht man maximale Güte.

Der Aufbau ist nur für Testzwecke so fliegend. Der Anschluss des Verstärkers ist unkritisch. Er sollte in ein abgeschirmtes Gehäuse eingebaut werden. Das ist besonders wichtig wenn er für den UKW-Empfang oder den Empfang des 2m Bandes genommen werden soll. Die Transistoren sind so Rauscharm das das ohne weiteres möglich ist.

24.02.2016

Heute habe ich Berechnungen der beiden von mir eingesetzten Loops zur Ansicht zugefügt. Meine Güteschätzungen und die Abschätzung der Bandbreite treffen ziemlich genau zu. Das ich noch Abstimmkondensatoren zufügen muß um den von mir gewünschten Frequenzbereich überstreichen zu können ist auch zu sehen. Wenn man aber alles genau ansieht ist auch klar warum ich der Meinung bin das die Loop eine bessere Empfangs-Antenne als eine auch abgestimmte Langdrahtantenne ist. Sie ist sehr selektiv und unterdrückt HF-Müll und Rauschen. Der nachgeschaltete sehr  rauscharme Verstärker gleicht den Gewinnunterschied zur Langdraht spielend aus ohne unerwünschte Mischprodukte zu erzeugen. Diese unerwünschten Signale kommen bei einer Langdrahtantenne jedoch durch die große Bandbreite und dem geringen Unterschied zwischen der Höhe des Nutz und Störsignals meist schon in der Vorstufe des Empfängers zustande der diese Signale mischt. Eine Loop-Antenne mit ihrer hohen Resonanzgüte unterdrückt störende Signale durch die Möglichkeit des Ausblendens bei Resonanz und die Richtungsempfindlichkeit der Antenne sehr gut. 

Versuche mit dem Kupferring verliefen wie ich beschrieben habe von 4MHz bis 24 MHz sehr erfolgreich. Jetzt interessiert mich aber noch der Bereich von 100KHz bis 4MHz. Ich habe zwar auch 3m Cu-Rohr mit einem Durchmesser von 8mm bestellt, das wird aber nicht für solch niedrige Frequenzen reichen.
Eine Magnetische Antenne hat ja den Vorteil, das sie von Elektro-Smog nicht beeinflusst wird weil sie nur das Magnetische Feld empfängt. Bei hoher Güte trägt sie auch noch zur Vorselektion bei und unterdrückt nahe der Empfangsfrequenz liegende Störer. Zum Empfangen kann mit meiner Lösung, dem Verstärker parallel zum Abstimmdrehko eine einfache Anpassung vorgenommen werden.

Nach meinen Heutigen Berechnungen werde ich für die Frequenzen unter 4MHz eine Rahmenantenne die mit 1mm Cul Draht bewickelt wird bauen. Dann komme ich auch mit vernünftigen Drehkowerten hin.

24.02.2016

Hier drunter die berechneten Werte für eine 27m Loop die für CB-Funk auch zum senden verwendet werden kann.

Die Berechnungen erklären die guten Erfolge die ich vor 25 Jahren mit meiner Selbstgebauten Loop für CB-Funk genacht habe.

Weiter unten habe ich einige Verbindungen angegeben die ich mit dieser Antenne bei einer Stehwelle von 1,1:1 erreicht habe.

 Wenn auch gesendet werden soll ist ein Gamma-Match vorteilhafter, aber etwas komplizierter in der Anpassung. Es muss ja die Stehwelle und die Widerstandsanpassung gemacht werden. Das ist im "Elektronischen Jahrbuch" von 1990 auf den Seiten 136 bis 138 sehr gut beschrieben. Damit der Wirkungsgrad maximal wird muss auf beste Kontaktgabe und sehr niederohmigen Aufbau geachtet werden. Der Strahlungswiderstand liegt bei diesen Antennen nach DL4ZAO von 0,15- 2,3 mOhm (milli Ohm!). Da spielt die Art der Verbindungen schon eine Große Rolle, wenn nicht die eingespeiste Leistung zum größten Teil in den Verbindungen verheizt werden soll. Deshalb sind Lösungen zu verwerfen die mit weichgelöteten Kupferfittingen aufgebaut sind. In den Lötstellen wird  mehr Leistung verbraten als abgestrahlt wird.  Das wird in letzter Konsequenz von den meisten Anleitungen verschwiegen. Lötstellen mit Zinnlot sind schon zu hochohmig um dauerhafte und sehr gute Ergebnisse zu erzielen!

