Hallo, ich habe mit einer abgestimmten Loopantenne (magnetische Antenne mit einer Windung) an einem SDR experimentiert. Das ist interessant, aber man muss viel von Hand abstimmen. Irgendwo habe ich gelesen, dass es auch unabgestimmte magnetische Antennen gibt. Nun interessiert mich, wie so eine Antenne innen verschaltet ist. Hier einige Vermutungen von mir: -Die unabgestimmte magnetische Antenne besitzt keinen zusätzlichen Parallel-Kondensator -Sie wird deutlich unterhalb ihrer Eigenresonanzfrequenz betrieben -Sie wird günstigerweise über einen Transformator (HF-Übertrager, der hier "elektrische Restimpulse abfiltert") an eine aktiv verstärkende Elektronik angeschlossen -irgendwo innerhalb der Elektronik sitzt ein Tiefpassfilter, das dafür sorgt, dass keine Signale mehr aus dem Bereich der Eigenresonanz der Magnetantenne übertragen werden können (um Übersteuerungen vorzubeugen) Treffen diese Vermutungen in etwa zu?
Till schrieb: > Irgendwo habe ich gelesen, dass es auch unabgestimmte magnetische > Antennen gibt. Ja, die gibt es tatsächlich. Hier die Theorie: http://www.vlf.it/looptheo7/looptheo7.htm (-> Gleichung 3) Und hier die Praxis: http://www.hcp-hofbauer.de/indexloop.htm https://www.mikrocontroller.net/attachment/408357/KW-Rahmenantenne.pdf
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Hier gibt es weitere Hinweise: https://www.qrpforum.de/forum/index.php?thread/10316-aperiodische-koax-loop/&postID=80524#post80524
Danke für die guten Links! Warum benutzen manche Schaltungen einen symmetrischen Eingang?
Till schrieb: > Warum benutzen manche Schaltungen einen symmetrischen Eingang? Um Intermodulationsprodukte 2. Ordnung zu minimieren.
Robert M. schrieb: > Till schrieb: >> Warum benutzen manche Schaltungen einen symmetrischen Eingang? > > Um Intermodulationsprodukte 2. Ordnung zu minimieren. Quatsch! Eine "magnetic" Loop ist eine gegen Erde symmetrische Antenne. Man will, dass nur die magnetische Feldkomponente einen Strom in der Schliefe induziert. Die Auswirkungen der elektrischen Feldkomponente soll minimiert sein. Die geht nur in dem man erdymmetrsich nur den Gegentaktstrom an den Anschlussklemmen auswertet. Die Gleichtaktspannung zwischen beiden Anschlussklemmen und Erde soll weitgehend unterdrückt werden. Dies erreicht man mit einem gegen Erde symmetrischen Differneneingang oder einem symmetrierenden Trafo. Die Funktion einer aperiodischen Breitbandloop ist hier erläutert: http://www.vlf.it/octoloop/rlt-n4ywk.htm
Vielen Dank! Hier findet man ein PDF, in dem auch hilfreiche Erklärungen zu finden sind: Whip und Loop - Aktive Antennen für den Empfang https://www.dl4zao.de/_downloads/Whip_und_Loop_Aktivantennen_fuer_den_Empfang.pdf
Marc Oni schrieb: > Dies erreicht man mit einem gegen Erde symmetrischen > Differneneingang oder einem symmetrierenden Trafo. Stichwort "Symmetrierender Trafo": Wie wird wohl die HFRAE 5162 von Schwarzbeck innerlich aufgebaut sein? Die geschlossene Loop selber hat ja eine sehr geringe Impedanz (milliOhm-Bereich). Kann man davon ausgehen, dass bei dieser Antenne mit einem Breitbandübertrager-Balun von wenigen milliOhm auf 50 Ohm hochtransformiert wird (also von symm nach unsymm)? 50kHz - 30MHz ist auf jeden Fall ein großer Frequenzbereich für so eine kleine Antenne mit 25cm Durchmesser. Gibt es hier irgendwelche "Haken", z.B. sehr kleine Ausgangsspannung oder dass die Ausgangsspannung stark von der Frequenz abhängt? Hier noch ein paar Daten des Herstellers: VLF-HF RX Loop diam. 250 mm 0.05 - 30 MHz 1 turn Transformer http://schwarzbeck.de/Datenblatt/k5162.pdf
