für einen kleinen AM Modulator, welcher meine Mittelwellenradios mit Futter versorgen soll, möchte ich eine Magnetic Loop bauen.
Nachdem einige Versuche bisher nicht wirklich zum Erfolg geführt haben (u.a., weil bei gefundenen Bauvorschlägen teilweise essentielle Angaben fehlen und mit "unbekannter Art, aus der Bastelkiste genommen") ich nicht viel anfangen kann und Hinweise wie "muss man probieren" auch nicht wirklich weitergeholfen haben - hoffe ich mit eurer Hilfe ein brauchbares Endergebnis zu bekommen.
Die Antenne soll mehr oder weniger für eine feste Frequenz sein, 1260 KHz.
Zum Abstimmen und Messen habe ich einen Spektrumanalyzer mit Tracking Generator, 9khz-1500 MHz.
Nach viel lesen und suchen im Internet habe ich auf dieser Seite eine recht anschauliche Zeichnung gefunden:
Als Baumaterial habe ich Kupferrohr, als Rolle aufgewickelt mit 18mm Durchmesser da.
Für den Durchmesser des großen Kupferrohrkreis wollte ich 2,0m annehmen, mehr kann ich denke ich schlecht aufbauen, von der Größe her.
Im Vorfeld habe ich jedoch noch ein paar Fragen, anbei mal aufgelistet, um ein wenig dem Problem des Materialverbrauches entgegen zu wirken:
1. Ist der Durchmesser / respektive Umfang vom großen Kupferrohrkreis abhänging von den auf dem Bild angegeben U= Lambda 8tel, oder ist dieses nur auf die Einkoppelspule bezogen?
2. Ist es Egal, ob der Abstimmkondensator oder die Einkoppelspule später am oberen Rand der Antenne ist?
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Zunächst sollten Güte und Frequenz der abgestimmten Loop passen. Da werden je nach Durchmesser und einem üblichen Mittellwelle-Drehkondensator mehrere Windungen notwendig sein. Mit 2-m-Kupferrohr Durchmesser ist die Induktivität zu klein, der Kondensator muss dann einige Nanofarad haben. Da die Loop ja magnetisch zu den Radios koppeln soll, ist das suboptimal.
Eine Abschirmung benötigt man ja nur zum Empfang, die kann weg. Dickes Kupferrohr für Sendezwecke benutzen die Funkamateure, hohe Leistung mit entsprechenden Spannungen am Drehko.
Der Drehko kann in die Resonanzspule des Modulators verlegt werden, die MW-Bausätze, die da aus China etc. angeboten werden, haben den sowieso.
Das Einzige, was man braucht, ist eine große Induktionsschleife, z.b.1,5 mm installationsdraht aus dem Baumarkt. Oder unauffällige 0,25mm" Schaltlitze.
Ankopplung der Enden über eine kleine Aukoppelspule mit 2-3 Windungen auf der Spule / Ferritstab des Modulators.
Die Leistung, die man benötigt, ist ja extrem niedrig. Bei diesem beispielhaften Modulator würde es vermutlich genügen, den Draht der Induktionsschleife durch den Ringkern des Ausgangs-Transistors "Q4" zu führen. https://www.elektronik-labor.de/HF/MWmodulator3.html Anstelle der Aufwärts-Transformation für die stark strahlende Drahtantenne (auf die eine Ferritstabantenne nun nicht anspricht) benötigt man für die niederohmige Induktionsschleife eine Abwärts-Transfomation.
Hier spricht die Ferritstab-Antenne an, und wenn die drehbar im Radio ist, kann man den Effekt der Richtungsabhängigkeit gut vorführen.
Bei Kofferradios mit dem Stab meist parallel zur Frontplatte sollte die Orientierung der Schleife mit der der Wicklungen auf dem Stab übereinstimmen.
Das ist der Vorteil der Schleife: Innerhalb ist das Magnetfeld stark, aber außerhalb, schon nach wenigen Metern verschwindet das Signal im allgemeinen Störpegel. (Das will man ja auch) ---- Wenn aber der Bauvorschlag dieser Kurzwellen-Loop auf MW übertragen werden soll:
Bei 200m Wellenlänge wäre der Umfang etwa 25m, der Durchmesser U etwa 8m. Die Einkoppelschleife hätte u=1/5U, also 1,6m ---- Nachträge: Das Problem einer kleinen Schleife: In einem Abstand größer als 1/2 Durchmesser sinkt das Signal überproportional stark ab. Will man z.b. zur Empfangsverbesserung einen kleinen Weltempfänger an eine 60cm-Rahmenantenne heranführen, um besseres Signal zu haben, dann darf die Entfernung nicht größer sein.