Der Verlustwiderstand kommt dann in die Grössenordnung des Strahlungswiderstandes, der wie oben geschrieben, sehr klein ist was einen maximalen Wirkungsgrad von wesentlich unter 50% bedeutet. Nach meinem Vorschlag erreicht man Verlustwiderstände von Bruchteilen des Strahlungswiderstandes und damit bessere Wirkungsgrade als bei konventionellen Antennen! Kupferringe aus einem Rohr sind immer vorzuziehen. Dabei ist der Unterschied zum Beispiel für die 27MHz Variante die ich für ein Rohr mit 18mm Durchmesser berechnet habe nur unbedeutend schlechter wenn ein Rohr mit 12mm Durchmesser genommen wird. Wer die Magnetantenne zur Verbesserung der Vorselektion einsetzen möchte sollte dickeres Rohr nehmen aber vorher den Einfluss verschiedener Rohrstärken ausrechnen. Je schmalbandiger die Magnetantenne ist desto besser ist die Güte und damit die Resonanzüberhöhung und die Unterdrücken von neben der Empfangsfrequenz liegenden Störern. Das Signal ist allerdings auch schon aufnehmbar wenn die Antenne noch nicht resonant ist. Allerdings ist die Verständlichkeit bei Resonanz am besten.

Ich empfehle den Magnet-Loop-Antennen Rechner von DG0KW herunterzuladen. Das Programm funktioniert ohne Installation. Ich habe damit herumgespielt und war erstaunt womit man durch Veränderungen einem Vorteil für sich erreicht. 

Durch die Verwendung von hochsilberhaltigem Lot ist mit dieser Antenne  ein sehr erfolgreiches arbeiten bei hohem Strahlungswirkungsgrad möglich. Das grösste Problem ist der Anschluss eines Drehkos. Deshalb habe ich Versilberte Messingscheiben (oder auch Kupfer) mit einem Durchmesser von 100mm und einer Dicke von 3mm genommen. Diese habe ich hart mit hochsilberhaltigem Lot auf die offenen Enden aufgelötet. Die Kapazitätseinstellung erfolgte über drei Schrauben aus Perlon die die Platten zusammenzogen und drei Schrauben die den Abstand bestimmten.

Ein Schmetterlingsdrehko der gut Kontaktiert ist funktioniert auch, bringt aber nur bei Beachtung der Hinweise gute Ergebnisse (hart löten mit Silberlot oder grossflächig verschrauben). Das sollte bei der Konstruktion beachtet werden.

Die auftretenden sehr hohen HF-Spannungen am Drehko sind ebenfalls zu berücksichtigen. Ein Plattenabstand von 2mm für 100W sind das mindeste.

Im Internet und der Literatur auftauchende Bemerkungen das Dipole oder Langdrahtantennen besser sind können nur von Menschen gemacht worden sein die noch nie eine Magnetantenne unter den von mir gemachten Gesichtspunkten gebaut haben. Wenn man ohne häufigen Kanalwechsel leben kann gibt es durch die gute Abstrahlleistung, die geringe Grösse und die sehr gute Störungsunterdrückung nichts besseres. Es ist ja auch möglich mehrere Magnetantennen voreingestellt über einen Umschalter auszuwählen um einen Nachgleich bei Frequenzwechsel zu vermeiden. Sie funktionieren liegend schon kurz über dem Boden angebracht als Rundstrahler und stehend haben sie zwei Vorzugsrichtungen was eine Verbindung eventuell sicherer macht, da Störer ausgeblendet werden können.
Auch der Anschluss des Speisekabels mit einer Anpassung über einen  Gammamatch wurde nach Festlegung der Anschlusspunkte durch den Abgleich hart gelötet. Sonst treten durch oxidation der Kontaktflächen sehr schnell Verluste und Anpassungsfehler auf die die Antenne unbrauchbar macht. So wie ich den Aufbau beschrieben habe, hatte die Antenne für 27MHz eine Bandbreite von ungefähr 100KHz (die Berechnung ergab bloss rund 50KHz). Bei Kanalwechsel musste also oft nachgestimmt werden. Ich erreichte mit meinem Aufbau eine genaue Anpassung an 50 Ohm und eine Stehwelle von 1:1,1!

