Nahezu alle Artikel beziehen sich interessanterweise auf die historische Publikationen von Sergei Alexander Shelkunoff der u.a. in den Bell Labs tätig war. Dessen Werk "Electromagnetic Waves" von 1943 (mit Shielding Kapitel) ist für Liebhaber historischer Publikationen im Internet leicht auffindbar. Zum Beispiel im Internet Archiv https://archive.org/
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Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
Hallo chris,
Zitieren:Nahezu alle Artikel beziehen sich interessanterweise auf die historische Publikationen von Sergei Alexander Shelkunoff der u.a. in den Bell Labs tätig war
Das sind ja zurückliegende Grundlagenforschungen, die mit großem Aufwand betrieben wurden. Zum Thema "Ferritstab" beispielsweise wird auch oft eine Arbeit von van Suchtelen aus den 1950er Jahren zitiert. Diese Arbeiten konnte ich leider im Netz frei zugänglich nicht finden.
Ich denke, "google books" und andere verfahren nach der Formel KV = (1/SZ)² + 3xAP , wobei KV: Kostenfreie Verfügbarkeit für jedermann SZ: Summe der im Netz ermittelten Zitate. AP: Alter der Publikation
Für den Sonderfall "deutschsprachige Literatur in Deutschland" kann vereinfacht werden zu: KV~0 mit AP < 300 [Jahre]
Was die Abschirmung des Ferrit-Stabes angeht, ist die sehr verlustarm gut mit eng aneinanderliegenden schmalen Streifen herzustellen, die erst in einiger Entfernung vom Stab zusammengeführt sind. So ist bei meiner derzeitigen SAQ-Ferritstab-Empfangsantenne im Grunde nur ein altes Patent aus den 1920er Jahren für die Abschirmung einer Rahmenantenne auf den Ferritstab übertragen. https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...amp;page=13#126 Es sind auch im Netz teilweise Bilder zu finden, bei denen der Ferritstab mit längs angeordneten Kupfer-Stäben umhüllt ist. Mit erstaunlich großem Abstand zueinander übrigens.
Die weitaus öfters zu sehende Ausführung mit Alu-Folie etc. mit nur einem Schlitz brachte wie schon mal geschrieben katastrophale Signalabschwächung, jedenfalls bei einem 20 cm-Stab mit über fast ganzer Länge des Stabes gewickelter Spule.
Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
basteljero: Es sind auch im Netz teilweise Bilder zu finden, bei denen der Ferritstab mit längs angeordneten Kupfer-Stäben umhüllt ist. Mit erstaunlich großem Abstand zueinander übrigens.
Die weitaus öfters zu sehende Ausführung mit Alu-Folie etc. mit nur einem Schlitz brachte wie schon mal geschrieben katastrophale Signalabschwächung, jedenfalls bei einem 20 cm-Stab mit über fast ganzer Länge des Stabes gewickelter Spule.
Laut „Funkbastler“ 1929 Heft 7 kann die Richtwirkung einer Rahmenantenne durch Verwendung einer geeigneten Abschirmung des Rahmens verbessert werden. Der Rahmenkreis darf dabei selbst nicht mit dem Empfänger oder der Abschirmung verbunden sein. Versuche mit einem an einer Stelle unterbrochen Abschirmblech, zur Vermeidung eines Windungskurzschlusses, mit 1 cm Abstand zur Rahmenwicklung ergaben jedoch sechsfach weniger Energieaufnahme aIs eine gleich große unabgeschirmte Rahmenantenne.
Im Funkbastler 1929 Heft 24 wird aus einem Referat von Herrn Manfred von Ardenne zitiert:
Verbesserung [bezüglich der hohen Dämpfung – Einfügung von mir] ergab eine etwas größere Entfernung von der Rahmenwickung, wobei die Innenseite der RahmenwickIung unabgeschirmt blieb. Der Verlustwiderstand war auf 50 v. H. herabgesetzt, aber immer noch dem unabgeschirmten Rahmen sehr unterlegen. Versuche mit verschiedenen Materialien, wie Blech und mit Graphit bestrichene Holzleisten, […] ergaben, daß Kupferdrähte relativ wenig Verlustwiderstand hervorriefen. Tatsächlich hatte eine Rahmenantenne mit Kupferdrahtab-schirmung, […] vorgeschlagen durch Dr. S. Loewe und M. v. Ardenne, gute elektrische Daten und sehr scharfe Minima. Nur ungefähr 20% Zunahme des Verlustwiderstandes wurde beobachtet. Auch kann der Grad der Abschirmung durch Anordnung von mehr oder weniger Kupferdrähten einfach geregelt werden. Etwa zwischen 30 und 100 v. H. der Anzahl der Rahmenwindungen sind je nach Bedarf zur Beseitigung des Hochantenneneffektes des Rahmens nötig. Zitat Ende
In den Artikeln ging es natürlich um große Luftspulen, nicht um Ferritantennen, was wohl kaum einen Unterschied machen sollte.
Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
Hallo liebe Abschirmfreunde,
ja, die Abschirmproblematik ist wirklich (um das neue Modewort "tatsächlich" zu vermeiden) sehr komplex.
Magnetische Felder abzuschirmen ist ja nicht erwünscht, sonst wird alles abgeschirmt, was man eigentlich gewinnen wollte. Es geht also darum, störende elektrische Felder fernzuhalten. Die Abschirmung darf keinesfalls Wirbelströme begünstigen. Das heißt, die Folie muss nicht nur EINEN Schlitz haben (um die Kurzaschlusswindung zu vermeiden), sondern viele Unterbrechungen. Aus dem Ferritstab treten überall Feldlinien aus, nicht nur an den Stirnseiten. Überall auf einer senkrechten Ebene zu den Feldlinien sollte möglichst wenig Abschirmfolie durchgängig angeordnet sein, damit potentielle Wirbelströme "unterbrochen" werden. Deswegen sind hier Streifen wohl die sinnvollste Wahl. Vorstellbar sind vielleicht auch äquatorial angeordnete Streifen (also entlang der Spulenwindungen), die natürlich jeweils offen sein müssen.
Wenn es um elekrische Störfelder geht, würde auch eine schwach leitende Folie genügen, dann müsste man nicht so sehr auf die Vermeidung der Wirbelströme achten. Hierzu gibt es wohl auch graphitbeschichtete Folien, müsste man aber recherchieren.
Eine weitere Möglichkeit wäre auch der Einsatz von Differenzverstärkern. Der Gleichtaktanteil an den Spulenenden wäre somit unterdrückt. Ich könnte mir vorstellen, dass damit ein Löwenanteil an Störungen unterdrückt wäre. Einfacher geht's noch mit einem Übertrager, der letztlich ja eine Symmetrierung vornimmt.
Mal sehen, vielleicht teste ich da auch mal etwas aus und berichte dann. Scheint ja doch eine interessante Thematik zu sein.
Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
Hallo zusammen,
eine schwach leitende elektrische Abschirmung in Form eines graphitbeschichteten Kartons ist nicht neu, siehe Resonar 8539, Jahrgan 1958..1960:
Links sind die drehbaren Ferritantennen (zwei Stück, für MW parallel und für LW in Serie geschaltet), der Karton ist innen mit Graphit beschichtet und auf einer Seite leitend mit dem Chassis verbunden. Die Ferritstäbe sind übrigens hohl.
Für eigene Versuche gibt es Graphit-Spray, z.B. von Kontakt Chemie, der wird normalerweise verwendet, um Kunststoffteile zu beschichten, wenn man keine statischen Ladungen will, oder früher auch zur Reparatur der Graphitbeschichtung der Bildröhren.
Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
Hallo Dieter,
das Poti auf der Seite ist nicht Original und dient zur Reduktion der Lautstärke der internen Lautsprecher. Allerdings ist es viel zu hochohmig, daher habe ich es bei der Restauration entfern.
Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
Hallo,
ich habe noch ein paar simulative Tests für die Schirmung gemacht. Es handelt sich mehr um eine qualitative Darstellung, sonst müsste man alle Parameter genau angeben. (Ferrit µ=200, Stab 200x10, Spule 0,3 mm, 49 Wdg., Abstand 2 mm, Schirmfolie 0,1 mm, Abstand 16 mm).
Bei einer durchgängigen Folie muss ja die Leitfähigkeit stark begrenzt werden, da andernfalls Wirbelströme dafür sorgen, dass die Ferritantenne kaum aufnahmefähig ist.
