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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?
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03.10.07 08:31
Berni 

WGF-Nutzer Stufe 2

03.10.07 08:31
Berni 

WGF-Nutzer Stufe 2

Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Morgen.

Ich hatte mir eine Rahmenantenne gebastelt. 60 x 60 Zentis. Da zufällig 4 Ferritstäbe auf dem Tisch rumlagen habe ich die in die Rahmenantenne gehalten. Der Empfang wurde aber nicht besser oder schlechter?

Berni

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03.10.07 09:41
DB4IW 

WGF-Nutzer Stufe 2

03.10.07 09:41
DB4IW 

WGF-Nutzer Stufe 2

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Berni,

Du hast zwar nichts zu der Länge der Stäbe geschrieben, aber ich gehe mal davon aus, dass es die üblichen 10 bis 20 cm gewesen sein mögen. Das kann dann gar nichts bringen, den das Wirkungsprinzip der Ferritantenne beruht darauf, dass durch eine Bündelung des Kraftlinienverlaufs das Feld in gewisser Weise konzentriert wird. Die Eigenschaft des Eisens verkürzt gewissermaßen den Weg der Linien, die in der Nähe des Stabes liegen dadurch, dass sie sich nicht in der "langsameren" Luft ausbreiten, sondern den "schnelleren" Stab benutzen, weil sie nach dem kürzesten Weg streben. Die Frage, um wieviel der Weg verkürzt wird, ist mit der Permeabilität des Ferritmaterials verknüpft.

Man kann sich leicht in einem Gedankenexperiment klar machen, dass die Wirkung eines Ferritstabes allerspätestens in einer Entfernung der halben Stablänge aufhören muss. Denn in diesem Abstand hätte die Feldlinie zum Stab und und wieder zurück den gleichen Weg, den sie hätte, wenn sie sich nicht zum Stab ablenken ließe. Sie wird sich also nicht mehr ablenken lassen.

In Wirklichkeit ist dieser Grenzabstand wesentlich geringer als die halbe Stablänge, weil die Permeabilität natürlich nicht unendlich groß sein kann und weil die Feldlinien sich nicht rechtwinklig zum Stab hin ablenken lassen, was unser Gedankenexperiment (zweimal halber Weg im Vergleich zur Stablänge) unausgesprochen voraussetzt.

73 de Fritz

--
Fritz * DB4IW * Wertheim am Main

03.10.07 21:20
gollum 

WGF-Einsteiger

03.10.07 21:20
gollum 

WGF-Einsteiger

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo,
ich habe ja auf meinen Detektor-Seiten http://www.oldradioworld.de/gollum/hantenna.htm#Ferrite einen Bauvorschlag mit immerhin ca. 25 Ferrit-Stäben a 1 cm * 15 cm. Der ungefähre Gesamtdurchmesser aller Stäbe lag bei ca. 6 cm.

Ich hatte damals natürlich auch noch mehr Stäbe probiert, aber schon bei ca. 7 cm Gesamtdurchmesser blieb zusätzliche Empfangsleistung weg.

Wie Fritz schon angedeutet hat, lag in der Praxis der Wert also deutlich unter 15 / 2 = 7,5 cm.

MFG Rainer
Wellen von weitweg durch den Kristall zum Ohr

03.10.07 22:59
DB4IW 

WGF-Nutzer Stufe 2

03.10.07 22:59
DB4IW 

WGF-Nutzer Stufe 2

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Rainer und Berni,

Berni hatte das Ganze im Innern einer 60 cm x 60 cm großen Rahmenantenne versucht. Ich hatte Dich, Berni, so verstanden, dass Deine Ferritstäbe keine eigene Wicklung hatten, sondern dass Du versucht hast, die Wirkung der Rahmenantenne durch Einbringen der Stäbe in die Mitte zu verändern. Es kann sein, dass ich das falsch verstanden habe. Jedenfalls beziehen sich alle meine obigen Angaben auf diesen Fall.

Es ist allerdings nicht ungewöhnlich - und in aller Regel auch wirksam -, einer gewöhnlichen Ferritantenne dadurch zu höherer Leistung zu verhelfen, dass man sie (mit ihrer eigenen Spule oder dem ganzen Empfänger) ins Innere einer Rahmenantenne legt (die nur aus dem ansonsten mit nichts verbundenen Schwingkreis aus Rahmenwicklung und Drehko besteht) und diese in Resonanz mit der eingestellten Empfangsfrequenz bringt.