Zwei Lösungen haben sich bei mir bewährt:
Links die direkte Einkopplung über eine Spule mit etwa 20cm Durchmessser und Windungen. Kann man gut an der Rückwand eines der üblichen Dampfradios mit drehbarer Ferritstabantenne befestigen. Auch Anordnung innerhalb des Radios möglich, dann werden Störsignale von außen bedämpft und man kann einen Empfangsrahmen sinngemäß ankoppeln.
Rechts die angesprochene Lösung mit großer Induktionsschleife.
Verwenden tu ich aber nur noch die linke Lösung, Kainka spricht ein wichtiges Problem an: Das der Oberwellen-Abstrahlung. Bei einer "Radio-nahen" Lösung kann man bei geringsten Leistungen hohe Pegel im Radio erzielen.
Es ist sogar möglich, mit einem abgesetzten Rahmen an günstiger Stelle zu empfangen und das verstärkte Signal in ein wenige Meter entferntes Radio einzuspeisen, ohne das Rückkopplung auftritt.
Eine Loop im Nebenraum müsste ich mit erheblich mehr Leistung befeuern. Hätte sowieso keinen Platz für ein 2m-Ungetüm, dass ja ständig aufgebaut sein müsste.
Hallo Technikfreund, zur Dimensionierung der Loop empfehle ich dir den Loop-Rechner von der Website des DARC Ortsverband Stralsund, Autor DG0KW, der für Amateurfunkanwendungen konzipiert wurde und frei zur Verfügung steht. Er ist dafür gut anwendbar.
Hier ein Screenshot mit Einstellungen für 2m Durchmesser, 3 Windungen Kupferkabel und 1 MHz. Zur Abstimmung würde ein üblicher Drehko für Mittelwellenradios, alternativ keramischer Festkondensator für nur eine Sendefrequenz, gehen.
deine Fragen rund um die Magnetantenne reichen hier im Forum inzwischen fast 10 Jahre zurück.
Sendeversuche mit hohen Leistungen bei Funkamateuren führen regelmässig zu Enttäuschungen, auch wenn sie in beengten Wohnverhältnissen oft die einzige Alternative bleibt. Ausnahme sind Vertikalkonstruktionen mit Dachkapazität bzw. verkürzte Dipole des Typs DP200.
Wenn es um den auf die Wohnung beschränkten Modulator geht, dann ist die induktive Kopplung der einzigst legale Weg. Vergleiche ich allerdings meinen 0,75 x 0,75 m Rahmen mit dem 3m langen Stab an einem AMT3, dann hat der Rahmen erwartungsgemäss die geringere Reichweite bei gleicher Speise- leistung. Die Verwendung einer Koppelspule ist nicht sinnvoll, insbesonders wenn es um eine Festfrequenz geht. Exakte Einstellung auf Resonanz und Anpassung erfordert Messgeräte. Alternativ lässt sich das prozentuale Verhältnis der Kondensatoren in den MW-Bereich extrapolieren und der Resonanzpunkt mit einem angeschlossenen Empfänger feststellen. Zum Schluss erfolgt der Tausch der Drehkos gegen Festkondensatoren (am besten Glimmerkondensatoren verwenden, denn Erwärmung = Verstimmung).
Wie man erkennt, muss der Draht dünn sein, damit die Modulation nicht begrenzt wird. Funktioniert im Umkreis zwischen 5 und 10m.
Gruss Walter
Nachtrag:
Lass dich vom Folgebeitrag nicht zu sehr verwirren. Ich habe schon vor sehr langer Zeit Diskussionen um falsche Behauptungen eingestellt. Zu meiner Dimensionierung ist wichtig nachzutragen, dass ein Abstand von 5-6 mm zwischen den Windungen elementar ist, weil ansonsten die schädliche Kapazität eine Abstimmung nicht mehr zulässt.
Eine gewisse Breitbandigkeit ohne Resonanz haben wir für das Projekt COHIRADIA ebenfalls ausprobiert. Die Ergebnisse haben mich aber nicht wirklich überzeugt. Bei einer sehr grossen Loop werden die zulässig vorgeschriebenen Pegelwerte in 10m Abstand überschritten.
