magnetic loop - Ringkernkopplung

  • Vor einiger Zeit hab ich eine MagLoop gebaut: U = 2,5m aus 12er Cu-Rohr mittelhart mit einem fetten schleiferlosen Drehko von Winkler. Das Gerät funktioniert von 12m bis 30m, 40m theoretisch auch, da ist die Schleife aber schon zu klein.

    Anstelle einer üblichen Schleifenkopplung sind 8 Stück -43er Kerne aufgefädelt. Zu dieser Koppelart ist im Netz nur wenig zu finden, es gibt was von einem ungarischen OM (2 Wdg. auf T200-2) und KCJ hat sich auch des Themas angenommen, verwendet vier Kerne..... irgendwo wurden noch 8+1 Kerne eingesetzt...


    Auf meiner praktischen Suche nach dem optimalen Koppelmaterial und der optimalen Windungszahl kam heraus, dass -43 für die Leistungsübertragung optimal ist und die Anzahl der Windungen auf dem 8er Kernpaket deutlich frequenzabhängig ist. Für meinen Fall sind 4 verschiedene Anzapfungen / Windungszahlen brauchbar: 4, 6, 9, 13. (4 Wdg. für 12m - 13 Wdg. für 40m) Wenn man möchte, könnte man die Wicklung noch mit einem C kompensieren.


    Im nächsten Schritt wechsele ich die Schleife gegen eine größere aus....


    73 de Jochen!

  • Welchen Vorteil soll die Kopplung mittels Ringkernen bringen, gegenüber Gamma- Match oder Koppelschleife?

    Ich sehe hier insbesondere das Problem der magnetischen Sättigung der Ringkerne.

    Vom unnötigen Aufwand einmal abgesehen...

    73, Wolfgang

  • Hallo Wolfgang, Ziel ist ein möglichst hoher Koppelfaktor. Einen Vergleich zur Schleife kann ich allerdings nicht anbieten, da ich nicht beide Koppelarten gleichzeitig an der gleichen Schleife verbaut habe. An einer festen Koppelschleifengröße (die nicht für alle Frequenzen gleich gut funktioniert) kann ich frequenzabhängig nichts umschalten. Die "Sekundärwicklungsanzapfungen" der Ringkernversion schon.

    Der Aufwand ist mir völlig egal. Was meinst Du, was der Drehko gekostet hat, da sind die paar Ringkerne .... :rolleyes:

    73 de Jochen

  • Hallo Miteinander,


    ich habe seinerzeit eine eine (direkte) Deltaanpassung gewählt.


    Das sind zwei Leitungen als Dreieck, direkt mit der Loopverbunden, die eine Impedanztransformation durchführen.

  • Hallo Jochen, warum nimmst Du 8 Stk. Ringkerne? Reicht da nicht auch ein einzelner Kern? Ein FT140-43 mit einer Windung (Antennenloop) ergibt ja schon 44 Ohm Impedanz. Das sollte mehr als genügend hoch sein im Vergleich zur sehr niederen Loop-Impedanz.


    Als Vorteil der Variante mit Rinkern sehe ich die Anwendung als Portabelantenne, wo die Schleife umständlicher ist zum Wiederherstellen, wenn die Antenne portabel temporär aufgebaut wird.


    73, Peter - HB9PJT

  • Bin nachträglich noch über G4FON gestolpert. Anzahl der Kerne: maximal zulässiger / sinnvoller Flux, Eigenerwärmung. Bei 20m noch kein Problem, bei der nächst größeren Schleife mit 40m schon spannender. Für das 12er Rohr habe ich FT114-43 (510nH/N²) verwendet. Ein Kern ist definitiv zu wenig.


    73 de Jochen!