Dadurch waren Nachts auf 11m, mit 4Watt! Verbindungen aus dem Keller eines Einfamilienhauses, mit der liegenden Antenne, 1m über dem Gartenboden auf einem Holztisch, mit Ägypten, der Schweiz und  über 150 Km innerhalb deutschlands möglich. Also genau das richtige für Menschen die keine abgestimmte Langdrahtantenne aufbauen, oder eine Groundplane mit Radials anbringen können!

Diese Ergebnisse sind aber nur zu erreichen, wenn meine Hinweise zum Drehkoanschluss beachtet werden. Die beste Lösung mit dem Grössten Wirkungsgrad ist immer noch die mit den Runden Scheiben als Kondensator.

Der Kabelanschluss erfolgte über ein gedrehtes Fusstück aus Messing, das ebenfalls hart eingelötet wurde und auch einen PL-Stecker zum Anschluss des Kabels aufnahm. Ich habe auch Exemplare gebaut die am Fuss geteilt waren und die eine Hälfte den Gammamatch fertig eingestellt aufwies. Nach dem Zusammenbau war die Antenne in dem voreingestellten Frequenzbereich sofort arbeitsfähig wenn an den Perlonschrauben des Abgleichkondensators nicht gedreht wurde. Dazu habe ich einen 25mm dicken Messingring mit 60mm Durchmesser gedreht. Ein Loch in der Mitte ermöglicht den Anschluss des Gammamatches an die unten im Ring verschraubte Anschlussbuchse. Der Ring  wies 90 Grad zu der Anschlussbuchse zwei Aufnahmen im Durchmesser des verwendeten Kupferrohres ( bei mir 18 mm) zum einlöten der Kupferhalbringe auf. Er wurde diagonal geteilt und die Halbringe wurden Vorn und Hinten mit gleichgrossen, 2mm dicken Kupferscheiben, grossflächig auf jeder Seite mit sechs M6 Schrauben zusammengehalten. Damit war auch ein extrem niederohmiger Kontakt und damit eine hohe Güte des Schwingkreises gesichert.

Abgestimmt habe ich die Magnetantennen mit Hilfe eines Rauschgenerators an meinem Kommunikationsempfänger auf Maximum bei der gewünschten Frequenz mit dem Abgleichkondensator. Eine Überprüfung der Stehwelle bei der Verwendung am CB Funkgerät ergab die oben genannten Werte mit guter Konstanz.

Wenn ich die Antenne bei meinem nächsten Besuch in Berlin ausbuddle werde ich Fotos machen. Ich versäumte damals nur die Kupferrohre zu polieren und zu streichen. deshalb wird die Antenne inzwischen nach 20 Jahren nicht mehr ohne weiteres verwendbar sein.

Magnetantennen sind klein, leicht aufzubauen, sehr effektiv bei Beachtung der gegebenen Hinweise. Sie sind mit keinem Provisorium oder verkürzten Antennen in den erreichten Ergebnissen zu vergleichen. Der Empfang ist weitestgehend Störungsfrei, die Verständlichkeit gegenüber elektrischen Antennen ist überzeugend, was aber eventuell auch noch vom verwendeten Empfänger abhängt. Wenn der nicht richtig abgeschirmt ist und dann Störsignale neben dem Antennensignal empfängt, kann die beste Antenne nicht helfen.

