DL7SAL Magnetic Loop - Aufbaubeispiel

  • Hallo Kollegen,


    nachdem über die DL7SAL Magnetic Loop so viel gutes geredet wird, aber kaum irgendwelche Erfahrungen greifbar sind, habe ich mich an einen Aufbau gewagt.


    Verwendet wurde ein 170 mm breites Kupferblech, 1mm Stärke, 2000mm lang. Der Durchmesser der Loop ist 500mm, damit ergibt sich für den überlappenden Kondensatorteil eine Länge von rund 430mm. Das Kupferblech wurde an den Seiten mit einem Gummiprofil versehen. 10mm Gleitfüsse mit 2mm Dicke verhindern im Bereich des Kondensators einen Kurzschluss. Abgestimmt wird aktuell mit 2 Klemmen als Provisorium. Die Einkoppelung in die Loop geschieht induktiv über eine geschirmte Koaxkabelschleife. Ein Bild zeigt den Aufbau.


    Ergebnisse:


    Die Loop ist damit knapp vom 20m bis zum 10m Band in Resonanz zu bringen. Offensichtlich ist die Loop sehr niederohmig. Die Größe der Einkoppelschleife muss fast so groß wie die Loop selbst gewählt werden, um im gesamten Bereich ein VSWR von 1,X zu erhalten. Ein Bild zeigt eine VSWR Messung mit auf das 20m Band abgestimmter Loop.


    Auffällig ist die, im Vergleich zu anderen Magnetantennen, gering Schärfe des VSWR Minimums. Dies deutet auf eine geringe Güte hin.


    Eine Messung der Güte mit der +- 3dB Methode mittels loser Einkoppelung eines Messsignals brachte folgende Ergebnisse:
    f0 = 17,1 MHz, Bandbreite 3 MHz, damit eine Güte von etwa 6, Loop offen, nicht mit 50 Ohm abgeschlossen
    f0 = 21,1 MHz, Bandbreite 7,8 MHz, damit eine Güte von 3, Loop abgeschlossen mit 50 Ohm, also Betriebsgüte


    Es wurde ein Test QSO gefahren in PSK31 auf 20m mit ES7NY (1400 km) am 14.07. gegen 22:00 UTC, 10 W TX Leistung, 9m über Grund, vertikale Loop.


    Zusammengefasst bin ich doch sehr enttäuscht über die Performance. Ich hätte mit dem verwendeten Material eine Magnetantenne hoher Güte erwartet.
    Ergeben hat sich eine breitbandige Magnetantenne mit sehr geringer Güte, die daher auch nicht die üblichen Vorzüge wie starke Preselektion liefert. Bei meinem Störungsumfeld ein wichtiger Punkt.


    Erklärungsversuche für die geringe Güte? ...very welcome. Am Kupfer kann es nicht liegen. Evtl. ist der breite Aufbau der Loop (Skineffekt) mit der verteilten, nicht konzentrierten Kapazität eher hinderlich.


    Ich denke diesen Weg werde ich nicht weiterverfolgen. Da nutzt auch keine theoretische Minnimierung der Loopübergangswiderstände wie immer wieder dargestellt.


    73 Michael, DG5MK

  • Moin,


    vielleicht ist die Verwendung der Einspeisung wie im Artikel des QRP-Reportes beschrieben, hilfreich? Ein Nachbau dieser Antenne steht auch auf meiner ToDo-Liste. Aber die ist lang...

