empfängt eine "magnetische Antenne" den magnetischen Anteil einer EM-Welle oder beide Anteile??

Deine These ist nicht richtig.

Falls der Durchmesser der Magnetantenne viel kleiner als die Wellenlänge lambda des zu empfandenen Signals ist, erzeugt nur die magnetische Feldkomponente ein Antennensignal. Das ist bei SAQ aus praktischen Gründen erfüllt. Ist der Durchmesser grösser als einige lamda/10, dann wird auch die elektrische Feldkomponente empfangen.

Die untere Grenzfrequenz der Magnetantenne aka Loop liegt bei zirka R/L (Hertz). R ist der Eingangswiderstand des Antennenverstärkers und L die Induktivität der Magentfeldantenne. Sie muss einen möglichst grossen Durchmesser mit möglichst vielen Windungen haben. Im Uebrigen muss der ohmsche Widerstand des Loops zu R dazu addiert werde.

Gruss, Andreas

Zitat von HB9EHI

Die untere Grenzfrequenz der Magnetantenne aka Loop liegt bei zirka R/L (Hertz). R ist der Eingangswiderstand des Antennenverstärkers und L die Induktivität der Magentfeldantenne. Sie muss einen möglichst grossen Durchmesser mit möglichst vielen Windungen haben. Im Uebrigen muss der ohmsche Widerstand des Loops zu R dazu addiert werde.

Andreas, bei dem großen Durchmesser stimme ich mit dir vollkommen überein (so lange man mit dem Umfang unter 1/10 Wellenlänge bleibt), das mit den vielen Windungen ist m. E. suboptimal. Besser ist eine Loop aus nur einer Windung. Sie weist das günstigste Verhältnis zwischen Induktivität und Fläche auf. In ihr ist der Strom am größten, weil bei gegebener Induktivität der Verlustwiderstand R dabei am kleinsten ist.

Die Induktivität einer Spule nimmt proportional zur Fläche zu. Sie nimmt jedoch quadratisch mit der Zahl der Windungen zu. Ergo: Fläche ist besser als Windungen.

73

Günter

Hallo Andreas,

Zitat von HB9EHI

Falls der Durchmesser der Magnetantenne viel kleiner als die Wellenlänge lambda des zu empfandenen Signals ist, erzeugt nur die magnetische Feldkomponente ein Antennensignal. Das ist bei SAQ aus praktischen Gründen erfüllt. Ist der Durchmesser grösser als einige lamda/10, dann wird auch die elektrische Feldkomponente empfangen.

Hier sind ein paar Fragen, die mir beim Lesen Deines Beitrags in den Sinn kamen:
Was ist der Grund für die Grenze bei Lambda/10?

Ist das eine harte Grenze oder reagiert die Antenne auch darunter "etwas" auf den magnetischen Teil?

Oder ist da gar nichts zu empfangen?

72/73 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

Hallo Günter

Danke für die Korrektur. Ich hatte die falsche Annahmen gemacht, dass zum Erreichen der unteren Grenzfrequenz eine sehr hohe induktivität benötigt wird und dass die wirksame Fläche mit der Anzahl der Windungen linear zunimmt. Der Loop sollte, wie von dir bemerkt, eine Windung mit möglichst grossem Durchmesser besitzen.

Zitat von DL4ZAO

Die Induktivität einer Spule nimmt proportional zur Fläche zu. Sie nimmt jedoch quadratisch mit der Zahl der Windungen zu. Ergo: Fläche ist besser als Windungen.

Diesen Satz habe ich nicht ganz verstanden.

Gruss Andreas

Hallo Ingo

So wie ich es verstanden habe ist die Stromverteilung entlang des Loopdrahtes bei grossem Durchmesser nicht mehr konstant, da Laufzeiteffekte auftreten. Die Formeln für den Empfang des elektromagnetischen Feldes werden komplex. Sie zeigen, dass bedide E- und H-Komponente am Ausgang des Loops eine Spannung erzeugen. Dies ist für die Funktion von grossen (lambda) Antennen wichtig.

