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Samstag, 11. Februar 2012, 10:36

Aktive Magnetloop Empfangsantennen - Funktionsweise, Schaltungstechnik, Praxis

Dem Thema der breitbandigen aktiven Magnetloop Empfangsantenne wird hier im Forum offensichtlich großes Interesse entgegengebracht. Bislang sind die zahlreichen Anregungen und Beiträge über Funktonsweise, Schaltungstechnik und Praxis dieses Antennentyps auf diverse Threads der letzten zwei Jahre verteilt. Aus diesem Grund möchte ich an dieser Stelle einen Diskussionsthread eröffnen, der sich der aktiven magnetischen Empfangsantenne in Theorie, Schaltungstechnik, Simulation, Messtechnik und ganz besonders auch den praktisch verwertbaren Erfahrungen widmen solll.

Aus den vorhandenen Diskussionen hier im Forum haben sich Fragen und Ansätze herauskristallisiert, die hier weiter entwickelt, geklärt und zusammengefasst werden können, wie zum Beispiel


Grundsätzliche elektrische Eigenschaften einer magnetischen Schleifenantenne
Unterschied zwichen einer abgeschirmen Koaxial-Loop ( z.B. QRP Aktivantenne) und einer einer unabgeschirmten Draht-Loop.
Ersatzschaltbild von Koaxialloop und Drahtloop
Zusammenhänge bei beiden Loopvarianten bezüglich:
Loopspannung,
Loopinduktivität,
Eingangsimpedanz des Verstärkers und sein Einfluss auf das Verhalten der Aktivloop,
Grenzfrequenzen und Frequenzgang,
Resonanzen
qualitative und quantitative Unterschiede
Loop mit mehreren Windungen

Anregungen, Schaltungstechnik, theor. HIntergrundwissen, Vor- und Nachteile zu:

Niederohmiger Verstärker ( Basisschaltung)
Verstärker in 50 Ohm Technik ( z.B. Norton vs. MMIC)
Symmetrische Differenzverstärker vs. unsymmetrische Verstärkerkonzepte.
Verstärkung
Empfindlichkeit und Großsignalverhalten
Rauschen


Messungen, Simulationen und praktische Erfahrungen:
wie kann ich das Übertragungsverhalten einer magnetischen Aktivloop messen?
praktische Ergebnisse / Vergleiche von gebauten Antennen.

Es wäre schön, wenn Andreas, HB9EHI, seine bislang in den verschiedenen Threads verteilt geposteten Untersuchungen und Betrachtungen zusammengefasst hier einbringen würde. Es wäre sicher ein hervorragender Diskussionsstart.

Ich hoffe auf einen fruchtbaren Austausch und rege Beteiligung

73, Günter

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »DL4ZAO« (11. Februar 2012, 11:06)


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Samstag, 11. Februar 2012, 11:31

Vielleicht nutzt dieser Beitrag, der in ausführlicher Form auch als Buch erhältlich ist.
73/2 de Peter, DL2FI
Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

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Samstag, 11. Februar 2012, 11:39

Eine sehr gute Übersicht über aktive Antennen, und ein sehr gutes Beispiel, dass auch darin Dinge aufgeführt sind, die zu hinterfragen in diesem Thread sich lohnt und die genau die im Diskussionsstart angeführten Fragen aufwirft.

So ist in der Beschreibung der Magnetantenne auf Seite 9 ein Übertrager zwischen Loop und Verstärker eingefügt. Obwohl er in vielen Bauanleitungen immer wieder zu finden ist, wissen wir mittlerweile aus diversen Simulationen und Erfahrungen aus diversen Threads hier, dass ein derartiger Übertrager mehr oder weniger nicht das bringen kann, was er soll. Grund ist offensichtlich die Loopimpedanz einer Drahtloop, die eben icht konstant 0,1 Ohm ist, sondern abhängig von dem Schleifendurchmesser über die Frequenz beträchtlich variiert und die einen Breitbandübertrager damit schlichtweg überfordert.

Fragestellung: Gelingt es, die Loopimpedanz einer Drahtloop mit einem Breitbandübertrager an einen 50 Ohm Verstärkereingang breitbandig anzupassen?

73, Günter

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Samstag, 11. Februar 2012, 15:23

Hallo Günter

Du sprichst mir ganz aus dem Herzen - vielen Dank für Deine Anregungen. Ich fasse gerne die Aspekte zusammen,
über die ich in den verschiedenen Threads beigetragen habe. Im Moment bin ich mit der Organisation einer fünf monatigen Reise in den australischen Busch stark beschäftigt, sodass es etwas dauern wird. Dazu kommt, dass meine QRP-Endstufe samt Filter noch vorher getestet werden muss.