Till schrieb: > Marc Oni schrieb: >> Dies erreicht man mit einem gegen Erde symmetrischen >> Differneneingang oder einem symmetrierenden Trafo. > > Stichwort "Symmetrierender Trafo": > > Wie wird wohl die HFRAE 5162 von Schwarzbeck innerlich aufgebaut sein? > Die geschlossene Loop selber hat ja eine sehr geringe Impedanz > (milliOhm-Bereich). > Kann man davon ausgehen, dass bei dieser Antenne mit einem > Breitbandübertrager-Balun von wenigen milliOhm auf 50 Ohm > hochtransformiert wird Eine aperiodische Loop wird im Quasikurzschluss betrieben. Der Strom aus der Schleife ist über einen weiten Frequenzbereich unabhängig von der Frequenz. Man geift also nicht die Spannung an den Klemmen ab (die ist frequenzabhängig), sondern den Strom. Darum muss die Last einen möglichst niederige Impedanz aufweisen. Will man eine Loop im quasi-Kurzschluss an 50 Ohm betreiben, muss man breitbandig aufwärts transformieren.
Till schrieb: >Wie wird wohl die HFRAE 5162 von Schwarzbeck innerlich aufgebaut sein? Das ist einfach ein Metallrohr, oben aufgetrennt, damit man keine Kurzschlußwindung hat. Das Rohr dient als Abschirmung, damit die Antenne nur auf Magnetische Felder reagiert. Dann sind einige Windungen, vielleicht so 10 - 20 Windungen Draht durch das Rohr gefädelt. Das ist schon alles. Die breitbandigkeit entsteht einfach dadurch, daß sie Quasi im Kurzschluß betrieben wird, wie "Marc Oni" schon schrieb. Also praktisch eine absichtliche fehlanpassung. >Kann man davon ausgehen, dass bei dieser Antenne mit einem >Breitbandübertrager-Balun von wenigen milliOhm auf 50 Ohm >hochtransformiert wird Da werden so viel Windungen drinn sein, daß die 50 Ohm des Empfängers quasi schon ein Kurzschluß bedeutet, brauchst also kein Übertrager zwischen schalten. Steht doch auch in der Beschreibung. >Durch die passive Ausführung ist der Einsatz besonders >einfach: H-Felder ab 20 dBμA/m werden mit Mess-empfängern >(50 Ω Eingang, dBμV- Kalibrierung) zur Anzeige gebracht. Wenn du wissen willst wieviel Windungen da drinn sind, lege an die Antenne eine HF-Spannung und lege eine Drahtschleife, also praktisch eine Windung mit gleichen Durchmesser auf die Antenne und messe die Spannungen. Dann kannst du es ausrechnen (Trafoprinzip).
Und noch was. Till schrieb: >Die geschlossene Loop selber hat ja eine sehr geringe Impedanz >(milliOhm-Bereich). Da hast du einen Denkfehler, niederohmig ist nur der Gleichstromwiderstand (milliOhm-Bereich). Die HF-Impedanz ist sehr hoch, und wird um so höher je kleiner der Gleichstromwiderstand ist.
Günter Lenz schrieb: > Die HF-Impedanz > ist sehr hoch, und wird um so höher je kleiner der > Gleichstromwiderstand ist. Was ist "sehr hoch"? Es gilt doch XL = omega x L = 2 x PI x f x L Es sollte also heißen: "Je höher die Frequenz, desto höher ist die Impedanz."
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DH1AKF W. schrieb: >Was ist "sehr hoch"? Damit meine ich viel höher als der Gleichstromwiderstand. >Es gilt doch XL = omega x L = 2 x PI x f x L >Es sollte also heißen: "Je höher die Frequenz, desto höher ist die >Impedanz." Ja, ist richtig. Und wenn die Loop dann noch einen Kondensator parallel hat, haben wir einen Schwingkreis, der bei Resonanz einen Resonanzwiderstand hat. Und der wird dann höher wenn der Gleichstromwiderstand der Loop kleiner und damit die Güte besser wird. Eine Loop ohne Kondensator hat auch noch eine Eigenresonanz, weil es ja parasitäre Kapazitäten zwischen den Windungen und zwischen den Windungen und dem Abschirmrohr gibt. Aber die wird hier durch die niderohmige belastung stark gedämpft.