Lamda/10 ist eine Faustgrösse aus der Praxis. Mit der Abnahme des Loopdurchmessers nimmt die Empfindlichkeit auf das elektrische Feld stärker ab, als die Empfindlichkeit auf das magnetische. Wenn man den genauen, aber kleinen Einfluss des elektrischen Feldes berechnen möchte, muss man die komplexen Formeln zur Hilfe nehmen. Mir ist keine Abschätzung bekannt.

Gruss Andreas

Nur zur Klarstellung meines Posts: ich habe auf EM-Signal-(Wellen-)ausbreitung im Nahfeld abgezielt und dazu (speziell niederfrequente) Erfahrungen aus "ESmog"-Messungen erwähnt (Wohn-Umgebung). Zu Loop-Antennen selbst ........ nur Theorie (Praxis Draht und Yagi). Zur Theorie (guter Überblick) EN-Wiki : https://en.wikipedia.org/wiki/Loop_antenna .. ansonsten bleibe ich nur Mitleser ...

73 Peter

Zitat von DK3RED

Was ist der Grund für die Grenze bei Lambda/10?

Ist das eine harte Grenze oder reagiert die Antenne auch darunter "etwas" auf den magnetischen Teil?

Oder ist da gar nichts zu empfangen?

Das ist keine harte Grenze, sondern eine abgerundete Näherung. Bis zu einem Umfang von bis 1/10 Lambda spricht man von einer "elektrisch kurzen" Loop und geht von einer gleichmäßigen Stromverteilung auf der Schleife aus. Darüber wird die Stromverteilung immer mehr sinusförmig und die magnetic Loop ändert zunehmend ihre Eigenschaften.

Die Herleitung einer konstanten Stromverteilung beruht auf einer Besselfunktion. Demnach kann man von einer nahezu konstanten Stromverteilung ausgehen, wenn der Schleifenradius kleiner ist als Lambda/(6 x Pi).

Wer die Theorie der elektrisch kleinen Loop vollständig durchdringen will, muss sich wie meist wenn es um Antennen geht, mit ziemlich heftiger höherer Mathematik auseinandersetzen. Eine gute Zusammenfassung der Gesetzmäßigkeit der kleinen Loop findet sich in einem Vorlesungsskript von Dr. Natalia Nicolowa von der McMaster Uni in Canada. Ein recht nützliches Dokument, über die enthaltenen mathematischen Herleitungen kann man geflissentlich drüberweglesen (so mach ich es jedenfalls).

http://www.ece.mcmaster.ca/fac…ent_lectures/L12_Loop.pdf

73

Günter

Für SAQ eine Magnetic Loop zu bauen bei einem Umfang von Lambda /10 ist immer noch ein Umfang von 1,7 km! Entsprechend rund 540m Durchmesser!

Ich denke mal, hier erledigt sich der Gedanke an den Dimensionen. Besser ist es, über eine Rahmenantenne nachzudenken. Ungefähr 60 Windungen auf einen Rechteck-Rahmen mit 1m Diagonale, dann ist sowas gerade noch handhabbar.

Zitat von DL8SFZ

Für SAQ eine Magnetic Loop zu bauen bei einem Umfang von Lambda /10 ist immer noch ein Umfang von 1,7 km! Entsprechend rund 540m Durchmesser!

Das verlangt doch niemand. Die Lambda/10 sind ein oberer Grenzwert, keine Vorgabe.

Es ging nur darum dass eine Loop als "elektrisch kurze" Loop behandelt werden kann, solange ihr Umfang weniger als Lambda/10 ist. Das ist der Daumenwert für die obere Grenze, bei der eine Loop als "magnetic loop" anzusehen ist. Natürlich lässt sich auch mit einer Loop von wenigen Metern Durchmesser an einem sehr niederohmigen symmetrischen Transimpedanz-Verstärker SAQ empfangen.

