Mag Loops: SWR vs. Abstimmung der Antenne, Theorie und praktische Anwendung?

    Hallo Forum, hallo Welt,


    MagLoops haben ja typischerweise eine durch Bauart und Umgebung beeinflußte, relativ schmale Bandbreite um ihren jeweiligen Abstimmungspunkt herum. Wenn ich also eine MagLoop mithilfe ihrer in die Antenne integrierten Abstimmungsglieder (z.B. Drehko) für die eingestellte Mittenfrequenz auf das niedrigste SWR abgleiche, habe ich nicht nur das gewollte, niedrigste SWR, sondern auch die für die Mittenfrequenz selektive Antenne.


    Wenn ich nun diese eben abgestimmte Antenne im selben Band ein paar kHz weiter, außerhalb des Peaks aus dem vorhergehenden Abstimmungsvorgang nutzen möchte, aber nicht mit den Abstimmungsgliedern der Antenne erneut abgleiche, sondern dazu den im TRX eingebauten ATU nutze und der mir dann dasselbe, niedrige SWR liefert,

    => habe ich dann nur das niedrige SWR, aber ich nutze die Antenne nicht im Bereich ihrer hohen Selektivität?

    => oder arbeitet dann das Gesamtkonstrukt aus MagLoop und ATU und erreicht dadurch auch die Verschiebung des Selektivitäts-Peaks auf die neue Mittenfrequenz?


    vy73

    Thilo - dl7ame

    Moin Thilo,

    Zitat von DL7AME

    => habe ich dann nur das niedrige SWR, aber ich nutze die Antenne nicht im Bereich ihrer hohen Selektivität?

    ja.

    Zitat von DL7AME

    => oder arbeitet dann das Gesamtkonstrukt aus MagLoop und ATU und erreicht dadurch auch die Verschiebung des Selektivitäts-Peaks auf die neue Mittenfrequenz?

    Nein, denn ein Antennenanpassgerät verändert nicht die Resonanzfrequenz (bzw. die elektrischen Eigenschaften) einer Antenne. Lediglich die Anpassungsverhältnisse. Wird gerne verwechselt. :) Da die Loop ein Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz darstellt, bleibt der eingestellte Resonanzpunkt unverändert, wenn Du die Sende- und Empfangsfrequenz am TRX verstellst. Der ATU korregiert im Rahmen seiner Möglichkeiten nur das abweichende Anpassungsverhältnis an.


    Da Du beim QSY neben der Resonanzfrequenz eines sehr selektiven Schwingkreises bist, wird auch die Wirkung entsprechend sein. Weniger Eingangssignal am RX und weniger Abstrahlung trotz niedrigem SWR.


    Wobei ich mich schon frage, warum bei einer Loopantenne ein ATU benutzt werden soll, denn die lässt sich so konstruieren, dass keines benötigt wird...:/

    73 Michael, DF2OK.

    ~ AFU seit 1975 ~ DARC ~ G-QRP-Club ~ DL-QRP-AG ~ AGCW ~ FISTS ~ QRPARCI ~ SKCC ~

    "Der Gesunde weiß nicht, wie reich er ist."

    hm, also wie ich es erwartet habe.


    Und nun kommt der spannende Teil:

    Zitat von DF2OK

    Wobei ich mich schon frage, warum bei einer Loopantenne ein ATU benutzt werden soll, denn die lässt sich so konstruieren, dass keines benötigt wird...:/

    was meinst Du damit? Eine MagLoop zu bauen, die ihre Gaus-Glocke über das gesamte jeweilige Band hängt, kann ja nicht gemeint sein, damit wäre die Selektivität wieder flöten.


    Also eine Loop, die in Kommunikation mit dem TRX bei qsy ihre Abstimmfrequenz nachführt?


    vy73

    Thilo - dl7ame

    Zitat von DL7AME

    Also eine Loop, die in Kommunikation mit dem TRX bei qsy ihre Abstimmfrequenz nachführt?