Günter Lenz schrieb: > Dann sind einige Windungen, vielleicht so > 10 - 20 Windungen Draht durch das Rohr gefädelt. Sicher, dass es mehrere Windungen sind? > Hier noch ein paar Daten des Herstellers: > > VLF-HF RX Loop > > diam. 250 mm > > 0.05 - 30 MHz > > 1 turn > > Transformer > > http://schwarzbeck.de/Datenblatt/k5162.pdf Weil in der Beschreibung des Herstellers ja "1 turn" steht - da wäre ich von einer einzigen, geschlossenen Windung ausgegangen. Und dass im Gehäuse ein Breitbandübertrager schon integriert ist. Aber das sind reine Spekulationen. Jedenfall sagt der Magnetlooprechner, dass eine 25cm-Loop mit 20 Windungen als oberste mögliche Frequenz irgendwas von 1MHz haben kann. Günter Lenz schrieb: > Das ist einfach ein Metallrohr, oben aufgetrennt, damit > man keine Kurzschlußwindung hat. Das soll wohl auch so gebaut sein, dass es relativ kapazitätsarm zum Innenleiter ist. So ein passives Teil mit Übertrager für 50-Ohm-Ausgang mal selber zu bauen, würde mich schon reizen. Bräuchte aber noch ein paar Infos/Ideen, wie der Transformator zu wickeln wäre. Unterste Grenzfrequenz sollte ca. 70kHz betragen und die oberste etwa 30MHz. Primär einfach eine geschlossene Loop D = 0,25m durch einen geeigneten Ringkernübertrager (also rechnerisch nur eine Windung) hätte wahrscheinlich eine deutlich höhere untere Grenzfrequenz als 70kHz zur Folge...?!
Moin Günter,
> Damit meine ich viel höher als der Gleichstromwiderstand.
Die HE 010 war / ist die Rahmenantenne zum Rohde&Schwarz-Peiler PA010.
Frequenzbereich von Längstwelle bis 30 MHz.
Die Besonderheiten:
1. Der Rahmen hat nur eine Windung zwecks Minimierung der Kapazität
zwecks Breitbandigkeit.
2. Der Ferrit, der auf der Primärseits nur ein Loch für den einen
Antennendraht hat - und auf der Sekundärseite viele Windungen. Damals
hatte ich anderes zu tun, als in die Konstruktionsunterlagen zu schauen.
Ciao
Wolfgang Horn
Marc Oni schrieb: > Quatsch! Soll ich das als "alternativen Fakt" auffassen? Marc Oni schrieb: > Dies erreicht man mit einem gegen Erde symmetrischen > Differneneingang oder einem symmetrierenden Trafo. Im 2. Beitrag wird auf einer Schaltung verlinkt die sowohl einen symmetrierenden Eingangsübertrager als auch einen Gegentaktverstärker verwendet. Ein Eintaktverstärker würde es auch tun und trotzdem wurde, aus gutem Grund, eine symmetrische Variante gewählt.
