Aktive Breitband-Antennen
Zurzeit arbeite ich viel mit dem Elektor SDR-Shield. Und da
ist sie wieder, die Antennen-Frage. Eine richtig gute Antenne im Garten
ist zu aufwendig. Und im Haus ist der Störnebel zu hoch. Also
suche ich nach den besten Kompromissen. Eine nicht allzu schlechte
Lösung ist ein vergessenes Antennenkabel, das außen an der Hauswand
hoch zum Dach führt. Es liefert genügend Antennenspannung, allerdings
nicht unbedingt den besten Störabstand.
Fast alle
neueren Radios mit AM-Bereich verwenden diese kleinen Rahmenantennen. Man soll
sie in einigem Abstand zum Radio aufstellen, weil das Radio mit seinen
digitalen Baugruppen selbst ein Störer ist. Ich habe das gerade bei einer
Kompaktanlage durchgespielt und komme besonders auf Langwelle auf einen
erstaunlich störungsfreien Empfang, vergleichbar mit einem Röhrenradio mit
Ferritantenne, das ja selbst keine Störungen erzeugt. Die Kompaktanlage dagegen
brauchte tatsächlich den maximalen Abstand zur Antenne. Und die Antenne musste
zum Sender ausgerichtet werden.
Die Rahmenantenne hat nur acht Windungen und wird als Teil eines
Eingangskreises in Resonanz betreiben. Dazu verwendet man entweder
eine Koppelwicklung oder man legt die Rahmenantenne in Reihe zur Spule
des Eingangskreises. Eine genau abgestimmte Loop bringt die größten
Signalspannungen. In der Kompaktanlage werden dafür Kapazitätsdioden
verwendet (Vgl. Bastelecke: Kapazitätsdioden).
Die
Situation am SDR-Shield ist ähnlich. Besonders der angeschlossene PC
und vor allem das USB-Kabel sind Breitband-Störer. Daher entstand die
Idee, die Rahmenantenne breitbandig mit einem Vorverstärker zu
verwenden. Ein ähnliches Projekt mit einer abgeschirmten Loop (Eine Aktivantenne für DRM) war ja schon mal sehr erfolgreich.
Die Loop wurde ohne Abstimmung an
einen einstufigen Vorverstärker gelegt. Die sehr einfache Schaltung hat den
Vorteil, dass sie sich sogar für Fernspeisung eignet. Ein abgeschirmtes
Antennenkabel wird an Emitter und Kollektor angeschlossen, während der
Arbeitswiderstand beim Empfänger liegt.
Mit der Rahmenantenne der Kompaktanlage war das Ergebnis allerdings nicht
wirklich überzeugend. Zwar konnten auf Kurzwelle einige Stationen klar
empfangen werden, aber auf Lang- und Mittelwelle war das Rauschen zu hoch.
Außerdem war überhaupt keine Richtwirkung feststellbar. Da kam der
Verdacht auf, dass diese Antenne eher wie eine Stabantenne wirkt und mehr die
elektrischen Felder aufnimmt, weil sie ja nicht abgeschirmt ist. Aber das lässt
sich ja schnell testen.
Und tatsächlich, ein einfaches Krokokabel als kurze Drahtantenne
bringt genau die gleichen Ergebnisse. Das bedeutet, da muss noch etwas
verbessert werden. Ziel ist ein Störabstand wie bei diesem Signal
von All India Radio auf 7550 kHz. Das Rauschen liegt 75 unter der
Aussteuerungsgrenze, der Träger bei -25 dB.
Abgeschirmte Breitband-Loop
Die
eigentliche Loop besteht aus vier Metern Koaxkabel, die an einem
Fenster zu einem Quadrat mit einem Meter Kantenlänge aufgespannt sind.
Als Loop dient der Innenleiter. Das Abschirmgeflecht ist mit der Masse
verbunden und schirmt die Antenne gegen elektrische Felder ab. Am
oberen Ende muss die Abschirmung aber unterbrochen werden, damit sie
nicht selbst zu einem geschlossenen Leiter wird.
Der
Vorverstärker verwendet einen NF-Transistor BC547B. Die Verstärkung
reicht aber auch für die oberen Bänder aus. Der geringe
Eingangswiderstand des Transistors stellt für den Antennenleiter
praktisch einen Kurzschluss dar, was die Antenne extrem breitbandig
macht. Der Vorverstärker wird über ein beliebig langes Koaxkabel
angeschlossen und ferngespeist. Die Auskopplung des Signals verwendet
einen Poti-Abschwächer und und einen optionalem Tiefpass mit einem
Kondensator von 150 pF, speziell für Lang- und Mittelwelle.
Eigentlich
ist vieles an diesem einfachen Entwurf noch verbesserungswürdig. Die
Impedanz ist nicht genau an das Kabel angepasst. Und auch in Sachen
Linearität und Großsignalfestigkeit gäbe es noch einiges zu verbessern.
Beides ruft nach einem größeren Kollektorstrom. Aber der
Verstärker besticht durch seine Einfachheit und arbeitet recht
zufriedenstellend. Die Antenne bringt sehr gute Ergebnisse auf allen
Frequenzen von 150 kHz bis 30 MHz. Auch am Tag wird auf Langwelle ein
hervorragender Störabstand erreicht. Vergleiche mit anderen Antennen
zeigen fast immer die besseren Ergebnisse für die Loop.
