1. Kapitel 7 Loop-Antennen ! Welche ist die Beste?
Drei Grundformen werden hier im Vergleich vorgestellt.
1. Die sogenannte magnetische Loop, bei ihr wird das magnetische Feld durch
den Fluss des TX-Stromes durch die Loopinduktivität erzeugt. Um den Drehko hat
diese ein kleines elektrisches Feld. Die Formel dazu finden weiter unten!
2. Die elektrische Loop: Durch die Kapazitäten in den Raum strahlt diese vorwiegend
ein elektrisches Feld ab. Diese braucht eine spezielle Kopplung zum TX. Im Vergleich
zu Loop 1 ist diese ca. 9 db stärker. Das belegt auch die Formel unten. Über dem
Bruchstrich ist der Faktor 380 x größer als bei der magnetischen Loop. Das be-
deutet das schon kleine Ausführungen gut strahlen. Je nach Frequenz und Aufbau
bekommt man 9..12 dB mehr Strahlung mit der E-Feld-Loop.
3. Die Beste ist jedoch die elektromagnetische Loop, weil diese beide Felder also
das E+ das H-Feld nach Möglichkeit gleichstark abstrahlt. Denn die naturgesetzliche
Formel lautet: Strahlungsleistung = elektrisches Feld x magnetisches
Feld [ komplex multipliziert].Außerdem ist diese durch die Serienschaltung sehr
gut zum TX gekoppelt.
1 . Magnetische Standard-Loop, wie diese in der Literatur vorgestellt wird. Meist ist die Kopplung zu schwach eingestellt. Der Gewinn beträgt unter der λ/4 GP - 8 dB. Die Kapazitäten um den Drehko sind zu klein um ein kräftiges E-Feld zu bilden. Welches möglichst gleich stark sein sollte als das H-Feld. Die Formel dazu lautet: Elektromagnetische Strahlung = magnetisches Feld H x elektrisches Feld E (komplex multipliziert).Hier bei dieser sogenannter Magnetic-Loop ist die elektrische Energie im Drehko und wird daher nicht abgestrahlt. Deshalb sind Loops ohne Drehko um ca.9 dB in der Strahlung stärker. Diese Anordnung ist kein "offener Schwingungskreis" wie es eine Antenne sein sollte.
Siehe im Kap.5 Grundlagen der Antennenphysik.
2 . Elektrische Loop mit spezieller Kopplung mit Hilfe von strahlender Spule durch Ferritstäbe in dieser. Theoretisch ist diese 380 mal stärker in der Strahlung als Typ 1. Praktisch sind es immerhin ca. 9 dB mehr! Siehe Seite 2. Denn der kapazitive Strom durch den Raum erzeugt ein magnetisches Feld. Messtechnisch kann das belegt werden. Siehe Messdiagramm auf der Seite 2 ! Ein 1m² Rahmen hat eine dyn. Kapazität von 56pF. Mit einer Ferritantenne ∗ mit 35 µH ist diese Anordnung im 80m Band in Resonanz.
Ferritanantenne mit mehreren Stäben, dient gleichzeitig als Schwinkreisinduktivität
Mit Lk wird die Kopplung opimal eingestellt. Die Ferritstäbe sind jeweils in den Spulen variabel, zur Abstimmung + Ankoplung. Damit wird auch ein teurer Drehko gespart ,der ohne hin nicht strahlt.
O Magnetische Feldlinien.
Die Kapazitäten in den Raum = elektrisches Feld.
Der kapzitive Strom durch den Raum, erzeugt magnetische Feldlinien. Die Raumkapazität bilden mit den Ferritantennenspulen einen offenen Schwingungskreis.
Obige Formeln stammen aus :"Antennas" v. W8JK :
Hier ist die Formel Elektric / Loop gemeint !
Im " Kammerloher" finfet man dazu folgende Formeln :
H = Is/r x h/λ [ A/cm ] und E = 380 x Is/r x h/λ [ V/cm ]
Mit beiden Formeln kommt man zum selben Ergebnis !
Wird der " grüne Schalter" in obiger Skizze ,eingeschaltet,wird aus der magnetischen Loop eine elektromagnetisch Loop ,nach dem Naturgesetz : Strahlungsverktor = [ E x H ].Der Gewinn einer Loop mit nur 0,1λ Umfang sollte im Modell untersucht werden. Das ist die sogenannte magnetische Loop. Das entspricht den üblichen Abmessungen im 40+80m Band. Die untere Kurve weist den gewobbelten Gewinn über eine Messtrecke von -50,2 dB ohne E-Feldkopplung aus. Wird das E-Feld dazu geschaltet gibt's 9 dB mehr. Die E-Feldkopplung ist also eine lohnende Sache, denn man erhält mehr Gewinn ohne Mehraufwand. Da hier die Standard GP-Antenne -33 dB aufweist, ist also der Gewinn -8,2 / StGP.