Es ist übrigens beim Bau von Ferritantennen auch nicht optimal, wenn die Wicklungen unmittelbar auf den Stäben oder eine dünnen (Papier-)Unterlage aufgebracht werden. Ein gewisser Abstand zwischen Ferritstab und Wicklung ist gut für die Güte der Spule. Wolfgang Friese gibt den Abstand mit mindestens einem Drittel der Stabdicke an. Und wenn man in die BAZ-Module hineinschaut, dann wird das auch dort eingehalten. Wie es bei Grahn, Charly Hardt und anderen gemacht wird, weiß ich nicht.

Bei der Bündelung von Stäben gibt es übrigens einen Zusammenhang zwischen optimalem Durchmesser-Länge-Verhältnis und Permeabilität. Einerseits spielt unterhalb einer bestimmten Permeabilität die Stablänge eine immer geringere Rolle, andererseits macht sich mit steigender Permeabilität eine Vergrößerung des Durchmessers immer weniger bemerkbar. Daraus folgt, dass es für jede Permeabilität ein optimales l/D-Verhältnis gibt. Dipl.-Ing. Alfred Nowak, auf dessen Artikel in der Funkschau 12/1953 ich mich bei diesen Angaben beziehe, nennt beispielsweise für einen 180 mm langen Ferritstab den günstigsten Durchmesser bei µ=220 mit 9 mm, bei µ=1080 mit 4 mm und bei µ=4200 mit 2 mm. Alles, was darüber liegt (ein 2-mm-Stab wäre in der Praxis zu zerbrechlich), schadet nicht, bringt aber auch nichts mehr.

73 de Fritz

--
Fritz * DB4IW * Wertheim am Main

21.09.20 21:33
basteljero 

WGF-Nutzer Stufe 3

21.09.20 21:33
basteljero 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo zusammen,
Gerade arbeite ich an einer Rahmenantenne, die Ferritmaterial beinhalten soll.
Einige Patente habe ich schon gefunden :
https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...=386&page=1

Hier ist das Ferrit-Material im Rahmen nicht Innen/Zentral angeordnet sondern Außen und soll
unter anderem die effektive Höhe des Rahmens d.h. seine Empfindlichkeit positiv beeinflussen.

@ Gollum
Irgendwie funktioniert der link zur Ferrit-Antenne bei mir nicht so richtig...

Suchbegriff zum Novak-Grundlagen-Artikel:
"nvhrbiblio.nl/biblio/tijdschrift/Funkschau/1953/Funkschau%201953_12_OCR.pdf"
Sehr empfehlenswert.

Jens

Zuletzt bearbeitet am 21.09.20 22:50

22.09.20 09:24
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

22.09.20 09:24
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo,

hat das schonmal Jemand getestet ?
https://web.archive.org/web/201604260601...ptimization.htm

Viele Grüße
Bernd

Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)

22.09.20 09:36
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

22.09.20 09:36
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Jens,

da hast Du interessante Dinge ausgegraben. Weil ich annehme, dass es dir um den VLF-Empfang geht, kann man die gewonnenen Erkenntnisse nur sehr begrenzt übertragen. Es lohnt sich nachzusehen, wie die Nutzer dieses Frequenzbereichs (zwei ganze Dekaden weniger als Mittelwelle!) mit der Problematik umgehen. Während sich die U-Boot Kommandanten im letzten Weltkrieg noch darüber beschwerten, dass der ferritlose Rahmen zu viele Fahrtgeräusche verursacht, ist das mit den beiden Ferritrahmen an Bord heute kein Thema mehr.

Leider ist ein Ferritkringkern mit 25 bis 30 cm Durchmesser billig oder kostenlos kaum zu bekommen. Der Kern wird übrigens mit einer im Wickelraum quadratschen Kreuzwickelspule versehen. Ich nehme an, dass er in zwei Teilen zusammensetzbar ist. Ein Weg wäre es vielleicht, einen Kern aus Eisenpulver und Wachs (Achteck?) nach Rezept von Kappelmayer selbst anzufertigen.

Ich glaube es war Ingo hier aus dem WGF, der gute Ergebnisse mit dem Kern einer Bildröhren-Ablenkeinheit gemacht hat. Ich halte den Durchmesser allerdings für zu gering.