03.07.2015

Von den Bauelementedaten her funktioniert der Verstärker auch weit über den UKW Bereich hinaus. Ich habe Heute einen Versuch mit einer kleineren Schleife und einem UKW-Drehko gemacht ob mit ihr auf UKW mehr Sender zu empfangen sind.

Mit einem Kupferbandring 3x0.2mm und 100mm Durchmesser an einem Doppeldrehko 2x12pF und dem Verstärker höre ich hier auf UKW auch jede Menge dänische und polnische Sender und alles was sonst noch überhaupt empfangbar ist. Der Antennenverstärker wird aber nur zur Anpassung an den niederohmigen unsymetrischen Antenneneingang benötigt. Er ist parallel zum Drehko angeschlossen.

Die Empfangsfeldstärkeanzeige ist auf Anschlag!

Runddraht mit 1mm Durchmesser ist auch verwendbar, lDamit wird auch die nötige Bandbreite für Stereo erzielt. Sollte 1mm draht noch zu dick sein bis 0,6mm runtergehen, das sollte auf jeden Fall für Stereo reichen. Das erfordert aber ein genaues einstellen auf Maximale Antennenspannung mit dem Loop Drehko.

Die Schaltung hier drunter ist die für alle Anwendungen gültige. Nur die Einkopplung muss nicht mit einer Spule mit Mittelanzapfung sein. Diese rührt noch von meinen Versuchen mit der Einkopplung über einen Ringkerntrafo her.

Bitte bei der Bauelementeauswahl beachten. Die Widerstände sind so bezeichnet wie sie meist beschriftet werden. Die ersten beiden Zahlen sind der Wert, die dritte Zahl gibt die Anzahl der Nullen an. Dabei bedeutet zum Beispiel 471 = 470 Ohm und 473 = 47K sowie 220 = 22 Ohm.

Kondensatoren die nur mit C gekennzeichnet sind haben einen Wert von 100nF. Alle abweichenden Werte sind voll gekennzeichnet.

31.05.2015

Die hier vorgestellte Antenne mit Antennenverstärker empfängt nicht das elektrische Feld des Sendesignals, sondern die magnetische Komponente. Diese ist auch unter ungünstigen Bedingungen besser zu empfangen als die elektrische. Durch die hohe Güte des Antennenkreises werden auch nahe der Empfangsfrequenz liegende Signale unterdrückt, das ergibt eine gute Trennschärfe. Sämtliche Sender die ich bis jetzt empfangen habe, meist deutschsprachige Rundfunksender kamen mit mindestens S9 herein. Oft ging die Feldstärke bis S9+40dB rauf. 

So wie auf den Abbildungen hier drunter zu sehen geht der Empfangsbereich nur von 4MHz bis 26MHz. Allerdings kamen bei den hohen Frequenzen auch keine Sender rein. Warscheinlich habe ich zur falschen Zeit probiert. Mit dem Drehko war immer noch ein Maximum des Rauschens einstellbar.

Der Durchmesser der Antenne beträgt 46 cm. Der Doppeldrehkondensator mit 2x500pF ist  für die niedrigen Frequenzen  zu klein. Dafür müsste ein weiterer Kondensator dazugeschaltet werden. Das werde ich erst noch testen damit ich ab 100KHz empfangen kann. Der Antennenverstärker ist jedoch für den gesamten Bereich und noch weiter brauchbar. Ohne die Antenne auf Empfangsmaximum abgeglichen zu haben empfange ich damit in guter Qualität einige Mittelwellensender. Mit einem Zusätzlichen Fest-Kondensator der dann mit dem Drehko Maximumabgleich auf Lang und Mittelwelle ermöglicht ist mit dieser Antenne und dem SMD-Verstärker von 100KHz bis 30 MHz alles empfangbar!

Mit der Antenne empfange ich auf einem Yaesu FRG-100 Stationen aus der ganzen Welt! Das mit S9 und oft +40dB und mehr! Die Qualität ist meist ganz erstaunlich, besonders Abends. Wobei sehr weit entfernte Stationen auch mal stärkere Schwunderscheinungen zeigen können. Das sollte aber den Ausbreitungsbedingungen geschuldet sein.