Günter Lenz schrieb: > Till schrieb: >>Die geschlossene Loop selber hat ja eine sehr geringe Impedanz >>(milliOhm-Bereich). > > Da hast du einen Denkfehler, niederohmig ist nur der > Gleichstromwiderstand (milliOhm-Bereich). Die HF-Impedanz > ist sehr hoch, und wird um so höher je kleiner der > Gleichstromwiderstand ist. Till hat Recht. Wenn man sich das Ersatzschaltbild einer Loop betrachtet ist das die Schleifeninduktivität (wenige µH) in Serie zu dem Strahlungswiderstand (wenige Milliohm) und dem ohmschen Verlustwiderstand. Der bestimmende Faktor für den Kurzschluss-Strom ist also der induktive Widerstand der Schleifeninduktivität. Die Breitbandigkeit einer Loop im Quasikurzschlussbetrieb rührt daher, dass die in der Schleife vom Magnetfeld induzierte Spannung mit der Frequnze zwar ansteigt, der Strom durch die Schleife aber durch den ebenfalls mit der Frequenz steigenden induktiven Widerstand der Schleife in gleichem Maße verringert wird. Der Einfluss der Frequenz auf den Kurzschlusstrom kürzt sich raus - die Antenne ist breitbandig. Eine Loop ist am effektivsten, wenn sie nur eine Schleife aufweist, dann hat sie das beste Verhältnis zwischen Loopfläche und Indduktivität (A/L) Eine Mehrwindungsloop kommt was die Bandbreite betrifft immer schlechter weg, als eine Loop mit einer Windung. Die Breitband-Messloops von Schwarzbeck oder anderen haben nur ein Rohr als Loopschleife und nicht etwa "mehrere Windungen, um auf 50 Ohm zu kommen" wie es vorstehend kolportiert wurde.
Hier ist auch noch ein sogar ziemlich einfacher Schaltplan für eine aktive, symmetrische, unabgestimmte Loop, die laut Stefan P. sehr gut funktionieren soll: https://www.mikrocontroller.net/attachment/334874/HF_Active_Loop_Antenna.pdf Beitrag "Re: Antenne (verkürzt) für 160m Band - nur rx" Eventuell wäre der BC550 besser als der BC547, weil weniger Rauschen (3dB statt 10dB). Möglicherweise ist das bei LW bis KW aber egal?!
Zurück uur passiven Breitband-50-Ohm-Loop: Danke Marc Oni für die Erklärungen! Wolfgang, das klingt, als hättest du mit solchen Antennen beruflich zu tun gehabt! Ich fasse zusammen: Die Loop selber ist geschlossen und besteht aus einem Rohr (bessere HF-Leitfähigkeit durch größere Oberfläche). Die Loop geht durch einen Ringkern (also primär: einfach nur durch). Der Ringkern hat dann sekundär mehrere Windungen aufgebracht. Das eine Wicklungsende liegt auf Masse und am anderen Wicklungsende wird mit 50 Ohm ausgekoppelt. Ich vermute, dass so ein Aufbau nicht im ganzen Frequenzbereich konstant 50 Ohm besitzt. Würde für so einen Aufbau ein FT50-43-Ringkern in Frage kommen (440nH/N^2 => 1 Wdg. = 400nH)?
Till schrieb: > Ich vermute, dass so ein Aufbau nicht im ganzen Frequenzbereich konstant > 50 Ohm besitzt. Wenn man verstanden hast, dass die Antenne Strom liefern soll (keine Spannung) und im Quasi-Kurzschluss betrieben werden soll, dann kann man ermessen, dass der Eingangswiderstand des nachfolgenden Verstärkers möglichst klein sein soll. Nicht unbedingt 50 Ohm, am besten nur wenige Ohm In der Regel bildet man so eine Loop als Aktivloop aus. Wobei der Verstärker als Strom-Spannungswandler (Transimpedanz-Verstärker) wirkt. Ohne Verstärker macht das für den Betrieb als Empfangsantenne keinen Sinn, denn die abgegebenen Signalströme sind sehr sehr klein. Sie mögen für EMV Feldstärkemessungen reichen, nicht jedoch für Fernempfang. Hier zum Beispiel eine Anleitung: https://dk4sx.darc.de/aktant1.htm