  • Ich habe auch so einiges experimentiert mit Magnetloops, zuletzt mit dem Ziel /P und <=20W (8m Umfang). Kapazitive Kopplung brachte bei mir Probleme mit größerem Abstimmbereich, Trafoeinkopplung am heißen Ende ist auch mit mehr oder weniger Verlusten behaftet und bedarf einiger Aufmerksamkeit für den Ringkern, Ringkerneinkopplung im Strombauch erwies sich als sehr komplex (und alle Typen/Größen habe ich nicht herumliegen), selbst in der G4FON-Variante habe ich mir bei 5-8W die Finger am Kern verbrannt, der Resonanzstrom in der Schleife ist nicht ohne. Ich bin letztlich immer wieder bei der Y-Anpassung gelandet, verlustarm, einfach einzustellen und aufzubauen (Mantelwellensperre in der Zuleitung empfehlenswert). Zwischen 60 und 30m ändert sich das SWR nicht, bei 80m und 20m läuft es deutlich weg, (kann wahrscheinlich mit der Form des Y noch etwas verbessert werden). Nichts gegen die Koppelschleife, aber ich habe subjektiv was gegen das Gefummel mit der richtigen Positionierung. Aber mit viel rechnen und testen bekommt Jochen vielleicht doch eine gute Ringkernvariante hin, wäre interessant, wie die aussieht.

    73 Reiner

  • Stefan: nein, ich klicke nicht auf die KCJ - Seiten. Was genau hast Du denn da ausprobiert?


    @Reiner: ja, ordentlich dimensionieren muß man. Schön, daß Du hier Praxis ausbreitest.

  • Wieso nicht draufklicken? Ist der Helmut giftig? Okay, er bewertet seine "Spezialloop" überproportional zu dem, was sie kann, aber deshalb muss doch nicht alles Stuff sein, was er macht.


    Ich habe vor längerer Zeit eine Magloop gebaut und dort einmal mit einer Schleife und einmal mit den Ferritringen probiert. Das Ergebnis war sehr eindeutig zugunsten der Schleife ausgefallen...


    Und weil du den Koppelfaktor angesprochen hast, habe ich dir als Hilfestellung die Seite von Helmut gepostet. Kannst dich ruhig trauen, es besteht keine Gefahr... ;)


    Gruß Stefan

  • Sorry Stefan,


    aber schon wenn ich nur die jetzt neue erste Seite sehe, kommt bei mir so viel technische Skepsis zu der Beschreibung und Aussage, welches den ersten Eindruck von ein paar Jahren wieder bestätigt: Meiner Meinung sind alle seine Aussagen technisch mit äußerster Vorsicht zu betrachten.


    Wenn man jetzt die vielleicht doch zutreffenden Aussagen dazwischen suchen möchte, kann man es sich antun, muss man aber nicht.


    Aber wie gesagt, nur meine persönliche Meinung, die sich vor ein paar Jahren gebildet hat und durch die Startseite wieder bestätigt wurde. Kann aber auch komplett falsch sein. Ich mache auf jeden Fall einen großen Bogen um alles, was ich von KCJ finde.


    vy73 de Karsten, DD1KT

  • Hallo Karsten,

    dann stelle ich mich mal mit in die Reihe der Fragenden bezüglich der Kopplung :


    Was für einen Einfluss hat die Größe der Koppelschleife? Denn dazu habe ich keine eindeutige Stellungnahme bisher gefunden. Dafür mehrere Varianten der Ausführung.

    Die Kopplung über Ringkerne habe ich probiert und wurde nicht überzeugt.


    Gruß Stefan

  • Da halte ich es mit Karsten... . Mehr mag ich auch nicht schreiben - ist ja ein öffentliches Forum.


    Stefan, ich benötige keine Hilfe sondern habe veröffentlicht, daß ich mit der Ringkernkopplung voll zufrieden bin. Dein Aufbau wird sicherlich anders gestaltet sein. Was hat Dich denn nicht überzeugt?


    Zur Schleifengröße findet man nicht nur die Faustformel (1/5) sondern im Netz auch x Aufsätze, wo Größe, Entfernung, Gestalt als Parameter untersucht wurden. Zum Teil mit nicht unbedingt deckungsgleichen Ergebnissen....

    Im Rothammel finden sich Verweise auf DK5CZ / DL2FA .....


    Mein persönliches Fazit zur Schleife: man bräuchte eigentlich frequenzabhängig mehrere verschieden große. Im Rothammel steht sinngemäß, daß mit wachsender Betriebsgüte die Koppelschleife kleiner werden darf. Naja.


    Das Problem ist bei der Ringkernkernkopplung eigentlich nur auf umschaltbare Windungszahlen "transformiert." (..ein Wortspiel... ;o) )

    Da bin ich ja nicht der Erste, das ist nur "abgekupfert." Ohne Umschalten der Windungszahl ist die Ringkern-Kopplung nur für wenige dicht beeinander liegende Bänder brauchbar. Das trifft dann schon mal nicht zu bei einer Version für 7...21 MHz mit 5m Umfang. Da ist die 2,5m-Variante (14 - 30 MHz) noch vglw. harmlos.