3 .a Serien Pi Anordnung.
Ihre 2m / 70cm Loop funktioniert perfekt !
OE 1 E X W 😊
3. Die Serienresonanzloop ist die Beste von diesen 3 Loopanordnungen, weil: 1. eine sehr gute Kopplung zum TX vorliegt. 2. weil diese nicht nur ein magnetisches Feld hat sondern auch ein gutes elektrisches Feld abstrahlt. Da ein großer Bereich dieser Loop " hoch " liegt, je nach Band und Aufbau hat diese Anordnung einen Strahlungswiderstand von 50 Ohm ! Da eine 1m² Loop im 80m Band nur ca.10 Ohm Rs hat, wurde diese durch Serienschaltung von Ferritantennen auf 50 Ohm und mehr gebracht. Damit diese Loop auf zwei Bändern arbeitet und für die verschiedensten Umgebungen geeignet ist, wird mit gutem Erfolg die Serien-Pi Anordnung genutzt. Siehe >>>.
Durch hinzufügen eines weiteren Drehkos C 2 entsteht die Serien-Pi Schaltung 3a, eine Entwicklung von DL4KCJ.Zwei Vorteil erhält man damit : 1. damit kann man nun zwei Bänder arbeiten , z.B. 15+20m. 2. So kann man verschiedene Umweldeinflüssen die die Anpassung betreffen kompensieren. So arbeitet diese Anordnung auch ohne Gegengewicht bzw. Erde.
Vielen Dank ,lieber OM Helmut, für die vielen erfolgreichen QSOs, die ich mit Ihren Antennen führen durfte. Ihre Antennen sind technische Meisterleistungen, sehr elegant ausgeklügelt -und das beste daran ist : sie funktionieren ! Tnx es mni 73 mni more yrs, Alex,DL5OA
4. 80m Band Loop mit besonders hoher Strahlungsleistung für den Einsatz in schwierigen Verhältnissen !
Um bei dieser kleinen 1,2m² Loop trotzdem eine hohe Strahlungsleistung zu erhalten, wird diese mit 4 St. Ferritstäben 10x100mm in einer Spule vergrößert. Wobei diese Ferritantenne kräftig mitstrahlt. Diese Anordnung wird als Serienresonanzkreis betrieben, was die beste Koppelart bei einer Loop ist, weil der TX-Strom von ca, 2 As bei 100We in Serie durch diese Loop fließt. Für das 40m Band wird ein Teil der Ferritspule genutzt.
5. Neue Fensterbank-Loop für das 15..80m Band, mit moderner Technik!
Zur Strahlungsleistungserhöhung ist der 1m²- Loop, eine 4 Stab-Ferritantenne im 80m Band in Serie geschaltet.
Die Kapazizäten in den Raum erzeugen erst ein elektrisches Feld. Durch den Fluß des kapazitiven Stroms durch den Raum entsteht ein magnetisches Feld.
Ein praktischer Test war sehr zufriedenstellend . Diese Loop ist auch als 8 Eckloop für den portablen Einsatz bestens geeignet.
Serienresonanzloop für den Bereich von 10...20 m
Der Preis ist auch Gut . 159,-€ + 10€ für Porto und Verpackung. Bestellen Sie per e.M. 9pKawp2VnJOam7aRm5efmtiVmZs@nospam
Damit in jedem Frequnzbereich dieser Loop immer optimale Anpassung eingestellt werden kann, wird hier der sich schon seit vielen Jahren von DL4kCJ entwickelte variable Koppelarm eingesetzt. Dazu muß die Loop in der Serienresonanz betrieben werden, was die schon dargestellten Vorzüge mit sich bringt. Insbesondere wird dabei die E-Feldstrahlung kräftig angehoben. Praktisch ist es ein 0,7 m² faltbarer Rahmen aus 10mm² Aluminium-Profilen, dadurch ist diese Loop sehr leicht portable und vereinfacht den Versand , da es sonst ein teures Sperrgut ist.
5 Eckloop für den Bereich von 15...80m mit
4 Ferritantennen.
Diese Loop wird in Serienresonanz betrieben, bei richtiger Bemessung von LCR im 40+80m Band, erhält man 50 Ohm Anpassung, bei einem Wirkungsgrad von 95% und es entfällt eine Koppelanordnung.Um die richtige Einstellung zu bekommen, müssen bei der Erstinbetriebnahme die Ferritantennenstäbe in der 80m Band-Verlängerungsspule justiert werden. Im 15+20m Band arbeitet diese Loop in der Serien-Pi- Schaltung.
