SAQ-Ferritstabantenne mal anders und schräge Versuche
Moin, Kaum war der Rahmen für den mobilen Empfang fertiggestellt, (https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...7&thread=24) förderte die Online-Recherche eine U-Boot-Antenne zu Tage, es fanden sich dazu noch einige deklassifizierte NRL-Reporte.
Trotz des förmlichen Charakters konnte man sich nicht verkneifen, eine Anekdote hineinzuschreiben:
Zitieren:USS Hardhead "Wir sind jetzt auf 46m Tiefe und gehen auf Periskop-Tiefe". -lange Pause- Zerstörer : "Bitte wiederholen Sie" USS Hardhead "Wir sind jetzt auf 46m Tiefe und gehen auf Periskop-Tiefe". -Pause- Verstanden (?)
Um herauszufinden, wie eine Ferritstabantenne unter solch schrägen Verhältnissen empfängt, wurde nochmal eine hergestellt.
Dazu die naheliegende "Idee", die Leistung (SNR) dadurch zu verbessern, indem der Stab gleichzeitig als abgestimmter Anpassungs-Übertrager für eine große 1-Windungs-Schleife benutzt werden kann. Funktioniert ja hervorragend auch auf Mittelwelle, wenn man einen größeren Rahmen an die eingebaute Ferritstabantenne lose koppelt. In den alten Goniometer-Peilanlagen wurden ebenfalls große Empfangsspulen benutzt. "Der beste HF-Verstärker ist... "
Und wurde im Philips BX 430 A-10 selbst bei kleinen 1-Windungs-Empfangsspulen mit Erfolg angewendet. In der "Philips technical review" vol.16, Jan 1955 ist das im Artikel "INDUCTIVE AERIALS IN MODERN' BROADCAST RECEIVERS" beschrieben (Suchbegriff Netz), mit Bild der HF-Transformatoren mit Ferroxcube-Stabkernen
Ein vorhandener 12cm-Stab brachte schon mal im Innenbereich überraschend gute Empfangsleistung, aber bei sehr schwachen Signalen zeigte sich die Überlegenheit des größeren Rahmens.
Mit kapazitätsarmer 2- lagiger Stufenwicklung (50 Windungen/Stufe) konnte eine 3dB-Bandbreite von unter 80 Hz erzielt werden, weniger war bisher nur mit großen Schalenkernen möglich. (https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...7&thread=15)
Der Stab ist in PVC-Rohr eingeschlossen, auf diesem ist die Primär-Wicklung mit nur 2 Windungen aufgebracht. Mittig auf Masse. Abschirmung außen durch warm in das PVC eingelegte Drähte.
Die extreme Übersetzung verringert die Frequenzerhöhung beim Anschluss der Empfangsloop sehr, man könnte auch ohne Drehko arbeiten, wenn man auf Abstimmung auf RDL-Frequenz verzichtet. Da aber ein Luftdrehko rumlag, wurde der verbaut, von 15,4 kHz bis 18,9 kHz kann abgestimmt werden. Die Phasenlage der Ferritstab-Spule zur Empfangs-Schleife wurde mit einer kleinen Lopp festgestellt und markiert.
Schaltung: Die Schaltung für den Rahmen wurde etwas verändert, ein zusätzlicher Transistor sorgt für die Impedanzwandlung, da der Resonanzwiderstand des Kreises sehr viel höher ist. Die Tonaufnahme im Anhang zeigt das Signal einmal mit und ohne angeschlossene 12m² Loop
Vergleich Empfang Innen - Außenbereich Das SNR lag nach dem panoramic-SDR v.098 bei etwa 27dB, wenn RDL so richtig aufdreht (oder die Bedingungen sehr günstig sind), geht das bis auf 35 dB hoch. Der Rahmen im Wohnzimmer (Flachbau mit Betondecke) bringt den gleichen Pegel, das SNR ist aber um satte 10 dB schlechter, was man auch deutlich hört beim Umstecken der Antennen.