    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 Michael,
    meiner Meinung nach ist die Einkopplung zu groß, teste mal eine evtl. provisorische Einspeisung wie sie am Original ist.
    Mit dem Analyser sollte auf jeden Fall dann eine schärfere Resonanz (höhere Güte) zu messen sein.
    Mal abgesehen von der Impedanz/SWR , die/das ist dann Sache der Einkopplungsoptimierung.
    Mit meiner "armseligen" Loop aus RG213 sind jedenfalls auch 5000-10000km zu machen, sollte sich mit Deiner auch machen lassen ;)
    73 de Reinhard DL5ZA

  • Michael, Uwe, Reinhard,


    das Nussbaum Buch habe ich. Mit Magnetantennen beschäftige ich mich seit langer Zeit, daher auch meine (negative) Überraschung. Ebenso habe ich die beschriebene Gamma Anpassung (DL7SAL) ausprobiert. Das Ergebnis ist das Gleiche. Aufgrund der niederohmigen Loop-Impedanz wandert der Einspeisungspunkt sehr nahe zum 'Kondensator'. Die Delta Anpassung habe ich hier nicht ausprobiert, bei anderen Antennen schon. Da erwarte ich keine großen Unterschiede.


    Aktuell bin ich der Auffassung, dass die Einkopplung relevant für eine effektive Impedanztransformation ist, aber die Güte der Loop kaum beeinflusst. Im Endeffekt geht es ja darum eine 50 Ohm Eingangsimpedanz der Loop zu erreichen. Eine induktive Einkopplung ist dann so gross wie sie sein muss. Bei einer zu grossen Einkoppelschleife kann höchstens noch der Abstand zur Loop reduziert werden, um den Koppelfaktor zu verringern und somit die richtige Transformation zu erreichen.


    Meine Vermutung ist eher, dass sich ein Flachstreifengebilde mit Überlappungskondensator nicht als HF Loop hoher Güte eignet. Wenn jemand eine DL7SAL Loop erfolgreich aufgebaut hat und Messwerte über die Güte hat, währe ich dankbar (Das Blech war teuer...)


    Es werden sich mit entsprechender Leistung auch DX QSOs abwickeln lassen, was aber leider nicht viel über die vielfach diskutierten, hervorragenden Eigenschaften der DL7SAL Loop aussagt. Hier im Ruhrgebiet funken wir ja zum Teil mit dem besagten nassen Schnürrsenkel als Antenne. :D


    Ich möchte auch nicht das gut überlegte Konzept der Loop abschießen, aber ist die Antenne wirklich so gut?

  • Moin,


    vielleicht ist die Verwendung der Einspeisung wie im Artikel des QRP-Reportes beschrieben, hilfreich? Ein Nachbau dieser Antenne steht auch auf meiner ToDo-Liste. Aber die ist lang...

    die auf dem Bild von DL7SAL zu sehende Einspeisung kann ich aus eigenen Experimenten nur als spartanisch bezeichnen. Grossflächige Übergänge und "Gamma-Match" sollten schon her und DF2OK kann ich nur beipflichten.

    Erstaunlich, was 5 Bauteile "anrichten" können.

  • Hallo Michael,


    als Versuch würde ich die seitlichen Gummibänder, zumindest im Kondensatorbereich, mal entfernen (so sie wirklich aus Gummi oder einen anderen nicht sicher hf-tauglichen Material sind) und auch die Gleitfüße hinsichtlich Material anschauen. Polyäthylen ist unkritisch, aber selbst Hochspannungs-Tonnenkondensatoren (Keramik) haben bei mir schon bei 3,5 MHz total versagt (Schleifenstrom 25% gegenüber selbsgebauten polyäthylenisolierten C's, dafür wurden sie kochend heiß).


    73 Reiner

  • Vor ein paar Wochen habe ich eine Materialquelle für eine SAL-Loop aufgetan :
    Hier in Aachen verkauft ein Bastelladen für Architekten Dicke Alufolie Meterweise.
    Die Stärke und den Namen des Ladens habe ich natürlich vergessen.. ;)
    Aber rund 10Eur pro Meter. Das Meter ist auch noch ein Meter breit.
    Also kann ich für rund 40Eur rund 4 Loops bauen...