    Zufriedene, freundliche 73! Jochen

  • Das Problem mit der (durch die hohe Güte der Magnetic Loop verursachten) Stromstärke ließe sich entschärfen, indem man zunächst eine Kopplung per Schleife bzw. Gamma- Match anbringt, diese dann mit einem umschaltbaren Ringkern-Trafo auf 50 Ohm anpasst. Dadurch bleibt der Ringkern vor sättigendem Hochstrom geschützt, und die Loop behält ihre hohe Güte.

    Nur so eine Idee, zur Erhöhung des nutzbaren Frequenzbereiches...

    73, Wolfgang

  • Hallo Wolfgang, Du hast Recht. Die Kerne verschlechtern die Güte. Da ich mit der 5m-Version noch nicht angefangen habe: für die Gamma-Version mit Ringkernen könnte ich mich erwärmen. (hi)

    Das Bessere ist des Guten Feind. :thumbup:

    Danke für den Vorschlag, 73! Jochen

  • Hallo Stefan,

    die Kopplung soll ja die Impedanz der resonierenden Loop an die 50 Ohm der Speisung anpassen. Somit kann es je nach Güte der Loop unterschiedliche Größen für Kopplung geben. Da der Abstrahlungs-Widerstand der Schleife sich mit der Frequenz ändert, wird so auch die Güte verändert (Die Loop wird ja aus der Resonanz aus L und C, den Verlustwiderständen und dem Strahlungswiderstand bestimmt).


    Es gibt aber auch parasitäre Effekte, die die Berechnung nicht einfach machen. So die Einkoppel-Schleife eine kapazitive Kopplung mit der Schleife usw. . Ich habe bei meiner mag Loop. (1m Durchmesser) einfach auf einer Frequenz optimiert und passe bei den anderen Frequenzen mit Tuner an. Ist garantiert nicht optimal, aber ich habe mir noch nie Zeit für weitere Experimente genommen. Ich habe mal gelesen, dass ein Gamma-Match, der in der Schleife liegt, breitbandiger ist, aber keine eigenen Erfahrungen.


    Den Gamma Match könnte man für verschiedene Frequenzen umstecken, oder aber durch frequenzabhängige Elemente verändern. Aber alles nur grobe Ideen, die noch weiter verfolgt werden müssten.


    Physikalisch sehr wirksam ist garantiert die kapazitive Einkopplung am frequenzbestimmenden Kondensator. Aber dann hat man mindestens 2 abzustimmende Kondensatoren, die HF mit hohen Spannungen sehen.


    Ich hatte mal die Idee, die Schleife entsprechend der Frequenz zu verformen, aber das steht auch noch zum Testen aus. Dann soll es ja auch noch den ABC-Match geben, der, wenn ich es richtig in Erinnerung habe, für eine genaue Beschreibung aber Kosten sollte.


    Hallo Jochen,


    hast Du mal die Güte (z.B. der Frequenzbereich der mit SWR < 3 nutzbar ist) der Loop vergleichen, wenn du eine Einkoppel-Schleife verwendest und die Ringkern Lösung? Da sich der Strahlungswiderstand bei gleicher Frequenz nicht verändert, würde eine höhere Bandbreite mehr Verluste bedeuten. Das ist zwar beim Einstellen der Frequenzen hilfreich (man muss nicht so genau Abstimmen) aber im Wirkungsgrad schlecht.

    Wer somit behauptet, eine mag. Loop kleiner Größe zur Wellenlänge sehr breitbandig mit sehr hohem Wirkungsgrad betreiben zu können, hat eine tolle Erfindung gemacht und meiner Meinung nach die Physik neu erfunden :-).


    Wenn der Verlustwiderstand (Skin-Effekt ist elementar) gleich dem Strahlungswiderstand ist, hat man theoretisch 50% Abstrahlung. Verdoppelt man den Verlustwiderstand dann, sind es noch 33%. Aber praktisch?


    vy73 de Karsten, DD1KT

  • Hallo Karsten, danke für die Erklärung. Soweit habe ich mich mit dem Prinzip Koppelschleife nicht befasst. 30 cm massiver Kupferdraht hat für die Verhältnisse gut funktioniert. Im Gegenzug war meine Ringkernkopplung deutlich schlechter in SWR und Signalstärke. Da habe ich das Prinzip nicht weiter verfolgt.