Da, durch die Ferritantenne und die kleine Abstimmkapazität diese Loop elektrisch erhöht ist , bildet der Rahmen ein großes E-Feld aus.Was die Abstrahlung unterstützt. Das magnetische Feld wird durch die Summe von der Loop mit 4 µH + 17,5 µH von der Ferritantenne erzeugt. Die Formel dazu lautet: Wm = 0,3 x L x Is. Is ist der Scheitelstrom bei 100We sind das 2 As. Der Resonanzstrom ist Is x Q , hier 2 x 20 = 40 As.Die Resonanzspannung beträgt dabei 2 kVs. Der Resonanzstrom erzeugt nur Blindleistung in der Loop und trägt nicht zur Strahlung bei. Aber im Empfangsfall ist die Eingangsspannung um das Q von 20 höher. Bei einem bestimmten LRC-Verhältnis erhält man bei einer Serien-Loop bei Resonanz 50 Ohm ,also ein gutes SWR. Um diesen Zustand zu erreichen, ist das L+ das C variabel ausgeführt. Diese werden wechselseitig optimiert. Weitere technische Details : Die Betriebsgüte beträgt 20 ! Der Kehrwert davon ist der Verlust also: 1/20 = 0,05 = 5 % . Somit ist der Wirkungsgrad 95%. Die +/- 3 dB Bandbreite beträgt 185 kHz im 80m Band. Die gesamte Induktivität beträgt 29 µH in Serie mit 63pF im 80m Band. Das wunderbare dieser Anordnung ist : dass der Strahlungswiderstand hier 47.5 Ohm ist ,also ähnlich, wie bei einem Halbwellen-Dipol. Es wird also keine Koppelanordnung gebraucht.
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Antenna Engineering DL4 KCJ
Helmut Bensch Oberaustr.82 53179 Bonn
Es gibt keine Wunderantennen-
DL 4 KCJ entwickelt und fertigt aber wunderbare Antennen !
Mehrfach - Opti - Loop für das 80m Band.
Bei dieser Loop ist das Verhältnis von E + H-Feld gleich, so daß das Produkt von S= [E x H] entsprechend groß ist. Da in den Spulen jeweils 4 Ferritstäbe sind ist diese Loop mit max. 100We belastbar. Blau markiert sind die mag. Feldlinien Die Kapazitäten in den Raum bilden das elektrische Feld, denn das komplexe Produkt von [EXH] ist die Strahlungsleistung. Die Theorie sagt : wenn es gelingt, einer kleinen Antenne einen hohen Strahlungswiderstand z.B. 50 Ohm wie bei einem Dipol oder GP, zu verschaffen, dann wird auch die Strahlungsleistung genauso groß sein. Das wird hier bei dieser 1 m² Loop durch den Einsatz von zwei Ferritantennen erreicht, in denen sich jeweils 4 Ferritantennenstäbe befinden. Das wurde auch durch praktische Messungen bestätigt. Dadurch steigt die Induktivität von 4 µH auf um ca. 50 µH. So daß das Produkt von Loopstrom x Induktivität entsprechend um den Faktor 12,5 ansteigt. Bei einem messtechnischen Vergleich müsste diese Loop auf gleicher Höhe mit der Vergleichsantenne stehen und im Freien aufgestellt werden, beim Indoor-Betrieb bedämpft das Haus usw. die Abstrahlung, so als würde man einen Dipol im Haus aufhängen. Messtechnisch sind das E-+ das H-Feld-gleichstark. Der über den Spulen stehende Rahmenteil wirkt elektromagnetisch! Die Leerlauf- Güte der Ferritantennen liegt bei 95 das bringt den entsprechenden Gewinn dieser Loop. Der Abstand der Spulen beträgt hier nur ein 0,0125λ , deswegen ist diese Loop ein Rundstrahler. Die Betriebsgüte dieser Loop im 80m Band beträgt 20, das ergibt eine +/- 3 dB-Bandbreite von 120 kHz. Die Verluste sind demnach : 1/Q =0,05 = 5 % das entspricht einem Wirkungsgrad von 95%.
Preis 269,-€ + 10€ Versand NXF5AX52f1RbQVBbW1R1VFpZG1FQ@nospam HFG: 015736983825
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7. Zu den Leistungsstarken gehört auch diese Doppelloop ! Siehe 3. Kap. S4.
Vorallendingen ohne teuren Drehko!
Das hier ist eine 11m-Band Ausführung mit 0,8m ∅ !
Preis 198,-€ + 30,-€ für Porto + Verpackg.
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