Danke für den Link! https://dk4sx.darc.de/aktant1.htm Ich hätte eher vermutet, dass man nicht direkt auf 50 Ohm hochtransformiert, weil die Sekundärwicklung dann so groß wird, dass sich schon Resonanzen im Empfangsbereich bilden. Weil, ob man auf wenige Ohm hochtransformiert und dann verstärkt oder auf 50 Ohm hochtransformiert und dann verstärkt, macht ja nicht so einen großen Unterschied (wobei, erst hoch auf 50 Ohm und dann verstärken wäre vermutlich rauschärmer). https://dk4sx.darc.de/grafiken/bilder/aktantverst2.jpg Warum hier die Mantelwellensperren? Auf jeden Fall entnimmt man der Seite, dass der Aufbau eines geeigneten Verstärkers nicht ganz trivial ist. Wenn man sich dagegen noch mal diese Schaltung hier anschaut, ist die Loop ja nicht geschlossen, also nicht im Quasikurzschlussbetrieb: https://www.mikrocontroller.net/attachment/334874/HF_Active_Loop_Antenna.pdf Hier wird dann wohl nicht der frequenzunabhängige Strom verstärkt, sondern die frequenzabhängige Spannung?!? (Vermutung: niedrige f = kleinere Verstärkung)
Till schrieb: > https://dk4sx.darc.de/grafiken/bilder/aktantverst2.jpg > Warum hier die Mantelwellensperren? Weil es eine Antenne ist, die gegen Erdptenzial symmetrisch sein muss, um ihre charakteristischen Eigenschaften zu behalten. Also muss man jeglichen Erdbezug für HF abtrennen. Genau das macht eine Mantelwellensperre (= Gleichtaktdrossel/Strombalun)
Till schrieb: > Wenn man sich dagegen noch mal diese Schaltung hier anschaut, ist die > Loop ja nicht geschlossen, also nicht im Quasikurzschlussbetrieb: > https://www.mikrocontroller.net/attachment/334874/HF_Active_Loop_Antenna.pdf > Hier wird dann wohl nicht der frequenzunabhängige Strom verstärkt, > sondern die frequenzabhängige Spannung?!? > (Vermutung: niedrige f = kleinere Verstärkung) Nicht alles was als Schaltung veröffentlicht wir, ist optimal geeignet. Aber auch in dieser Schaltung wird nicht wie du meinst eine Spannung, sondern der Strom verstärkt. Ein Transistor ist ein stromgesteuertea Verstärkerelement, er verstärkt den Basisstrom. Denke an das Ersatzschaltbild einer Loop: Sie stellt eine Quelle dar, mit einem Innenwiderstand von wenigen Milliohm Strahlungswiderstand in Serie zu einer Induktivität. Der gezeigte symmetrische Differenzverstärker ist als auch in diesem Falle stromangepasst. Nur der Strom aus eine Loop ist im Quasikurzschlussbetrieb frequenzunabhängig. Die induzierte Spannung ist frequenzabhängig.
Hi, Till, > Wolfgang, das klingt, als hättest du mit solchen Antennen beruflich zu > tun gehabt! Als Elemente in Empfangssystemen, ja. Was man den Kunden vermitteln will, das muss man auch selbst drauf haben. > Die Loop selber ist geschlossen und besteht aus einem Rohr (bessere > HF-Leitfähigkeit durch größere Oberfläche). Geschlossen: Ja. Rohr: Muss nicht, Draht und Koax-Kabel gehen auch, wobei der Außenleiter schirmt und den Kapazitätsbelag erhöht. > > Die Loop geht durch einen Ringkern (also primär: einfach nur durch). Ja. > > Der Ringkern hat dann sekundär mehrere Windungen aufgebracht. Das eine > Wicklungsende liegt auf Masse und am anderen Wicklungsende wird mit 50 > Ohm ausgekoppelt. mehrere Windungen: Ja. 50 Ohm: Eher nicht, sondern, wenn ich mich recht erinnere, kam dann ein BFT66 in Basisschaltung. Der war gewählt wegen Rauschen und wegen niedriger Eingangsimpedanz Nach der Endstufe des Antennenverstärkers war dann wieder 50 Ohm. > > Würde für so einen Aufbau ein FT50-43-Ringkern in Frage kommen > (440nH/N^2 => 1 Wdg. = 400nH)? Ferrit klingt gut, weil kein Filter, sondern Trafo. Allerdings habe ich mich gefragt, wie sich ein Balun mit einer Impedanz weit unter 50 Ohm bauen ließe. Ich habe dazu aber noch keine Vorschläge gelesen. Ciao Wolfgang Horn