    Hallo Thilo


    Ja - so sind alle mir bisher bekannten auch fürs Senden geeigneten magnetischen Loops aufgebaut. Als "Regler" ist in die Kommunikation bisher meist ein aktiver Operator (OM) zwischengeschaltet. Dieser vergleicht den Ist-Wert einer Messgröße (Rauschen im Empfänger des TRX und/oder SWR-Anzeige beim senden mit dem TRX) mit einem Sollwert (bei Rauschen -> Maximum, bei SWR->Minimum) und gibt bei Abweichungen eine Stellgröße zum nachregeln der Frequenz des Loop-Kreises - meist geregelt durch Änderung der zum Schwingkreis gehörigen Kapazität. Je höher die Güte des Schwingkreises desto geringer die Bandbreite aber auch desto höher der Wirkungsgrad - aber eben nur für genau die Schwingfrequenz. Heutzutage kann man den Regelkreis auch nicht über den Operator sondern über eine "automatische" (elektronische) Regelung, z.B. einen Prozessoer schließen. Ändert aber am Regelprinzip und der Physik des Wirkungsgrads gar nichts.


    Waren das die Hintergründe deiner Gedanken??

    vy 72/73 de Martin, DH4NWG


    hpe cuagn !!


    DARC DOK B12 | DL-QRP-AG #490 | FISTS #18187 | SKCC #12673 | GQRP #17504

    Hallo,

    ich persönlich habe die Meinung, daß man die Abstimmung der Magnetloop auch von außen beeinflussen kann, indem über die Leitung induktive oder kapazitive Anteile mittels Tuner eingekoppelt werden, habe auch schon selbst eine Magnetloop so nachgestimmt, geht zumindest innerhalb des Bandes recht ordentlich. Ich sehe das analog zum 2x13m-Dipol, der ja auch in einem solchen System (Eigenresonanz des Antennensystems wird mittels Tuner über die Feeder verschoben) auf verschiedenen Bändern in Resonanz als Gesamtsystem gebracht wird. Letztlich ist die Spule/der Kondensator des Tuner über die Leitung an der Magnetloop relativ fest angekoppelt. Natürlich verursachen die zusätzlichen Blindströme auf der Leitung dann entsprechende zusätzliche Verluste, so wie auch das 2x13m-System bei Abstimmung über die Feeder mehr oder weniger Zusatzverluste einfährt.

    Eine andere Frage ist, in welchem Frequenzbereich die Nachstimmung vernünftig funktioniert.

    73 Reiner

    Hallo Reiner


    Deine positiven Erfahrungen überraschen mich. Eine magnetische Loop im Resonanzbetrieb mit einem 2x13m-System mit Tuner zu vergleichen halte ich für technisch nicht korrekt. Bei diesem System wirken Kapazitäten und Induktivitäten im so, dass sie fehlende Teile des Antennendrahtes quasi virtuell ergänzen. Der "Hauptschwingkreis" in einer Loop wird aber meist induktiv angekoppelt mit einer kleinen Koppelschleife - wie kommst Du da auf "relativ fest angekoppelt". Ohne jetzt genau nachgerechnet zu haben kann ich mir deutliche Frequenzverschiebungen/Rückwirkungen in der Resonanz der Loop durch den Koppler wenig vorstellen. Wobei deine Erfahrung scheinbar etwas anderes spricht.

    vy 72/73 de Martin, DH4NWG


    hpe cuagn !!


    DARC DOK B12 | DL-QRP-AG #490 | FISTS #18187 | SKCC #12673 | GQRP #17504

    Zitat von DL7AME

    Also eine Loop, die in Kommunikation mit dem TRX bei qsy ihre Abstimmfrequenz nachführt?

    Das wäre ein Ansatz. Ich weiss nicht mehr wo ich das mal gefunden habe, aber sowas gibts.

    73 Michael, DF2OK.

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    Hallo Martin,

    Zitat von DH4NWG

    Waren das die Hintergründe deiner Gedanken??

    Ich sammle gerade praktische Erfahrungen, die um Optimierung betteln, und schaue mir an, was ich für Optionen habe, um die Situation zu verbessern:


    Meine Antenne ist eine MLA-M V.5. Die Loop steht auf einem Fotostativ im Zimmer. Ich bin seit Kurzem stolzer Besitzer eines KX3, der nun ein BCR ergänzt. Antenne und TRX sind verbunden mit 2m H155 Coax-Leitung, an beiden Enden per BNC angebunden.