Am Besten wäre es aus meiner Sicht, wenn wir die Arbeit aufteilen könnten - ich vestehe relativ wenig von praktischen Aspekten und bin mit der Verstärkertechnik nur am Rand vertraut. Es wäre auch gut, wenn jemand Ordnung in die Diskussionen einbringt - Günter, könntest Du das übernehmen?

@Peter Ist es möglich, die Reihenfolge von Beiträgen ohne Aufwand von Deiner Seite in einem thread zu ändern,
oder wäre es besser alle Information in einen Threadbeitrag zu stecken und weitere relevante Threadbeiträge jeweils durch Editieren ein zuarbeiten?

Das erwähnte Buch ist als eine einfache Einführung und für praktische Aspekte gut. Leider findet man keine Information zur Funktionsweise eines Koax Magnetloops, was meine Neugierde weckte.

73 de Andreas

5

Samstag, 11. Februar 2012, 16:55

aus diversen Simulationen und Erfahrungen ...,
dass ein derartiger Übertrager ... nicht das bringen kann,
was er soll. Grund ist offensichtlich die Loopimpedanz einer Drahtloop,
die eben icht konstant 0,1 Ohm ist, sondern abhängig von dem
Schleifendurchmesser über die Frequenz beträchtlich variiert und die
einen Breitbandübertrager damit schlichtweg überfordert.

...unter anderem deswegen gibt es auch KEINE BREITBAND-Magnetloops, sondern nur "dahingebogene" Strahlertypen

6

Samstag, 11. Februar 2012, 17:07



@Peter Ist es möglich, die Reihenfolge von Beiträgen ohne Aufwand von Deiner Seite in einem thread zu ändern,
oder wäre es besser alle Information in einen Threadbeitrag zu stecken und weitere relevante Threadbeiträge jeweils durch Editieren ein zuarbeiten?

73 de Andreas

ich kann nur Beiträge zusammenfassen und unter einem neuen Thema gesammelt abspeichern.

Eine weiter Möglichkeit wäre, Unterforen einzurichten. Beim SOLF haben wir z.B. under dem Oberbegriff SOLF Projekt für jede Baugruppe ein eigenes Unterforum, so kommt da nichts durcheinander. Dazu müsste ich aber von euch die Titel haben.

Die dritte Variante hat uns Tom, DC7GB hier im Antennenteil vorgemacht. Ich fand sein Verfahren gut, andere haben es als Betrug gewertet. Tom hat einen Startartikel geschrieben, in dem er seine Thesen verarbeitet hat. Jedesmal, wenn eine folgende Diskussion eine Erweiterung oder Änderung erbracht hatte, hat er diese in den Ursprungsartikel eingearbeitet. So wurde dieser immer besser, richtiger und niemand musste sich immer wieder von vorn durch die ganze Diskussion arbeiten.

Ich habe das Forum so eingestellt, dass jeder seine eigenen Beiträge beliebig oft bearbeiten kann.
73/2 de Peter, DL2FI
Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

7

Samstag, 11. Februar 2012, 20:28

off Topic

Die dritte Variante hat uns Tom, DC7GB hier im Antennenteil vorgemacht. Ich fand sein Verfahren gut, andere haben es als Betrug gewertet.


Der Grund für die Unstimmigkeiten bei der "dritten Variante" damals war allerdings eher darin zu sehen, dass Tom mit Verve bestimmte Ansichten vertreten hat, und dann neue Erkenntnisse aus der Diskussion klammheimlich im Nachhinein in seinen Startartikel ohne Hinweis so hineinedititiert hat, als wäre da nicht vorher das Gegenteil dringestanden. Das kam nicht so prickelnd bei den Diskutanten. Die "dritte Variante" macht nämlich nur dann Sinn, wenn der Leser die Historie nachvollziehen kann, sprich dass die nachträglichen Änderungen als Editierung erkennbar gemacht werden. Es ist ja nicht ehrenrührig im Laufe der Diskussion klüger zu werden und die Meinung zu ändern, aber dann bitte nachvollziehbar. Alles Andere hat immer etwas "Gschmäckle".

73, Günter

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Donnerstag, 9. August 2012, 14:14

Wideband Active Small Magnetic Loop Antenna

Das Thema aktive Magnet-Loop-Antenne wurde ja mit großem Interesse in dem Thread http://www.qrpforum.de/index.php?page=Th…ight=aktiv+loop in Theorie und Praxis hier im Forum verfolgt. Die Landschaft der Aktiv-Module wurde jetzt um eine attraktive Fertig-Kit Lösung bereichert.