(Nachtrag/Recherche: War eine Entmagnetisierungsspule eines Monitors!)

Im Gegensatz zu wumpus/gollum habe ich schon bei einem Durchmesser von 3 cm Ferritstab-Bündel aufgehört, den Durchmesser weiter zu vergrössern.






Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 29.09.20 16:56

Datei-Anhänge
MW-Rückkopplungsaudion_Ferritbündel.jpg MW-Rückkopplungsaudion_Ferritbündel.jpg (21x)

Mime-Type: image/jpeg, 341 kB

MW-Rückkopplungsaudion_Ferritbündel-2.jpg MW-Rückkopplungsaudion_Ferritbündel-2.jpg (21x)

Mime-Type: image/jpeg, 402 kB

22.09.20 14:55
basteljero 

WGF-Nutzer Stufe 3

22.09.20 14:55
basteljero 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Walter,
Mein Hauptanliegen ist es, meinen für Mittelwelle gewickelten Rahmen zu optimieren.
Der Funkschau Artikel zeigt, dass die üblichen Ferritantennen zu unempfindlich sind für optimierten
Empfang.
Man muss sie also vergrößern, und hier zeigt der Funkschau-Artikel, wie man das Material am optimalsten
einsetzt. Oder man wickelt einen Rahmen. Der liefert bei Resonanz genug Energie, um über eine Koax-Koppelschleife
bis ca. 10m ohne Zwischenverstärker direkt den 60-Ohm Eingang eines Kurzwellen-Empfängers zu befeuern.
Er kann sogar bis VLF herunter über einen Abstimm-HF-Trafo arbeiten, man braucht nur einen Rahmen.

Kann man auch einen relativ großen Rahmen (90 cm-Diagonale) noch weiter verbessern durch das Einfügen
von Ferrit-Material? Bekommt man noch mehr Richtwirkung und weniger Rauschen ? Ist ein völliges "Null"
möglich durch schärfere Bündelung der Feldlinien?
Gerade lese ich einen Folge-Artikel in der Funkschau "1953-Heft 20" von Dr. Eugen Nesper über
"Richt-Ferrit-Antennen in der Deutschen Patent-Literatur". Dies scheint mir der richtige Ansatz zu sein :
Sich an dem zu orientieren, was im Kommerziellen Bereich verwendet wurde. Denn da steckt ja aufwändige
Forschungsarbeit hinter.
Ferrit hat in der Tat seinen Preis: Meine 50 cm-Stäbe kosten etwa 1€ / Stk. und für meinen Rahmen brauche
ich bestimmt 40 Stk.
Die Selbstherstellung von Eisenkernen wäre interessant. Eine Frage stelle ich mir: Benötige ich um so feineres
Material je kleiner meine Spule / Rahmen ist ? Vielleicht wären die praktischen Ergebnisse gar nicht so schlecht.
In einem Patent ist dünner Stahldraht erwähnt, das habe ich aber noch nicht gefunden.

@ Bernd
Nicht in diesem Extrem ausprobiert . Einige in meinen kleinen "DIN A4-Rahmen" eingefügte Kerne vergrößerten
die Leistung etwas, eine weitere Erhöhung erbrachte zunehmend wieder Verschlechterung.
Die Anordnung nach dem Lorenz-Patent "DRP 735429" (Funkschau 1953/20)
("Espacenet: DE735429C Rahmenantenne") Hier wird ein wichtiger Punkt besonders erwähnt:
Während der Kern in einer Spule die Streuung verringert, soll die Form des Ferritkernes gerade
umgekehrt wirken.

@ Walter
Deshalb: Wie ist es eigentlich bei Deinem Aufbau:
Wenn von den 9 Stäben jeweils 3 nach rechts und links aus der Anordnung herausgezogen werden:
Erhöht sich dann die Ausgangsspannung / Leistung ? das wäre interessant zu wissen.
Vielleicht ist es günstiger die Stäbe nach DE735429 anzuordnen.

Gruß
Jens

Zuletzt bearbeitet am 22.09.20 16:08

22.09.20 16:41
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

22.09.20 16:41
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Jens,

> Kann man auch einen relativ großen Rahmen (90 cm-Diagonale) noch weiter verbessern
> durch das Einfügen von Ferrit-Material?

Nach meiner Ansicht nicht.