    Die MLA-M ist an sich eine prima Antenne, sehr schmalbandig und (...im Prinzip...) gut und schnell abzustimmen. Die erste Abstimmung erfolgt nach Gehör auf Rauschpegel, dann Tune an und auf niedrigstes SWR drehen. Das Manko ist, daß sich die Knöpfe der Abstimmdrehkos auf der Oberseite befinden, nah an der Loop (MLA-M Oberseite). Man stimmt ab, nimmt die Hand weg und schon hat man ein deutlich anderes Ergebnis. Man kann dann in mehreren Iterationen ||: Verstellen - Hand-wegnehmen - SWR-Check :|| versuchen, den "Idealpunkt-ohne-Hand" zu finden, aber die Mittenfrequenz liegt immer ein bisschen daneben und einen akzeptablen Wert zu finden dauert. Da der KX3 einen eingebauten ATU hat, habe ich den natürlich ausprobiert. Meinen dabei im praktischen Test gewonnenen Eindruck, daß der ATU des KX3 die fehlangepaßte Antenne SWR-technisch korrigiert, aber die Mittenfrequenz weiter daneben liegt, hat Michael in #2 bestätigt.


    Schnell und gut zum Optimum geht irgendwie anders.


    Mein erster Gedanke war, die Drehko-Achsen nach unten zu verlängern und auf der Unterseite des Sockelgehäuses der Loop isoliert herauszuführen, sodaß ich die Antenne dann abstimmen kann, ohne dem Loop-Kreis nahe zu kommen. Das scheitert in erster Iteration, weil die Achsen der in der aktuellen Hardware-Revision der MLA-M verbauten zwei Drehkos auf ihrer Unterseite jeweils bündig am Drehko-Gehäuse enden. Eine Umleitung über die an der Oberseite des Gehäuses herausgeführten Achsen gefällt mir nicht. Vermutlich werde ich die vorhandenen Drehkos invertiert einsetzen oder eine alternative Achs-Verlängerung nach unten bauen.


    Das Herausführen der Drehko-Achsen wäre dann nur der Einstieg.


    Anstatt die Drehkos manuell anzusteuern, könnte das auch über Servos/Steppmotoren erfolgen. Der KX3 gibt über das serielle Interface wahlweise periodisch oder synchron auf Client-Request seine aktuelle qrg heraus. Damit könnte man die Antenne vorher in einem Meßlauf über das Band durchmessen, die Stell-Werte der Drehkos in Abhängigkeit von der jeweiligen Mittenfrequenz erfassen und hinterher im Betrieb in Abhängigkeit von der aus dem KX3 gelieferten qrg die Drehkos zwischen den Meßwerten interpolierend nachführen. Das wäre die passiv-reproduzierende Variante 1.


    Variante 2 wäre die aktiv nachführende Option: SWR per Richtkoppler messen oder direkt aus dem KX3 COM-IF abgreifen, Hysterese/Trigger-Level für den SWR festlegen und wenn dieser überschritten wird, das SWR auf Minimum regeln. Diese Variante hätte mehrere Charm-Aspekte: Sie funktioniert je nach Aufbau unabhängig vom genutzten TRX, man braucht keine Meßwerte vorher speichern und man könnte das Ganze auch komplett analog aufbauen.


    Die ideale Lösung wird wohl beide Verfahren nutzen.


    Dafür gibt es vielleicht schon Lösungen, aus denen ich lernen kann? Und, gibt es interessante Alternativen?


    vy73

    Thilo - dl7ame

    Hallo,

    natürlich ist das direkte Nachstimmen der Loop das Optimale. Mit Steppmotoren habe ich das noch nicht versucht, hatte aber eine Variante mit Antrieb aus einem defekten Heizungsregler (die einfachen mit Temperatur- und Zeitsteuerung) in Kombination mit einer gepulsten Ansteuerung. Damit ließen sich einmal hinreichend große Geschwindigkeiten (ca 20s) zum Durchstimmen und andererseits auch eine feine Abstimmung realisieren. Spielfreie Mechanik ist wichtig für die Feinabstimmung. Elektronik in Antennennähe habe ich wegen der starken Magnetfelder bisher vermieden, machbar ist es sicherlich.
    Wir hatten vor Jahren im Amt auch Magnetloops für Deutschlandverbindungen (Notfunk, um die 5-8MHz) in Nutzung, wurden als zuverlässig eingeschätzt. Sie wurden ausgesondert, als Funkgeräte mit schneller automatischer Frequenzwahl zum Einsatz kamen, dafür waren sie zu langsam.