Abschätzung SNR Außen. Nach einem gefundenen Report liegt das SNR von kleinen abgestimmten Spulenantennen oder Ferritstabantennen mehr oder weniger unter dem Hintergrund-Pegel. (USA. 25kHz, 2 kHz Bandbreite , Güte 12,5) Daher ist mein kleinster Rahmen für SAQ ein 40cm-Rahmen. https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...d=22&page=2
Test: Ferritstabantenne in Blechkasten im Außenbereich. RDL Pegel -40 dB / ohne Signal -60 db Ferritstabantenne frei liegend: RDL-Pegel -33 dB ohne Signal -55dB
Der zusätzliche Resonanzkreis war mit seiner Dämpfung von etwa 10 dB eingeschaltet, ohne angeschlossene Antenne liegt der Rauschpegel (Vorverstärker + Soundcard) bei - 65 dB
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Fazit: Auch mit einem kurzen Ferritstab lässt sich aus einer SAQ-Behelfsantenne eine sehr selektive und leistungsfähige Empfangsantenne bauen, wenn eine große Empfangsschleife passend ankoppelt. Die Empfangs-Schleife ist unkritisch und schnell hergestellt, man braucht ja nur zwei Aufhängepunkte, deren gedachte Verbindungslinie in Richtung Grimeton zeigt.
Ohne Schleife ist das Ganze etwas "auf Kante" genäht.
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Re: SAQ-Ferritstabantenne mal anders und schräge Versuche
Moin, Sieht ganz darnach aus, als wäre die Kombination "Ferritstab + Empfangsschleife" eine ganz gute Lösung für den SAQ-Empfang. Heute morgen mal "Audacity" durchlaufen lassen und drei Passagen zusammengeschnitten: 1. Test mit kleinem Signal 2. mäßig starkes Signal, in etwa SAQ entsprechend. 3. Starkes Signal (Morse-Code)
"Antenneneffekt" durch Empfangsschleife Dann sollte noch getestet werden, wo in etwa der Rauschpegel von Ferritstab + Impedanzwandler-Verstärker liegt. Dazu kam die Ferritstabantenne in einen Blechkasten.
Der Anschluß eines Drahtes in etwa 3m Höhe ("Wurfantenne") zeigte, dass es nicht möglich ist bei der hohen Übersetzung 1:900 das E-Feld aufzufangen. Erst bei zweiseitigem Anschluss als Empfangsschleife wird ein verwertbarer Strom durch das H-Feld induziert. (Magnetische Komponente) Hier würden sich durch ein E-Feld erzeugte Ströme gegenseitig weitgehend neutralisieren.
Mal schau'n, wie sich die Sache im Sommer darstellt, wenn die atmosphärischen Störungen stark werden. Heute morgen war es angenehm ruhig.
Bei Verwendung eines längeren Stabes und optimierter Wicklung (evtl. 3-lagige Stufenwicklung mit 0,25 cul und 30 Wdg/Lage auf 1/2 Stablänge) ließe sich sicherlich noch eine Erhöhung der Spulengüte und Verbesserung des SNR erzielen. Wäre aber viel Aufwand, wegen der vielen Windungen der Probespulen.
Die Verbesserung wäre auch sehr gering im Verhältnis zur drastischen Signalerhöhung durch eine große Empfangs-Schleife, wie sie bei den alten Goniometer-Peilern benutzt wurden.