    Da die Alufolie natürlich jetzt nicht das steifste Material ist, sich aber bestimmt aufrollen lässt,
    habe ich mir überlegt, das es wahrscheinlich am besten wäre, das dort wo der Kondensator gebildet wird,
    ich die Folie mit Starken Epoxy Platinen verstärke.
    Der Kondensator, wäre dann zwar nicht mehr gebogen sondern glatt, aber es wäre wahrscheinlich einfacher ihn zu verstimmen.
    Und ich bräuchte keine Isolierung dazwischen.
    Als Halterung für die gesammte Konstruktion habe ich mir olle Zeltstangen ausgedacht, die aber leider gerade ausgegangen sind.


    Zeltstangen : Gebt euren Kindern / Enkeln oder Eltern ruhig mal 20-30 Eur mit, damit sie auf Euer Wohl beim nächsten Rock oder
    Sonstwas Festival anstossen, und bittet sie gleichzeitig, beim Verlassen des Zeltplatzes auf verwaiste Zelte zu achten, und diese für Euch
    auszuschlachten.


    lg JAn

  • Hallo zusammen,
    angeregt von den letzten Kommentaren habe ich noch einige Versuche mit anderen Einkoppelungen durchgeführt.
    Das Ergebnis ist leider immer ähnlich. Die Loop behält ihre relativ schlechte Güte (des Schwingkreises).
    Die Induktivität des 2m Gesamtbleches ist übrigens 0,84uH, ein relativ kleiner Wert. Dies war aufgrund des Kupferbleches auch so zu erwarten.
    Alle genannten Anregungen sind meines Erachtens im Endeffekt eine Frage der Optimierung, ob die Lopp nun eine Güte von z.B. 200 vs. 250 hat. Mit 15mm Kupferrohr, Luftdreko und einfachsten Schraubverbindungen kann man locker Güten von 100 und mehr erreichen. Dies zeigen andere Loops, die ich aufgebaut habe.
    Hier muss noch etwas anderes reinspielen, fernab von irgendwelcher Optimierung. Tatsache ist, dass der Parallelschwingkreis-Resonanzwiderstand relativ klein ist und sich damit auch eine schlechte Güte kleiner 10 ergibt. Dies wiederum kann nur durch eine entsprechende Bedämpfung und damit durch einen hohen Gesamtverlustwiderstand geschehen. Da der Gleichstromwiderstand sehr klein ist, kommt nur so etwas wie Skineffekt o.ä. in Frage.
    Falls jemand die DG7SAL Loop aufgebaut hat, wäre ein Beisteuern von Gütewerten hilfreich. Oder aber eine Erklärung für die hohen Verlustwiderstände im Primärschwingkreis. Für eine Messserie mit verschieden breiten Blechen fehlt mir leider das Material.
    Nach aktuellem Stand erfüllt die Loop leider nicht meine Erwartungen...
    73, Michael, DG5MK

  • Hallo Michael,

    Hier muss noch etwas anderes reinspielen, fernab von irgendwelcher Optimierung. Tatsache ist, dass der Parallelschwingkreis-Resonanzwiderstand relativ klein ist und sich damit auch eine schlechte Güte kleiner 10 ergibt. Dies wiederum kann nur durch eine entsprechende Bedämpfung und damit durch einen hohen Gesamtverlustwiderstand geschehen. Da der Gleichstromwiderstand sehr klein ist, kommt nur so etwas wie Skineffekt o.ä. in Frage.

    entferne doch erst einmal das von Dir im Eingangsposting genannte Gummiprofil an den Seiten des Kupferblechs. Aus dem Bauch heraus gesagt stellt der Gummi über der gesamten Länge der Schleife einen hochohmigen Parallelwiderstand zur Induktivität des Kupferblechs dar. Und dadurch wäre auch die geringe Güte zu erklären.


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

  • Hallo Michael,


    warum hast Du die Loop vor einen Heizkörper gestellt? Das gibt Probleme, das Magnetfeld erzeugt dort Wirbelströme! HF "wird im Heizkörper verbraten". Die große Loop zur Einspeisung ist natürlich nicht gut. Dann noch was:
    Aus was besteht die innere Halterung der Loop? So wie es aussieht ist das Eisen? Auch nicht gut.