Frage 1: Die in der Grafik enthaltenen Beziehungen sind eindeutig, zeigen aber auch die mechanische Untauglichkeit für das MW Band. Frage 2: Prinzipiell egal, die gezeichnete Form hat sich aber aus praktischen Gründen durchgesetzt (z.B. damals bei Käferlein). Nochmal: Kupferrohr senkt die erzielbare Bandbreite auf unter 1kHz
Hier eine Skizze, welche di Überlegungen verdeutlichen soll, die seinerzeit zum Aufbau der großen 1-Windungs-Induktionsschleife führten:
Die rot gezeichnete magnetische Fernfeld-Komponente des Senders ist annähernd gleichmäßig im Raum vorhanden. Es wird durch die Ferritstabantenne des Radios empfangen (grün gezeichnet). (Dabei auch verzerrt, weil die Feldlinien den Weg über den Stab nehmen).
Bei der Induktionsschleife ergibt sich ein Problem: Mit zunehmendem Abstand sinkt die Feldstärke erheblich (quadratisch zum Abstand meine ich mal gelesen zu haben). Abhilfe schafft hier eine möglichst große Schleife, Extremfall eben eine, welche z.B. eine komplette Schrank-Rückwand einnimmt.
Anderes Extrem die Kreuzwickelspule mit Eisenkern, die man direkt auf den Stab legen muss.
Was Resonanz angeht, kann sie auch schädlich sein, weil eine Bandbreiten-Begrenzung eintreten kann bei zu hoher Güte. Insofern ist der China-Modulator mit Fremdmodulation, den Kainka zeigt, eine gute Lösung.
Die Schleife braucht auch nicht auf Resonanz gebracht zu werden, lediglich eine gewisse Anpassung bei der Auskopplung an den Ausgangskreis des Modulators (im Beispiel nicht resonanter Ferritring) ist zu ermitteln.
Natürlich nicht durch einfaches Herumprobieren, sondern durch systematische empirische Vorgehensweise... Bei einem selbstschwingenden Modulator mit CF7 hatte die Auskoppel-Wicklung etwa 2 Windungen für eine induktionsschleife von 2,5 x 2,5 m. Der Anodenkreis hatte etwa 50 Windungen.
Nimmt man zu viele Windungen, belastet die Schleife den Ausgangkreis mit ihrer verhältnismäßig geringen Induktivität zu sehr. Ein resonanter Ausgangskreis steigt dann in seiner Frequenz zu stark.
Bei zu wenig Windungen oder zu loser Kopplung durch größeren Abstand sinkt zwar der verstimmende Einfluss, aber auch die Feldstärke innerhalb der Schleife.
Ansonsten ist die Anpassung unkritisch, weil die Verhältnisse anders liegen als beim Funkamateur.
Eine große Induktionsschleife selbst resonant abzustimmen zu wollen, erscheint unzweckmäßig und ist auch überflüssig:
Mit dem Drehko im Modulator wird die "Sendefrequenz" eingestellt, und dann hat sich die Sache auch schon erledigt.
Nachtrag zum Nachtrag von Walter
Zitieren:Lass dich vom Folgebeitrag nicht zu sehr verwirren. Ich habe schon vor sehr langer Zeit Diskussionen um falsche Behauptungen eingestellt.
Aber klar, ein "Tatra 8x8" ist auch gut für den Besuch eines Safari-Parks geeignet. Wenn die einen auf's Gelände lassen und die Einfahrt breit genug ist...
Hallo Walter, wie speist du das AM-Signal in deine Quadrat-Loop ein?
Zur Frage der Bandbreite: Ist nicht die Betriebsgüte entscheidend, die ja durch reale Verhältnisse wie Wandnähe, Ankopplung etc. herabgesetzt wird? Ich würde auf höhere Güte setzen und die Betriebsgüte dann ggf. reduzieren, im einfachsten Fall durch einen kleinen Serienwiderstand. Die Leistungen sind ja überschaubar.
das 50 Ohm Kabel (RG174U) geht parallel auf den kapazitiv grösseren (etwa x10) Kondensator. Sicherlich wird die reale Bandbreite grösser als die von Programm errechnete sein, aber wo liegt das Problem? Ziel ist sicherlich ein kleiner bis nicht nachweisbarer Pegel auf dem Nachbargrundstück. Bei mir hat es zufällig gepasst und ich brauchte keinen Pegelregler. Vielleicht wobble ich das zur Nachkontrolle mal gelegentlich durch.
Gruss Walter
Nachtrag:
Die Mittenfrequenz hat sich nicht verstimmt, und die 3dB-Bandbreite im Betrieb ist zehnmal höher und beträgt etwa 100 kHz.