Re: SAQ-Ferritstabantenne mal anders und schräge Versuche
Moin, -Weitere Versuche "Goniometer-Prinzip"
Mit angeschlossener Schleife ergibt sich zunächst eine Verbesserung des SNR, dazu wurde die Schleife nochmal weiter entfernt vom Wohngebäude aufgestellt. Die Verbesserung beträgt hier rund 5 dB, Das "SAQ-Panoramic-SDR" für den PC zeigt 40 dB für das RDL-Signal auf 18,14 kHz und eine eingestellte Bandbreite von 50 Hz an. (Bei 100 Hz sind es schon wieder 5 dB mehr) Jetzt ist genügend Reserve auch für extrem ruhige Standorte oder Standorte mit hoher Dämpfung vorhanden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die atmosphärischen Störungen sich selbst jetzt im Winter gegenüber dem Ferritstab stark verringern, obwohl sich am Prinzip des Empfangs über die magnetische Komponente nichts geändert hat. Das weckt Erinnerungen an einen Artikel aus der Frühzeit der Telegraphie:
Patente: "Goniometer-Prinzip" CH218777A_Empfangsanordnung mit Rahmenantennen- AT143753B_Einwindungs-Rahmenantenne_mit Trafo-Aufwärts-Kopplung
Bemerkenswert finde ich, dass auch die frühesten Untersuchungen sich als richtig erweisen, im Nachhinein erklärt das auch den Mißerfolg bei dem Versuch, durch Rückkopplung einer Ferritstabantenne eine Steigerung der Selektivität zu erzielen, was regelrecht zu einem "Knisterverstärker" auf SAQ-Frequenz führte. - DE417136 (C) Im Sommer soll mal eine Dreiecks-Empfangsschleife probiert werden, eine derartige Form soll nach Telefunken die Empfindlichkeit für atmosphärische Störungen (die meist vom Äquator kommen) mindern. https://worldwide.espacenet.com/publicat...mp;locale=en_EP
Re: SAQ-Ferritstabantenne mal anders und schräge Versuche
Moin, Im Netz wird immer wieder nach konkreten Bauvorschlägen gefragt, meiner für einen SAQ-Übertrager mit Ferritstab zur Ankopplung einer wesentlich leistungsfähigeren Empfangsspule sieht so aus:
15cm-Stäbe für Mittelwelle sind auch heute noch gut zu bekommen, man braucht dann nur noch 0,2 Cul.-Kupferlackdraht für die Sekundär-Wicklung (Qualität etwa "Block-Trafo-Wickeldraht" etc.) Kapazitätsarme Wicklungsweise ist Pflicht, entweder Scheibenwicklung oder Stufenwicklung. Für die dickere Primär-Wicklung kann man "Starkstrom-Leitung" nehmen oder (wie hier) mehrere Drähte parallel schalten. Die Primär-Wicklung ist wie gezeigt mittig auf Masse gelegt. Der Abstimm-Drehko kann entfallen, wenn man mit immer der gleichen Empfangsschleife arbeitet, dann muss nur einmal auf die 17,2 kHz abgeglichen werden. Für RDL liegt dann zwar eine Fehlabstimmung vor, das SNR ist aber so verbessert, dass dies nicht so ins Gewicht fällt.
Da die Antenne unbedingt nach draußen gehört, wurde Sanitär-Material benutzt. Die zwangsläufig dabei eingeschlossene Luftfeuchtigkeit durch Trockenmittel gebunden.
Die T-Form wurde gewählt, weil der dämpfende Drehko so leicht den erforderlichen Abstand von 1/2 Stablänge hat und dazwischen dann der Klemmbock unter dem Schraubdeckel zugänglich ist. Der Verstärker ist dann noch weiter entfernt und kann nicht kapazitiv auf die hochohmige Stabwicklung rückkoppeln. Verwendet man einen Drehko, sollte dessen Gehäuse eine 180° phasenversetzte Spannung gegenüber dem Verstärker-Ausgang führen oder durch Schirmblech getrennt sein.
Der Kopplungsfaktor ist sehr gering und der Einfluss der Empfangssspule auf die Abstimmung und die Kreisgüte gering. Er wird durch das Übersetzungsverhältnis und den Abstand der Primärspule bestimmt. In dem gezeigten Aufbau wird die primäre Windungszahl 2x 1,5 Windungen betragen. Der Anschluß der Empfangsspule erfolgt dann über stabile 4mm Schraubverbindungen mit Flügelmuttern.
Nichts ist ärgerlicher, als wenn ein SAQ-Empfangsversuch wegen versagendem Material fehlschlägt.
Re: SAQ-Ferritstabantenne mal anders und schräge Versuche
Hallo,
"Mal anders" bezieht sich auch auf die Konstruktion, man findet heutzutage Bauvorschläge, in denen der Ferritstab unmittelbar neben einer Blockbatterie angeordnet ist.