    Also ich würde das Ding mal "frei" aufstellen (inbesondere keine Metalteile in der Nähe), innen eine Holzhalterung rein und die Speiseloop erheblich verkleinern.


    73 de Günter
    dl5sdc

  • Hallo Günther,
    ich glaube, die Loop wurde nur zum Fotografieren auf den Boden und in der Nähe des Heizkörpers gestellt. Falls dies wirklich die Arbeitsumgebung der Loop sein sollte, so wäre dies, wie du schon schriebst..mehr als suboptimal.


    73 de Addi / DC0DW

  • ... und was ich auch nicht verstehe sind die 10mm Gleitfüße im Kondensatorbereich. Die kann ich auf dem Bild nicht sehen. Sind die etwa zwischen den Kondensator-Blechen im Dielektrikum???


    73 de Günter
    dl5sdc

  • Hallo Michael,
    ich hoffe, ich kann es nur nicht richtig erkennen: aber es sieht im Bild so aus, als ob sich die Gummiprofile im C-Bereich teilweise berühren. Ich hatte oben schon gesagt, nimm sie doch einfach mal ab. Notfalls als Isolation einfach Gefrierbeutel dazwischen, die sind aus Polyäthylen und problemlos, zumindest erst mal zum Testen. Gummi als Isolator ist an so einer Stelle zumindest sehr gewagt, denn Isolationswiderstand und Dielektrizitätskonstante können je nach Mischung stark schwanken und sind wohl meist eher schlecht für diese Anwendung.


    73 Reiner

  • Hallo Kollegen,


    die Loop steht dort nur für das Foto. Sonst so weit wie möglich weg von magnetisierbarem Metall. Die Gleitfüße sind auf dem inneren Kupferblech als Kurzschlusssicherung gegenüber dem zweiten Kondensatorblech, nur wenige im Vergleich zur Kondensatorfläche. Das Kreuz ist aus Kunststoff. Ich habe auch eine Papierisolation zwischen den Kondensatorblechen ausprobiert, um leitende Verbindungen auszuschließen. Keine Änderung.


    Inzwischen habe ich aus einer anderen Loop einen Luftdreko ausgebaut und diesen probeweise mit dem 2m Blech als Loop betrieben, daher das Blech nur als Induktivität:
    Ohne irgend eine Optimierung stellt sich sofort eine Güte von ca. 100 ein. Demnach entsteht die vorherige Dämpfung am 'Blechkondensator'. Erklärbar ist das so allerdings nicht, oder?


    Ich werde noch mal weitere Tests machen (Gummi komplett weg). Mich interessiert jetzt einfach was denn den überlappenden Kondensator (Luft) unterscheidet zu einem Standard Luftdreko?


    Hat denn wirklich niemand mal eine DL7SAL Loop nachgebaut und kann mit Gütewerten dienen?


    73, Michael, DG5MK

  • Hallo Michael,

    Mich interessiert jetzt einfach was denn den überlappenden Kondensator (Luft) unterscheidet zu einem Standard Luftdreko?

    der sich durch die überlappenden Streifen bildende Kondensator hat gegenüber einem Exemplar mit Stator und Rotor die Vorteile, dass er zum einen keine beweglichen/drehbaren Teile erfordert und somit die Kontaktwiderstände im (!) Kondensator wegfallen und dass er zum anderen keine Übergangswiderstände durch die sonst notwendige Verbindungsstelle zwischen Kondensator und Schleife besitzt.


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

  • Der Übeltäter ist gefunden!


    Reiner und Ingo haben den richtigen Riecher gehabt. Es sind die Gummiprofile, die zwecks Kantenschutz angebracht wurden. Diese sind (hochohmig) leitend. Evtl. wurde das Gummi mit einem Zusatzstoff versehen, der statische Aufladungen o. ä. verhindern soll. Also komplett weg damit!