Eine Form der Induktionsschleife, die für den Radio-Sammler interessant sein könnte, ist die "unsichtbare" , praktischerweise mit nur einer Windung.
Das könnte beispielsweise der Alu-Rahmen einer Vitrine sein, der auf der Bodenseite aufgetrennt ist und wo dann die Einspeisung erfolgt.
Das wäre ganz einfach die Umkehrung des "Zierleisten-Rahmens" beim Radio: Anstelle die niedrige Impedanz einer solchen 1-Windungs-Spule auf den Eingangskreis hochzutransformieren, wird die Ausgangs-Impedanz des Modulators herabtransformiert.
Normalerweise wird die niederohmige Auskoppelwicklung über Koax an eine kleine Koppelspule geführt, die etwa 20 Windungen bei einem Durchmesser von etwa 12 cm hat.
Zu wenig Windungen erhöhen die Resonanzfrequenz des Rahmens zu sehr, zu viele führen zu ungewollt scharfer Resonanz des Rahmens und dumpfem Klang.
Die Induktionsschleife Die Testspule hatte eine Höhe von etwa 2m und eine Breite von 60 cm. Ermittelt wurden bei diesem Rahmen 3 Windungen.
Ergebnisse: Die Feldstärke innerhalb der Spule war erstaunlicherweise immer noch so groß, dass das Radio (Blaupunkt "Marimba") noch etwa 50 cm vom Mittelpunkt der Spule entfernt sehr guten Empfang hatte.
Jedoch weniger Pegel als die kleine Spule unmittelbar neben dem Ferritstab des Radios: Die Polarität der Spule musste richtig gewählt werden, damit das Signal nicht dem vom Stab aufgenommenen Fernfeld entgegenwirkte.
Die Leistung, die der Modulator bringen muss ist also extrem gering, sonst würde es nicht möglich sein, den Rahmen auf eine Entfernung von 500 km zum englischen Sender auf diese Weise zu nutzen.
Das Radio muss sich innerhalb der Spule "in Achsnähe" befinden, um stärkstes Signal aufzunehmen, da die Feldstärke innerhalb der Spule größer ist als außerhalb.
Frühere Aufbauten mit dem Rahmen zeigten, dass die Induktionsschleife selbst nicht resonant auf den Rahmen abgestimmt sein darf, es ergab sich ein "Doppelhöcker"- Bandfilter-Effekt, der genau abgestimmt werden musste vom Koppelfaktor her.
Folgende Skizze soll einen möglichen Aufbau verdeutlichen:
Anstelle des Rahmens wird der Modulator niederohmig ausgekoppelt und auf sinnige Leistung herabgeregelt.
Eine denkbare Variante wäre auch, zwei Schleifen nach Art der Zylinderspule an beiden Seiten der Vitrine parallel zu schalten, für ein gleichmäßig starkes Magnetfeld im Innern.
Für Reparatur- und Abgleichzwecke wird vom Modulator auf einen Signalgenerator umgesteckt (mit Vorschalt-Widerstand)
Fazit: Nach diesem kleinen Versuch mit extrem kleiner Leistung mache ich mir über mögliche Störstrahlung außerhalb der Schleife nun keinen Kopf mehr. Vorausgesetzt, der Modulator arbeitet korrekt und erzeugt keine Oberwellen auf Kurzwelle oder gar UKW.
Es gibt zahlreiche Darstellungen im Netz, wie das Magnetfeld um und innerhalb einer Spule verhält, ebenso über die Feldstärke-Verteilung, z.B. hier: https://physikbuch.schule/magnetic-fields-of-currents.html (Ach ja, Helmholz-Spule hieß der Aufbau mit zwei parallelen Spulenteilen...)
Was in der jeweiligen Wohnsituation am besten passt, wird sich durch praktische Vorversuche mit einem tragbaren Radio und Ferritstabantenne schnell ergeben.
Hallo zusammen, Technikfreund hat sich ja noch nicht zurückgemeldet, vielleicht ist der Wust an Ideen hier inzwischen einfach zu viel, um gemeinsam an seiner Projektidee weiter zu arbeiten.
Für mich wäre bei der Frage Mittelwellenmodulator wichtig, eine Versorgung zu haben, die nicht nur die Radios mit eingebauter Ferritantenne erreicht, sondern auch die, die eine externe Drahtantenne brauchen, d.h. z.B. auch über eine Wurfantenne auf den Modulator im Raum ansprechen.
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