Man wird bei einem Eigenbau wohl kaum "alles richtig machen", aber die gröbsten Fehler lassen sich vermeiden, wenn man die ältere Literatur zu Rate zieht. Hier schreiben mit Konstruktionsproblemen konfrontierte Fachleute mit entsprechender Ausbildung und die über geeignete umfangreiche Messmittel verfügten.
Nowacks Artikel "Die Leistung der Ferritantenne! etwa. (Funkschau 1954, Heft 12) war für mich elementar, weil anschaulich für den "Normalanwender" geschrieben.
Einige Kernaussagen: - Die Ferritstabantenne rauscht mit ihrem Resonanzwiderstand. Das sind nach Nowak 220 kOhm im MW-Bereich. - Die entnehmbare Spannung hängt mit ihrer Länge unmittelbar zusammen - Die Permeabilität spielt ebenfalls eine Rolle, kann aber nicht beliebig hoch getrieben werden. - Ihre Leistung entspricht nur einer sehr kurzen elektrischen Antenne.
Das mit dem Rauschen kann man im redcrab-Rechner nachvollziehen. Im VLF-Bereich ergeben sich dann Werte im MOhm-Bereich. Diesem starken Rauschen steht der enorme Hintergrund-Pegel im VLF-Bereich gegenüber.
Bildlich gut dargestellt ist das in einem amerikanischen CIA-Bericht. "Final Report on the Ferrite Antennas for Very Low Frequencies"
28- mal größere Wirkfläche als die hier vorgestellte 12 cm Ferritstabantenne, die aus diesem Grund auch eher als Übertrager für eine große 3-Windungs-Schleife gedacht ist. Ansonsten hätte ein 29cm-Stab geopfert werden müssen, der mit größerer Wirkfläche eine größere Empfangsspannung und somit besseren Rauschabstand ermöglicht hätte.
Rechts unten ein Bildchen von einem Schomandl-Langwellenempfänger. 153 kHz, nach wikipedia Donaubach im schönen Bayern. Auch hier der nicht zu kurze Ferritstab abgesetzt (und drehbar). Damit konnte mobil eine 1MHz-Quarzreferenz eines Gerätes zum Abgleich von UKW-Sprechfunkgeräten verglichen werden. Der Aufkleber mit den "153" stammt also von 1975, die interne Umverdrahtung bei den Teiler-IC dann auch.
weitere Funkschau-Artikel: "Wirkungsweise einer aktiven Autoantenne" Funkschau 1969 Heft 23
1 Transistor als Impedanzwandler, 2. Transistor als Verstärker. "Ich habe fertig". Rauschen tut da nur die Ferritstabantenne.
Weitere Quellen aus der "Philips Technical Review"
THE SENSITIVITY· OF, AERIALS TO LOCAL INTERFERENCES by P. CORNELIUS. Vol. 6, No. 10 OCT9BER 1941 ' Hier wird erläutert, warum Nahfeldstörungen in den unteren Frequenzen meist E-Feld-Störungen sind und eine induktive H-Feld-Antenne deshalb Vorteile bringt.
INDUCTIVE AERIALS IN MODERN' BROADCAST RECEIVERS, VOL. 16 No. 7, pp. 181-212 JANUARY 1955 Die hier dargestellte "optimale Spulenform" von 1/2 Stablänge, mittig, wurde in etwa erzielt. ----
Für das etwa 30m lange Koax langt die etwa 10-fache Verstärkung des internen Verstärkers aus, so dass die Eigenbauten direkt angeschlossen werden konnten.
Für den PC und das V.098-Programm aber nicht, hier musste, wie gezeigt, ein zweistufiger Verstärker nachgeschaltet werden, um dem Mikro-Eingang entsprechenden Pegel bereitzustellen. Erst dann war die deutliche Resonanzkurve über dem Rauschen des PC zu sehen. ---- Endlich den Schaltplan zum "Frequenzvergleichsempfänger" (So heißt das Ding also) gefunden. Es hätte noch eine ander,e vielleicht noch etwas bessere Möglichkeit gegeben:
-Symmetrierung nicht über Mittenanzapfung, die bei der selbstgeickelten Spule sicherlich nicht ganz genau ist. Statt dessen eine "virtuelle" Symmetrierung über passende Kondensatoren.