Chavdar, LZ1AQ, der in den vergangenen Jahren umfangreiche Messungen und Abhandlungen über Theorie und Funktion der aktiven Small Magnetic Loop Antennen auf seiner Webseite veröffentlicht hat, bietet das Ergebnis seiner gesammelten Erkenntnisse in Form eines preisgünstigen Fertigmoduls an. LZ1AQs AAA-1B Active Antenna Amplifier Ham Kit vereinigt in einer Baugruppe drei verschiedene Aktivantennen Konzepte:

a) Eine E-Feld Dipol-Antennenverstärker mit hochohmigem symmetrischem Differenzeingang
b) Eine H-Feld aktiv Loop Verstärker mit symmetrischem, niederohmigem Differenzeingang
c) Ein weiterer identischer H-Feld Verstärker erlaubt zusammen mit b) eine gekreuzte Aktivloop.

Die verschiedenen Modi können ferngesteuert über Relais umgeschaltet werden.
Die Verstärker für die aktiven Loops sind jeweils symmetrisch mit einem niederohmigen Differenzeingang aufgebaut, eine Gegentaktausgangsstufe sorgt für einen hohen IP3. Durch die Differenzeingänge erübrigt sich die Verwendung eines abgeschirmten Koaxloops, um Störungen durch E-Feld Komponenten zu unterdrücken, da diese ja als Gleichtaktkomponente auftreten . Draht oder Rohr für den Loop reichen also aus und die untere Grenzfrequenz reicht dadurch bis in den LF Bereich. Als E-Feld Antenne dienen entweder die Loops als „Dipolarme“ oder es können separate Stäbe angeschlossen werden.

Nach Bestellung ist nach knapp 10 Tagen das bestellte Teil bei mir eingetrudelt. Lieferumfang und Qualität haben mich beim Auspacken beeindruckt. Das SMD bestückt Modul wird auf einer durchkontaktierten Platine mit Goldpassivierung funktonsbereit aufgebaut geliefert . Die Leiterplatte ist in eine IP54 Installationsdose fertig eingebaut. Als Antennen- und Fernspeise-Leitung verwendet LZ1AQ handelsübliche symmetrische CAT5 Ethernet Leitung anstelle von Koax Kabel. Der Vorteil: die symmetrischen Leitungspaare der Ethernet Leitung sind über Gleichtraktdrosseln verblockt, so dass über diesem Weg auch keine Störungen eingekoppelt werden können, wie es bei der Verwendung von unsymmetrischem Koaxkabel der Fall sein Kann. Ein Control-Board mit Fernspeiseweiche und dem Übergang von der Ethernet Leitung auf BNC-Koax sowie für die Fernsteuerung der Verstärker-Modi liegt dem Kit als Fertigmodul bei.

Außer der Antennenschleife, einem 13V Stecker-Netzteil und einem Ethernetkabel sind keine weiteren Komponenten erforderlich, um ein leistungsfähiges Aktivantennenkonzept zu erstellen, das den Vergleich mit weitaus teuereren kommerziellen Produkten (z.B. Wellbrook ALA1530, Clifton Labs Z1501D etc.) nicht zu scheuen braucht. Zu dem Preis lohnt sich auch kein Nachbau.

Ich werde die kommenden Tag mal die ersten Versuche machen und weiter berichten.

73, Günter
»DL4ZAO« hat folgende Bilder angehängt:
  • AAA-1B.jpg
  • Control Board oben.jpg
  • Control Board unten.jpg
  • Verstaerkermodul.jpg

Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »DL4ZAO« (9. August 2012, 15:02)


9

Donnerstag, 9. August 2012, 19:20

Hallo Günter,

vielen dank das ist ja ein super Projekt und deckt sich mit meinen Anforderungen.

Ich bin sehr gespannt auf Deine Ergebnisse !

Evtl. hast Du noch die eine Platine für die symmetrische magnetische Breitbandloop (gali5) im 50R System ?

Dann würde ich die auch noch aufbauen wollen..
»DO5PI« hat folgendes Bild angehängt:
  • Symm_Koaxloop-oben.png
73 de Uwe
DC5PI

10

Montag, 15. Oktober 2012, 10:29

Hallo Günter (DL4ZAO),

hattest Du bislang die Gelegenheit den von Dir beschriebenen Amp aufzubauen und zu testen?


vy 73
Andy
DK3JI
AK

11

Montag, 15. Oktober 2012, 10:59

Hallo Andy,

leider noch nicht, war bislang durch QRL zu belegt. Aber eine durchkontaktierte Platine liegt schon bereit. Bauteile sind da. Ab kommender Woche hab ich Luft und werde mich mal dranmachen.

73, Günter
»DL4ZAO« hat folgendes Bild angehängt:
  • Symm_Koaxloop.jpg

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »DL4ZAO« (15. Oktober 2012, 11:36)


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