    Aber interessant von deiner Erfahrung zu lesen!

    Gruß Stefan

  • Moin Karsten,


    "Wer somit behauptet, eine mag. Loop kleiner Größe zur Wellenlänge sehr breitbandig mit sehr hohem Wirkungsgrad betreiben zu können, hat eine tolle Erfindung gemacht und meiner Meinung nach die Physik neu erfunden :-). "


    Wo entnimmst Du das?


    Wie ich schon schrieb: beide Koppelarten im Vergleich habe ich nicht eingesetzt. Den Vorschlag von Wolfgang finde ich ganz interessant. Am Gamma etwas herumzuschieben halte ich für unpraktisch, wenn die Loop abgesetzt betrieben wird. Mein Drehko wird bereits durch ein Modellbauservo bedient und Spulenanschlüsse auf dem Ringkern lassen sich mit Relais schalten.


    Schönes Wochenende! 73 de Jochen

  • "Wer somit behauptet, eine mag. Loop kleiner Größe zur Wellenlänge sehr breitbandig mit sehr hohem Wirkungsgrad betreiben zu können, hat eine tolle Erfindung gemacht und meiner Meinung nach die Physik neu erfunden :-). "


    Wo entnimmst Du das?

    Hallo Jochen,


    jede Antennen-Konstruktion hat einen Strahlungswiderstand, d.h. wenn ich ideale Leitfähigkeiten und keine Verluste annehme, ist es eine Kombination aus einem Kondensator, einer Spule und dem Strahlungswiderstand.

    Der ideale Schwingkreis aus Kondensator und Spule wird nur dadurch bedämpft, dass ein Teil der Energie in dem Schwingkreis an die Umgebung abgegeben wird.

    Um so kleiner die Loop gegenüber der Wellenlänge ist, um so geringer wird der Strahlungswiderstand. Dadurch kommen überhaupt die hohen Ströme und Spannungen in der mag. Loop zustande: Um die eingespeiste Leistung an den Strahlungswiderstand abgeben zu können, müssen hohe Ströme in der Antenne fließen.

    Das ist wie mit einem gering gedämpften Schwingkreis: Schon kleine Anregungen bauen große Spannungen auf.

    Die Bandbreite eines Schwingkreises wird durch die Dämpfung bestimmt: Um so mehr Dämpfung, d.h. schlecher die Güte um so höher wird die Bandbreite des Schwingkreises.


    -> Wenn ich eine definierte Bauform einer Antenne habe: Der Strahlungswiderstand ist festgelegt, d.h. die Bandbreite kann nur mit dem Verlustwiderständen der Antenne variieren. Große Bandbreite ~ viele Verluste, kleine Bandbreite ~ wenig Verluste


    Anbei die Rechnung von AA5TB, die ich noch gespeichert hatte: keine additiven Verluste außer Skin Effekt der Loop ~ 5kHz Bandbreite


    Das ist meist der Fluch der "kleinen Antennen": Ein langer Dipol hat einen wesentlich größeren Strahlungswiderstand und ist somit auch richtig breitbandig ohne große Verluste zu haben. Zur Wellenlänge kurze Antennen erzeugen die Feldstärke auf kleinerem Raum, d.h. kleinerer Strahlungswiderstand, höhere Güte, höhere lokale Feldstärken und wesentlich höherer Einfluss von Verlusten. Jetzt jeweils davon ausgegangen, dass die Antenne resonant abgestimmt wird.


    vy 73 de Karsten, DD1KT

  • Ja Karsten, alles schön und richtig. Womit genau hab ich mir jetzt den Vortrag verdient? :rolleyes:

    Aber weitere Leser werden sich freuen.


    So, seit Fr ist schon ein 5m - Rohr Cu im shack, am WE war ich aber segeln. Sobald ich die 5m Loop unter Berücksichtigung von Wolfgangs Vorschlag komplett habe, schreib ich was. Vielleicht baue ich auch einen anderen Drehko ein - der große ist ganz ganz spitz bei °Drehkinkel/kHz.


    Schöne Woche! 73 de Jochen