Vielen Dank an euch für die Ausführungen! Könnte man dann sagen, dass diese passive 50-Ohm-Ringantenne hier eher für einen HF-Sniffer als für den Rundfunk/Afu-Empfang geeignet ist? Schwarzbeck HFRAE 5162 http://schwarzbeck.de/Datenblatt/k5162.pdf Dort steht, dass H-Felder ab 20dBμA/m aufgenommen werden können. Was würde denn eine baugleiche Antenne mit einem Übertrager auf wenige Ohm und anschließender Transistorverstärkung schätzungsweise schaffen? Wolfgang H. schrieb: > kam dann ein BFT66 in Basisschaltung. Der war gewählt wegen > Rauschen und wegen niedriger Eingangsimpedanz Der ist wirklich sehr rauscharm. Und nicht grade billig... ;) https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/44622/SIEMENS/BFT66.html
Ach, Till, >> kam dann ein BFT66 in Basisschaltung. > > Der ist wirklich sehr rauscharm. Und nicht grade billig... ;) Ach, das war doch noch die Zeit der Dampfradios. Es müßte doch längst viel bessere Transistoren geben. Ciao Wolfgang Horn
Marc Oni schrieb: > Till schrieb: >> https://dk4sx.darc.de/grafiken/bilder/aktantverst2.jpg >> Warum hier die Mantelwellensperren? > > Weil es eine Antenne ist, die gegen Erdptenzial symmetrisch sein muss, > um ihre charakteristischen Eigenschaften zu behalten. Also muss man > jeglichen Erdbezug für HF abtrennen. Genau das macht eine > Mantelwellensperre (= Gleichtaktdrossel/Strombalun) Dann müsste bei dieser Schaltung ja streng genommen auch noch eine Mantelwellensperre am Ausgang vorhanden sein: https://www.mikrocontroller.net/attachment/334874/HF_Active_Loop_Antenna.pdf Und am Eingang eigentlich auch...
Till schrieb: > Dann müsste bei dieser Schaltung ja streng genommen auch noch eine > Mantelwellensperre am Ausgang vorhanden sein: > https://www.mikrocontroller.net/attachment/334874/HF_Active_Loop_Antenna.pdf > > Und am Eingang eigentlich auch... Am Eingang bestehen mehrere Möglichkeiten umd das Gegentaktsignal zwischen den Loopklemmen abzunehmen und das Gleichtaktsignal gegen Erde zu unterdrücken: - ein symmetrischer Differenzverstärker - ein Eingangstrafo - Eine Gleichtaktdrossel (nenne es Mantelwellensperre oder BalUn) Und richtig. An den Ausgang muss in jedem Falle eine Gleichtaktdrossel, damit Ground des Versgtärkers vom Erdpotential des Kabelmantels entkoppelt ist.
Marc Oni schrieb: > Und richtig. An den Ausgang muss in jedem Falle eine Gleichtaktdrossel, > damit Ground des Versgtärkers vom Erdpotential des Kabelmantels > entkoppelt ist. Bei einer breitbandigen magnetischen Antenne von 50kHz bis 30MHz würde das bedeuten, dass auch die untere Frequenz von 50kHz sicher zu entkoppelt ist. Kann man eine Gleichtaktdrossel/Mantelwellensperre als eine Art Induktivität für Gleichtaktsignale auffassen? Wie müsste eine Gleichtaktdrossel bemessen sein, um Gleichtaktsignale von 50kHz noch ausreichend entkoppeln zu können? Bei U-Tube gibt es Videos, bei denen Gleichtaktdrosseln für AFU mit jeweils fünf Windungen plus fünf Windungen "von Gegenüber" bewickelt sind (der Wicklungssinn bleibt erhalten, aber die Einspeisung für beide Wicklungen besitzt umgekehrte Polarität, wenn ich das richtig sehe). Das würde dafür sprechen, dass sich auf einem solchen Gebilde die Gleichtaktstörungen gegenseitig auslöschen. Ob hier auch noch eine induktive Komponente dazukommt? Oder löschen die beiden Wicklungen in umgekehrter Polarität die Induktivität des Gesamtgebildes aus? Also wie hier: http://2.bp.blogspot.com/_Yu1CtHcSjUs/TPHPVpP9GFI/AAAAAAAAAHo/RMjG8Wj7Ffk/s1600/ip%25C3%25B6huih.png
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