Ein niederohmiger Abgriff für den Transistor sucht man vergeblich, dafür ist das kurze Koax-Kabel zu der Empfänger-Einheit an einen kapazitiven Teiler angeschlossen. Auch so kann man Impedanz-Transformation bewerkstelligen. Und zwar bis über 100 m (!) Kaoax-Leitung laut Geräte-Beschreibung.
Selbst bei der verhältnismäßig hohen Frequenz von 150 kHz findet ein alter Bekannter, der universal-Transistor BC108 Anwendung.
Vorgeschaltet ein Bandfilter. mit kleinen Schalenkernen Mischung dann auf 1 kHZ, hier 2 größere Schalenkerne. 4Hz Bandbreite sind angegeben.
Leider Signal aus Rumänien auf 153 Hz zu schwach auch mit der Stabantenne auf dem Dach. Der Träger ist mit SSB-Empfänger aber gut zu hören, eine gewisse Empfindlichkeit also vorhanden, de, Gerätchen genügt die Induktionsspannung eines kleinen, nicht angeschlossenen Prüfgenerators.
Re: SAQ-Ferritstabantenne mal anders und schräge Versuche
Moin,
Ein weiterer Versuch sollte entscheiden, welche von zwei Antennenformen für einen im Bau befindlichen SAQ-Röhrenempfänger am geeignetsten scheint:
1.) Eine kurze Ferritstabantenne, ergänzt durch angesetzte Polschuhe.
2.) Ein kleiner Rahmen, der in dem Deckel des Empfänger-Kastens Platz findet. Unter den Windungen befindet sich Ferrit-Material.
Zu beiden Prinzipien wurden bereits Patente gefunden. Das erste ist von Fritz Bergtold, bekannt durch zahlreiche Funkschau-Artikel. Das zweite von Siemen aus dem Jahr 1951.
Die Empfangsleistung (Ausgangsspannung RDL, 18,14 kHz) beim Rahmen etwas höher.
Die Kreisgüte des Rahmens aber schlechter, seine knapp 300 Wdg. wurden mit einem PVC- Röhrchen in den Spalt des vorbereiteten Kastendeckesl gewickelt. Nach je 50 Windungen Frischhaltefolie zur Trennung der Wicklungsteile.
Beim Ferritstab ergab sich scharfe Resonanz, obwohl wesentlich mehr Windungen, hat die langgezogene Wicklung wenig Eigenkapazität. Die versuchsweise angesetzten Schalenkerne als Polschuhe erhöhen die Induktivität stark, so dass sich ein sehr günstiges LC-Verhältnis ergibt.
Ein Drehko wäre hier sicherlich sinnvoll zur exakten Frequenz-Einstellung, sollte aber vermieden werden.
Statt dessen das Siemens Patent adaptiert und Ferrit-Material in den Rahmen eingebracht.
Auch hier Induktivitäts-Erhöhung, Wie in dem Siemens-Patent erwähnt, wird das Material bei gleichmäßiger Verteilung am besten genutzt. Ab einem gewissen Punkt muss übermäßig viel Material eingebracht werden, um den Effekt noch weiter zu steigern.
Die Wirkfläche des Rahmens beträgt etwa 500 cm² und würde in etwa einem Ferritstab von 25 cm Länge entsprechen.
Hier "im Norden" offensichtlich ein guter Kompromiss für eine kleine SAQ-Empfangsantenne, RDL mit dem schon bewährten 2-Transistor-Verstärker im Innenbereich laut, Hintergrund klar und wenig verrauscht.
Die im Vergleich zum Ferritstab flachere Resonanzkurve ist von Vorteil, weil fest abgeglichen wird und die Umschaltung RDL / SAQ durch Zuschaltung einer Kapazität erfolgt.
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