    73 Reiner

    Zitat von DL7AME

    Also eine Loop, die in Kommunikation mit dem TRX bei qsy ihre Abstimmfrequenz nachführt?

    Zitat von DF2OK

    Das wäre ein Ansatz. Ich weiss nicht mehr wo ich das mal gefunden habe, aber sowas gibts.


    Nennt sich Baby-Loop oder Midi-Loop. Fequenz eintippen oder per CAT vom TRX einstellen lassen, fertig. Kostet natürlich ein paar Euro. Hier finde ich die Antenne gut beschrieben: https://www.lutz-electronics.c…n-und-zubehoer/baby-loop/

    Gibts auch in D bei den bekannten Adressen zu kaufen....


    73

    Marcus


    PS: Ich stehe in keiner Verbindung zum Hersteller oder Verkäufer, soll nur ein Hinweis sein.

    Zitat von DG6SW

    Fequenz eintippen oder per CAT vom TRX einstellen lassen, fertig.

    Moin Marcus,


    das Projekt kam ohne diese Zusätze aus. Ziel war: Frequenz wechselt, Loop stellt sich automatisch auf den besten Wert. Wurde seinerzeit von Mitgliedern des OV A55 angestoßen und begonnen. Kennen allerdings den Stand der Dinge nicht. Vermutlich nicht mehr weitergeführt worden, denn ich finde auf der Website nichts.

    73 Michael, DF2OK.

    ~ AFU seit 1975 ~ DARC ~ G-QRP-Club ~ DL-QRP-AG ~ AGCW ~ FISTS ~ QRPARCI ~ SKCC ~

    "Der Gesunde weiß nicht, wie reich er ist."

    Hallo zusammen,


    ich bin gerade dabei eine fernabstimmbare Loop zu bauen. Mit einem ESP8255 steuere ich einen kleinen und günstigen Steppermotor. Die Frequenz wird über ein OLED-Display ausgegeben. Das funktioniert schon sehr gut. Die Implementierung einer CAT-Steuerung wäre nur noch ein kleiner Schritt, so dass über die dann verfügbare Frequenzinformation der Controller den Stepper automatisch steuern könnte...

    Hier habe ich das Projekt ein wenig beschrieben.

    Da ich meine Antenne aber für Portabelbetrieb vorgesehen habe, bin ich mit der Frequenzanzeige und der Steuerung über zwei Tasten bestens zufrieden. Die vollautomatische und exakte Steuerung der Loop bedürfte wohl auch jeweils einer ortsspezifischen Kalibrierung, zumindest auf den unteren Bändern.

    Hier ein Vorschlag für eine günstige und doch effiziente Lösung aus dem Modellbau:

    Man nehme so einen Servotester

    https://www.wiggerich-modellbau.de/contents/de/p57772.html

    und kaufe einen Modellbau servo mit 90 Grad Schwenkwinkel für einen Schmetterlingsdreko.


    Über den Drehregler kann man wunderbar den Drehko präzise regeln. Der mechanische Aufwand hält sich auch in Grenzen.


    Gruß

    Stefan

    Strengt euch an! Der Tag versaut sich nicht von alleine! :D

    Liebe OMs,


    Vielen Dank für Eure Hinweise und Anregungen. Meinen Einstiegspunkt habe ich nun gefunden, mehr demnächst ;) .


    vy73

    Thilo - dl7ame

    Hallo Thilo,


    mit dem Problem habe ich mich auch schon beschäftigt. Näheres findest Du im Funkamateur 9 und 10 des Jahres 2012. Eine allgemeine Suche im Netz nach "automatische Abstimmung für Magnetantennen" führt auch zum Ziel.


    Die RS-232-Schnittstelle ist heute wohl kaum wohl kaum up-to-date. Alternativen dazu wurden in diesem Thread schon genannt.


    73 de Gerd, DF9XS

    das seh ich als Trugschluss, denn ein USART kann mehr als nur RS232; z.B. RS485, was sich sehr gut zur Steuerung von Ham-Komponenten eignet; ich hab so einen ferngesteuerten Antennenschalter gebaut.

    vy 73 de Pascal in JN37ml