Äquivalent gilt dies auch für eine Whip Antenne. Sie gilt als "elektrisch kurz", so lange der Stab weniger als Lambda/10 lang ist. Aber aus Erfahrung wissen wir, dass man auch mit einer Miniwhip mit einem Stab von wenigen cm. Länge an einem hochohmigen Impedanzwandler SAQ gut empfangen kann.

73, Günter

Zitat von HB9EHI

Zitat von DL4ZAO

"Die Induktivität einer Spule nimmt proportional zur Fläche zu. Sie nimmt jedoch quadratisch mit der Zahl der Windungen zu. Ergo: Fläche ist besser als Windungen.2

Diesen Satz habe ich nicht ganz verstanden.

Andreas, zugegeben, sonderlich selbsterklärend ist mein Satz nicht.

Dann hole ich mal etwas weiter aus um zu erklären, was ich damit meinte:

Oberhalb der unteren Grenzfrequenz einer elektrisch kleinen Loop ( Grenzfrquenz bei der XL = RLoop + RLast ) ergibt sich eine lineare Umwandlung von magnetischer Feldstärke in Strom. Die mit der Frequenz steigende Spannung wird durch den proportional steigenden induktiven Widerstand der Schleife kompensiert. Wird eine Loop im quasi-Kurzschluss betrieben, ist sie eine breitbandige Antenne. Der Strom in der Loop wird unabhängig von der Frequenz und ist proportional zur magnetischen Feldstärke H, zur Loop-Fläche A und umgekehrt proportional zur Induktivität L der Loop. Mein bester Kompromiss ist also eine möglichst kleine Induktivität L der Schleife und gleichzeitg eine große umschlossene Fläche A. Odere kurz, eine großes Verhältnis A/L.

Am günstigsten scheinen also eine kreisförmige Leiterschleife mit maximaler Fläche A bei gleichzeitig geringster Induktivität L.

Eine Loop aus mehreren Windungen hat zwar eine größere Fläche, da die Fläche sich je zusätzlicher Windung proportional aufaddiert, leider aber steigt die Induktivität dabei nicht proportional, sondern quadratisch mit der Windungszahl. Das A/L Verhältnis wird also bei einer Loop aus mehreren Windungen schlechter. Das günstigstere A/L Verhältnis bietet eine Schleife mit nur einer Windung und großer Fläche im Vergleich zu mehreren Windungen und kleinerer Fläche. Darum mein etwas missverständlicher Satz: Fläche ist besser als Windungen.

Eine bessere Methode die Fläche zu vergrößern ist z.B. die Parallelschaltung von überkreuzt verschalteten Loops. Man verdoppelt die Fläche ohne die Induktivität zu vervierfachen.

Mehr dazu aus Experimenten von LZ1AQ (pdf)

Experimental Comparison of Small Wideband Magnetic Loops

73

Günter

Lieber Martin,

die magnetische Antenne reagiert auf das H-Feld

und die elektrische Antenne auf das E-Feld.

Das klingt doch logisch und darum glaubt es jeder,

auch wenn es komplett falsch ist.

Da kannst Du viel von Maxwell reden

und DL4ZAO das kalte Grausen lehren [1],

wenn es der Erfinder Braun

1914 nicht geschafft hat,

wirst Du es 100 Jahre später

auch nicht in die Köpfe kriegen.

Aber die Mathematik ist unerbittlich.

da gibt es keine Ausnahmen

und wer eine zu finden glaubt

der hat nur falsch gedeutet.

Lies dazu bitte

[1] Fa-Artikel von DL4ZAO Aktivantennen

[2] Fundamentals der Mini-Whip-Antenne (1)

[3] Fundamentals der Mini-Whip-Antenne (2)

Und ewig grüßt das Murmeltier.

Heute mal kein geschichtsklitternder Vortrag über Clemenceau?

73

Günter

Was hast du denn geraucht, DL2JMB. Gehts noch?
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