    Im Bereich des Kondensators ist nun probeweise PE als Isolator verwendet worden. Resultat der beiden Maßnahmen ist, neben der niedrigen Resonanzfrequenz aufgrund der hohen Kapazität, eine hervorragende Güte.
    Im 40m Band habe ich bei f0 = 7,05 MHz eine Güte von ca. 300 abgeschätzt (SWR Methode), ein außerordentlich guter Wert. Die Preselektion ist fantastisch. Kein intermodulierender FT-897 RX mehr. Mit nur ca. 3 W TX Leistung habe ich gestern MX0HFC, F4GDP und 9A1CCB in PSK 31 gleich beim ersten Anruf gearbeitet.


    Dank an Alle für die Tipps und das Mitfiebern!


    Die Bilder zeigen ein SWR-Beispiel (Achtung, Range ist hier 6 - 8 MHz, nicht wie vorher 1 - 30 MHz), den sehr sehr provisorischen Aufbau der Einkopplung und der PE Folien-Isolation des Kondensators. Dies auch zur Kenntnis das die Einkopplung viel unkritischer ist als die Ausführung der Hauptloop. Jetzt geht es an die Optimierung und mechanische Ausführung der Abstimmung...


    73, Michael, DG5MK
    Die DL7SAL Loop ist reetabliert...

  • Hallo Michael,


    vielen Dank für Deine Versuch eines Nachbaus. Für mich wäre jetzt noch total interessant wie der Vergleich der Loop mit Blech- sowie Drehkondensator ausfällt. Güte hast du ja geschrieben 3:1, aber was macht das an Signalstärke bei der Gegenstation aus.


    Materialbeschaffung:
    Weiß jemand wo man einen 4m langen 20cm breiten ca. 1mm dicken Streifen Dural / Edelstahl herbekommt. Das ganze soll federn um eine Loop zu bauen.

    73 de Patrick

  • Hi !


    Also wo man das Edelstahlblech herbekommt.. keine Ahnung.
    Aber ob das so eine gute Idee ist ?
    Hier mal ein eintrag aus Wikipedia zum Thema Skinn effekt :

    Zitat

    Die Skin-Tiefe nimmt mit steigender elektrischer Leitfähigkeit ab – eine elektrisch hoch leitfähige Beschichtung ist somit oft nur bei schlecht leitenden Grundwerkstoffen sinnvoll. Dass die Skin-Tiefe mit steigender Permeabilitätszahl sinkt, führt zum Beispiel dazu, dass Eisen (μr > 1000) als Hochfrequenzleiter besonders ungeeignet ist, Eisen besitzt zudem eine geringe elektrische Leitfähigkeit.

    Und dann lese ich gerade im Taschenbuch der Hochfrequenztechnik Band 1 Seite B15, das das Strommaximum in folge des Skinneffektes bei Flachen Leitern sich an den RÄNDERN befindet.


    Aber ob sich der Strom wirklich so wie auf der Abbildung verhält, ist mir noch ein rätsel.


    lg JAn

  • Jetzt geht es an die Optimierung und mechanische Ausführung der Abstimmung...

    Hallo Michael
    Bist du mit deiner 0ptimierung weitergekommen? Wie ist die optimierte Güte?
    Ich habe mit einer 0.9m Loop aus RG213 Koax Versuche gemacht und einem guten Dreko und bin so bei 14 MHz auf eine Bandbreite bei einem SWR 1:2 von 36 kHz gekommen. Das gibt je nach verwendeter Formel (Q=Fres/Fdelta oder Q=0.71*Fres/Fdelta) eine Güte von 14000/36=389 oder 276. Welche Formel die richtigere ist, ist für mich fraglich. Die Einkoppelung ist mit einer kleinen abgeschirmten Loop, recht unkritisch, aus RG58 plus 5m RG58 als Zuleitung.
    Nun frage ich mich, ob ich mir aus reiner Neugierde auch noch eine Loop nach DL7SAL bauen soll und wie weit die Qüte noch gesteigert werden kann.
    vy 73 Willy HB9WI