Der Aufbau ist nur eine Probe und wird noch durch breite Kupferbänder vom Drehkondensator zu den Anschlüssen des Kupferringes verbessert. Damit sollte die Antenne wegen der höheren Schwingkreisgüte einen noch besseren Empfang auch bei dicht nebeneinanderliegenden Signalen bieten. Ausserdem will ich den  Drehko und den Verstärker in ein Abschirmendes Gehäuse einbauen.

Dabei stand die Antenne bei der Erprobung auf einem verglasten Balkon zwei Meter hoch über dem Erdboden draussen, in einem Stahlbetonwohnblock im Innenhof. Also normalerweise nicht die günstigsten Empfangsbedingungen. Störungen durch Schiffsradar und Seefunk hier am Standort Graal-Müritz können in den meisten Fällen durch verdrehen der Antenne ausgeblendet werden.

Die Schaltung stammt aus dem Funkamateur und wurde für den Aufbau in SMD etwas modifiziert.

Um die Ankopplung zu vereinfachen habe ich einen Ringkern bifilar mit 2x10 Windungen CuL. Draht bewickelt und das Signal damit in den Verstärker eingespeist. Um den Ringkern auf den Antennenring aufzuschieben zu können, habe ich diesen aufgeschnitten und vergoldete Modellbausteckverbinder in das 8mm Kupferrohr eingelötet. Das ist aber sicher auch anders lösbar. Die Hauptsache ist ein möglichst guter Kontakt von Drehko und Antennenring.

Statt des Ringes ist auch ein Bündel Ferritstäbe möglich das gleich mit einer Spule bewickelt wird. Diese Lösung ist besser abschirmbar und damit unempfindlicher für Störungen durch elektrische Felder.

Durch den hochohmigen symetrischen Abgriff des Signals braucht die Spule auf den Ferritstäben keinen Mittelanschluss. Fotos mit Ferritstabbündel kommen bei Gelegenheit. Tests damit muss ich erst machen. Mir fehlen bloss noch für die neuen Leiterplatten die BFR93.

Die Bezeichnungen an den Widerständen sind der Code auf den SMD-Widerstänen. Also 223 Entspricht 22K, 471 entspricht 470 Ohm.

Einige Leiterplatten zum Preis von 4,- Euro kann ich abgeben falls jemand eigene Empfangsversuche machen möchte. Wem der Aufbau zu fummelig ist baue und teste ich den Verstärker für 20,- Euro.

So werden die Leiterplatten gefertigt. Bestückungsseite für SMD ist Oben zu sehen, die großflächig mit Masse versehen zweite Seite Unten.

Alternative Ankopplung  mit Ferritring der über das Kupferrohr der Magnetantenne geschoben wird. An die Wicklung auf dem Ferritring wird der Verstärker angeschlossen.

Trennstelle mit vergoldeten Modellbausteckern um eine hohe Schwingkreisgüte zu erreichen. Auch an anderen Stellen solten nur mindestens gleichwertige niederohmige Kontaktverbindungen verwendet werden. Eventuell auch für die Empfangsantenne möglich, großflächige Lötstellen mit > 30 mm² wie ich sie mit dem Kupferband gemacht habe.

 Layout und Bestückungsplan kommt noch!

Auf der abgebildeten bestückten Leiterplatte fehlt noch ein bedrahteter Widerstand 470 Ohm von dem Verbindungspunkt des 27 Ohm zum 100nF bis zum 100nF der an das Drain des auf der Leiterplatte oberen FET geht.

Das ist der Widerstand 470 Ohm in der Schaltung der das Drain des unteren FET´s mit der Versorgungsspannung über den 27 Ohm Verbindet.

In dem neuen Layout das Oben abgebildet ist, wird kein bedrahteter Widerstand mehr benötigt. Statt des BF992 kann auch der BF990 verwendet werden.