Ohne Schirmung sind die Feldlinien noch unbeeinflusst. Imm unteren Teil des Bildes befindet sich der Ferritstab als halber Querschnitt in der Rotationssymmetrie. Etwas entfernt davon sieht man ebenfalls im Querschnitt die 49 Windungen der Spule.
Sobald man eine Folie aus Graphit um den Stab legt, sieht man bereits eine starke Beeinflussung. Innerhalb Folie und Stab ist die Feldliniendichte stark, außerhalb schwächer:
Die korrekte Leitfähigkeit des Graphits ist schwer zu ermitteln, da diese ja anisotrop ist. Die Skala zeigt an, wie die Stromdichte ist, wenn man durch die Stabspule einen Strom von 1 A schickt. In der Praxis wird da der Stab normalerweise längst in der Sättigung sein, hier handelt es sich jedoch um den theoretischen Fall, dass es keine Sättigungsflussdichte gibt.
Jetzt legt man eine Alufolie als Schirm an, damit sind keine magn. Feldlinien außerhalb der Folie mehr zu sehen:
Bei der Steigerung der Leitfähigkeit ist übrigens noch bemerkenswert, dass zunächst der Verlustwiderstand steigt, um dann wieder abzufallen. Genauso verhält es sich mit dem Leistungsumsatz innerhalb der Schirmfolie (wenn man Strom durch die Spule schickt). Umgekehrtes gilt für die Spulengüte: Sie erreicht ein Minimum, wenn sozusagen Leistungsanpassung für die Schirmfolie vorliegt, sie steigt bei leitfähigeren Folien jedoch wieder an:
Das Verhalten zeigt sich bei einer Frequenz von 50 kHz, natürlich ändert sich alles mit der Frequenz.
Um darzustellen, wie gut eine Abschirmung gegenüber elektrischen Feldern gelingt, muss man im Programm Quickfield das Modell vom Modus "AC Magnetics" in den Modus "AC Conduction" bringen. Eine ringförmige Elektrode soll ein elektrisches Störfeld erzeugen. Es ergibt sich bei einer sehr schwach leitfähigen Schirmfolie (10 S/m) folgendes Bild:
Deutlich zu erkennen ist, dass Anteile des Störfelds durchaus an den Stirnflächen des Gebildes Ferritstab/Schirmfolie eintreten können. Die Schirmung sollte deshalb gut über den Randbereich hinausgehen. Wichtig ist auch, die Folie dünn zu gestalten, sonst hat man die Situation wie oben dargestellt (Graphitfolie).
Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
Hallo,
Zitieren:Jetzt legt man eine Alufolie als Schirm an, damit sind keine magn. Feldlinien außerhalb der Folie mehr zu sehen
Ist das denn nicht schlecht für den Empfang ? Denn bei meinen praktischen Versuchen war alles, was sich merklich irgendwie ändernd auf das Magnetfeld (Induktivität / Resonanzfrequenz) auswirkte, mit einem Abfall der Signalstärke verbunden, wenn der Empfangskreis wieder nachjustiert wurde.
Praktisch keine Änderung verursachte diese Ausfürhrung des statischen Schirms: Dünne Kupfer-Klebestreifen, die einzeln an Masse gelegt werden. Beim Aufschiben auf den Stab zeigt sich nur sehr geringe Wirkung.
Nur kapazitiv lässt sich nun kein Signal mehr vom Sinus-Generator auf den Empfangskreis übertragen. - Und das ist ja auch Zweck der ganzen Geschichte.
Re: Ferritstabantenne: Spulenposition und andere Aspekte
Hallo Jens,
ja klar, Du hast das schon richtig verstanden -- eine geschlossene Alufolie wäre ganz schlecht. Ich wollte ja nur alle Extreme darstellen. Wie zu sehen ist/war, beeinflusst sogar die Graphitfolie noch in gewissem Maße die Magnetfeldlinien. Man muss mit der Leitfähigkeit bzw. eigentlich mit dem Leitwert so weit heruntergehen, dass es die Magnetfeldlinien nur unmerklich beeinflusst, aber die elektrischen Feldlinien dagegen stark abschwächt. Mit den Streifen ist das quasi ein Kompromiss (so ähnlich wie die Bleche eines Transformators), man verhindert ein bisschen die Wirbelströme.
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