> Bekommt man noch mehr Richtwirkung und weniger Rauschen ? Ist ein völliges "Null"
> möglich durch schärfere Bündelung der Feldlinien?

Beim Drehen des Rahmens nimmt der Empfangspegel mit dem Cosinus des Drehwinkels ab,
dreht man weiter, nimmt der Pegel in gleicher Weise wieder zu. Das Rauschen lässt sich
kaum beeinflussen und spielt auf VLF ohnehin keine Rolle. Die Tiefe des Minimums wird
durch zwei Faktoren bestimmt: 1. Konstruktive Gleichmässigkeit des Rahmens und
2. die Antennenumgebung. Ein grosser metallischer Gegenstand z.B. Kühlschrank kann
so etwas verursachen. Das Vertiefen des Minimums, das nur bei Peilantennen wichtig
ist, erfolgt durch Einspeisung einer HF-Spannung von bestimmter Amplitude und Phase
aus einer verstimmten "Hilfsantenne". Diesen Vorgang nennt man "Enttrübung" und ist
bei allen historischen Peilern zu finden.

> Sich an dem zu orientieren, was im Kommerziellen Bereich verwendet wurde. Denn da
> steckt ja aufwändige Forschungsarbeit hinter.

Genau aus diesem Grund habe ich auf die aktuellen U-Bootantennen hingewiesen. Im
Wikipedia kann man sich eine solche Antenne unter "Längstwelle" ansehen. Normalerweise
sind mindestens 2 Stück um 90 Grad versetzt montiert. Deine Konstruktion geht in die
Richtung der eierlegenden Wollmichsau, da sind Einschränkungen zu erwarten.

> Benötige ich um so feineres Material je kleiner meine Spule / Rahmen ist ?

Eisenpfeilspäne sind nicht geeignet, die Körnung sollte etwa 150 bis 200 m sein.
Stahldraht würde ich nicht nehmen. Das Pulver gibt es abgestuft in kg-Säcken und
ist nicht teuer. Mit der Grösse der Spule hat das nichts zu tun, sondern mit den
Eigenschaften des entstehenden Ferrits. Wir sollten ihn eher "Pulvereisenkern" nennen,
die Permeabilität ist bescheiden. Ich habe keine Ahnung, was machbar ist, eher weniger
als 100.

> Wenn von den 9 Stäben jeweils 3 nach rechts und links aus der Anordnung herausgezogen
> werden: Erhöht sich dann die Ausgangsspannung / Leistung ? das wäre interessant zu
> wissen.

Aus der Erinnerung heraus: NEIN, je homogener der Stab bzw. das Bündel umso besser.

> Vielleicht ist es günstig die Stäbe nach DE735429 anzuordnen.

Ich muss für den morgigen Tag noch einiges vorbereiten und bin zu faul danach zu suchen.


Gruss
Walter

Nachtrag: Kappelmayer hat Wachs als zweite Komponente genommen. Heute würde man vielleicht einen Zweikomponten-
Epoxyd nehmen. Das Mischungsverhältbnis auszudippen ist eine Herausforderung, äh Challenge heisst das heute wohl.
Vielleicht solltest Du deine Ferritstäbe leitend zu einem Vieleck von 30cm verkleben, eine Spule auf einem Stab aufbringen
und testen.

Zuletzt bearbeitet am 22.09.20 17:10

22.09.20 20:05
basteljero 

WGF-Nutzer Stufe 3

22.09.20 20:05
basteljero 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Walter,
Habe eben jede Menge 140 cm / 1 cm - Ferritstäbe bestellt.
Denke, dass sie außen am Rahmen zwischen die Windungen eingefügt werden sollten, wie im
Patent DE944965B
Meine Vorstellung wäre, dass ein etwas größerer Rahmen "vorgetäuscht" wird, weil mehr Feldlinien
von außen zum Rahmen hingezogen werden.
Jedenfalls ist im Patent von "Vergrößerung der wirksamen Antennenhöhe" die Rede.

Da man die Stäbe in Gurtform vorbereitend zusammenfassen und in einem Zug den Rahmen legen kann,
wäre eine eventuelle Änderung des Signalpegels sofort am Empfänger sichtbar.
Werde an dieser Stelle weiter berichten.
Suchbegriff:
"depatisnet.dpma.de/DepatisNet/depatisnet?window=1&space=menu&content=treffer&action=pdf&docid=DE000000944965B"

Gruß
Jens

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