Die Alternative: Abgestimmte, passive Loop, von Stefan Bion
Meine
bisherige KW-Loop mit Abstimmdrehko und abgeschirmter
Koppelspule ist rein passiv ohne HF-Verstärker und wird direkt an den
Antenneneingang des Empfängers angeschlossen. Der Durchmesser der
abgeschirmten Koppelschleife beträgt mit 11 cm etwa 1/5 des
Durchmessers der Empfangsschleife (56 cm). (Auf dieses Verhältnis von
1/5 wird in einschlägigen Anleitungen im WWW hingewiesen.) Die
Empfindlichkeit ist
innerhalb der Wohnung auf jeden Fall besser als mit einer einfachen
Stabantenne. Ursprünglich hatte ich beide Drehko-Pakete fest
parallelgeschaltet; später habe ich noch den Umschalter nachgerüstet,
der diese in Reihe schaltet, damit ich frequenzmäßig noch etwas höher
komme. Die Antenne ist zwar sehr trennscharf, dadurch aber auch
unpraktisch zu handhaben, da man hierbei Empfänger und Antenne immer
parallel abstimmen muss.
Abgestimmte Loop im Bücherregal
Die Loopantenne von von Stefan Bion hat mich neugierig
gemacht. Und deshalb wollte ich es mit möglichst geringem Aufwand auch einmal
ausprobieren. Meine Loop besteht aus dreiadrigem Netzkabel, ale drei Adern
parallel. Der Drehko hat zweimal 500 pF. Die Koppelspule besteht aus Koaxkabel
und ist abgeschirmt. Alles wurde ganz provisorisch am Bücherregal aufgehängt.
Die Antenne kann zwischen 3,5 MHz und über 14 MHz abgestimmt werden. Sie ist
sehr schmalbandig, sodass man mit spitzen Fingern ganz genau abstimmen muss.
Auch für Sendeversuche habe ich die Antenne eingesetzt, und zwar mit WSPR
auf allen Bändern von 80 m bis 20 m mit 2 Watt. Es funktioniert tatsächlich!
Die Signale wurden bis in England, Schweden und Finnland gehört. Bis 1600 km
mit so einer kleinen Antenne, das fand ich erstaunlich. Zur Abstimmung
habe ich mein Oszilloskop mit einer kleinen Koppelspule am Messkabel eingesetzt,
um das Maximum der Resonanz möglichst genau zu finden. Vergleiche
der WSPR-Empfangsergebnisse entfernter Stationen haben allerdings gezeigt,
dass die Signale im Vergleich zu meiner vertikalen Drahtantenne um 10
dB bis 20 dB schwächer abgestrahlt werden. Diese sehr einfache Antenne hat eben
doch noch ein paar Verluste.
Funken mit der Fahrradfelge, von Marcus Gedanitz
Vor
einigen Wochen haben sich fünf Funkamateure gefunden, die Interesse an
einer Eigenbau Magnetic Loop Antenne zeigen. Schnell wurde uns klar,
dass dieses Projekt mit mehreren nur günstiger werden kann. Geplant ist
eine Magnetic Loop, die sich von 10 m bis 20 m durchstimmen lässt. Um
sogenannte Anfängerfehler zu vermeiden, stellt uns ein befreundeter OM
seine jahrelangen Erfahrungen im Bau mit Magnetic Loops zur Verfügung.
Das nötige Material wurde bereits bestellt, so warten nun fünf Split
Drehkondensatoren der Firma Schubert DKS 6 auf ihren Zusammenbau. Der
spätere Loopring wird dann aus 22 mm Kupferrohr von der Rolle
hergestellt. Diese Rollen gibt es sogar in 15 m Länge. Der Umfang der
zukünftigen Loop soll etwa 3 m betragen. somit bleibt bei fünf Antennen
kein Verschnitt.
Da ich aber nun zu ungeduldig war, habe
ich es einmal selber mit einer Fahrradfelge ausprobiert. Sicherlich ist
die Loop mit ihren 77% Wirkungsgrad auf dem 10m-Band nicht optimal,
aber die richtige kommt ja noch.
Die Fahrradfelge hat
einen Durchmesser von etwa 62 cm. Die Koppelschleife hat in etwa 1/5
des Durchmessers der Felge und wurde aus 6 mm² Kupferdraht hergestellt.
Als
Abstimmkondensator dient ein etwa 35 cm langes Reststück Highflex 7
Coaxkabel, dessen Mantel entfernt wurde. Am Anschluss der Loop wurde
darauf geachtet, dass einige Zentimeter vom Dielektrikum stehen
bleiben. Der Innenleiter wird an die eine Seite der Loop angeschlossen,
und das Außenleitergeflecht über ein Stück Draht an die andere Seite
angeschlossen. Danach wurde das Außenleitergeflecht mit Klebeband
fixiert. Am anderen Ende des Coaxkabels wurde das Geflecht mit einem
Stück Mantelisolierung und Klebeband so fixiert, dass es sich saugend
auf dem Dielektrikum verschieben lässt. Diese Anordnung bildet den
veränderlichen Kondensator.
Die
Loop musste ich natürlich sofort ausprobieren, und da habe ich auf der
Ortsfrequenz 28,555 MHz sofort ein QSO führen können. Die Loop stand
dabei wie auf dem Bild mitten im Wohnzimmer auf den Sideboad.
Etwas
aufpassen muss man allerdings bei dem Abstimmkondensator. Dort
herrschen bei 5 Watt Sendeleistung bereits 800 V und bei 50 Watt 2,5
kV!!!
Was die Loop garnicht mag, sind metallische Gegenstände in
ihrer Nähe. Das Abstimmen ist etwas mühsam und kann schon mal Nerven
kosten.
Im übrigen lassen hier im Raum Gelsenkirchen, Herne,
Herten, Essen und Umgebung einige OMs die 28,555 MHz im Hintergrund
mitlaufen.
