EFHW Antenne, Verlängerungsspule,80m Band verkürzte endgespeiste Halbwellenantenne Meine Frage : welchen Einfluss hat die Geometrie der Spule auf die Eigenschaften der Antenne? 110µH Spule 1: kleiner Durchmesser große Länge Spule 2:großer Durchmesser kurze Länge Rohr Wdg. Draht Abst. Sp.Län Drahtl. Ind. Eig.Kap eig.Res 20 264 1mm 0 264mm 17,42m 110µH 3,3pf 8,331Mhz 50 60 1mm 0 60mm 9,61m 111µH 2,347 9,856Mhz Gruß Gerd
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Vermutlich ist die geometrisch längere Spule, falls sie nicht abgeschirmt wird, Teil der abstrahlenden Antenne, und dadurch "besser". Wie lang ist denn der Strahler?
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Hallo Wolfgang, anbei das Schema, Mich beschäftigt halt die Überlegung, ob ein langer Spulendraht besser als ein kürzerer Draht ist. Gruß Gerd
Solange die Antenne gleichphasig erregt wird (bis lambda/2 ohne Tricks wie Umwegschleifen), macht es nur einen ganz geringen Unterschied, wie groß die mechanische Länge ist. Sie kann theoretisch sogar bis auf Null reduziert werden, ohne dass sich die Kopplung in den Raum merklich ändert. Und das ganz ohne Verlängerungsspule! Nur die Anpassung wird unendlich schwierig. (Siehe Theorie der linearen Antenne.) In der Praxis entscheiden die Verluste und die resultierende Bandbreite zusammen mit den entsprechenden Anpassungselementen. Die Verluste werden bei der Spule mit der kürzeren Drahtlänge entsprechend geringer ausfallen. Im Gegenzug wird die Verlängerungswirkung bei gleicher Induktivität nicht gleich sein. Ich würde daher immer zu weniger Spulendraht tendieren, zumal 1 mm nicht wirklich dick ist (plus Skineffekt!).
Hallo Gerd, weil Du so viel Draht in die Luft hängen kannst: Hast Du schon mal über eine Zeppelin- Antenne nachgedacht? Da braucht man gar keine Verlängerungsspule und keinen 1:49 Übertrager. Einfach ein Wireman- Kabel,(mind. 12 m lang), ein Ende offen, das andere mit dem Langdraht verbunden (ca. 40 m). Senderseitig ein L- oder T-Glied Tuner plus Mantelwellensperre. Das funktioniert bei mir von 160m bis 10m. Gruß Wolfgang
Hallo Wolfgang, ich habe bereits so einige Überlegungen angestellt, klar, je einfacher um so besser. Für die EFHW-Antenne habe ich alle Materialien, somit werde ich damit starten. Meine beiden „Masten“ werden in 32m Abstand stehen. Die werden im Moment angefertigt. Unten ca. 5m Aluminiumrohr und die Spitzen aus 5m GfK-Surfmasten. Ich möchte eigentlich ohne Verlängerungsspule arbeiten, dann müsste ich ca. 40m Draht spannen, was auch geht wenn ich das Ende zur Seite spanne. Die verkürzte Version würde erst mal reichen um Betrieb zu machen. Im Netz werden da beide Versionen mit kleinem und großem Durchmesser gewickelt und verwendet. Wobei beide Spulen bei 3,5Mhz ca. 2,4K Blindwiderstrand haben. So wie ich es sehe ist die dünne lange Spule der Sperrkreis für die Bänder 10m-40m und der aufgewickelte Draht die Restlänge zu Lamda ½ für 80m. dünne Spule: 20,35+ 2,39 +17,42Cul =40,16m = etwa Lamda ½ für die dicke Spule mit dem kurzen Draht, die ja auch funktioniert, fehlt mir die Erklärung. dicke Spule: 20,35+ 2,39 +9,61Cul = nur 32,35m Gruß Gerd
von Gerd S. schrieb: >Mich beschäftigt halt die Überlegung, ob ein langer Spulendraht besser >als ein kürzerer Draht ist. Wenn du mit dem kürzeren Draht die gleiche Induktivität erreichst, ist natürlich der kürzerer Draht besser, weil die Spulengüte dann besser ist. Die Spulengüte ist induktiver Widerstand durch ohmscher Widerstand des Drahtes.
Günter Lenz schrieb: > Wenn du mit dem kürzeren Draht die gleiche Induktivität > erreichst, ist natürlich der kürzerer Draht besser Aber wohl auf Kosten der Bandbreite.
Hallo OM Gerd, die Spule sollte die höchstmögliche Güte haben. Mögliche Bauform LxB quadratisch. Windungsabstand mind. ein Draht-Durchmesser. Draht-Oberfläche, d.h. Draht-Querschnitt groß (wegen Skin-Effekt). Oberfläche poliert und vor Korrosion mittels Lack geschützt. Manche schwören auf Versilberung aber der Vorteil/Aufwand/Kosten-Faktor hält sich in Grenzen. HF-Strom durch Spule sollte so gut wie möglich geleitet werden, damit das Feld die grösstmögliche Energie zum Aufbau bekommt. Gilt sowohl für den Empfang als auch fürs Senden. vy73 Markus
Die Spulengüte hat bei einem Formfaktor Durchmesser:Spulenlänge von 2,5 ein Maximum. Im FUNK-AMATEUR gab es vor einigen Jahren dazu eine gründliche Untersuchung. Versilbern lohnt nicht wegen Skineffekt, mikroskopischer Oberflächenrauhigkeit und Sulfitbildung. Ich weiss nur nicht, wie sich die Verschmutzung der Kupferoberfläche auswirkt.
@Eric, auch unter der Berücksichtigung des Proximity Effektes? Markus
Guten Morgen und eine schöne Weihnacht. Vielen Dank für die div. Hinweise zur Spulenbeschaffenheit, ich werde versuchen durch Wickeln mit Abstand das Q zu verbessern und hoffentlich etwas breitbandiger auf 80m zu sein. Die Berechnung des ersten Strahlersegments ist mir klar, 300: 7,371= λ λ:2= L Kennt jemand die Formel für den zweiten verkürzten Teil? Im Netz wickelt jeder anders in Bezug auf die Geometrie, und alle beziehen sich auf die 110µH, was ja bei unterschiedlicher Geometrie zu total abweichenden Spulenspezifikationen führt und den daraus resultierenden Resonanzen. Wobei aber immer die Funktion auf 80m erreicht wird. Gruß Gerd
@Gerd, ein höhers Q macht die Antenne schmalbandiger, ermöglicht es aber dass ein größerer Strom durch die Antenne fließen kann und damit das abgestrahlte Feld stärker ausfällt und damit die Antenne mehr Energie an die Umgebung in Form von Funkwellen und nicht Wärme abgibt. >durch Wickeln mit Abstand das Q zu verbessern und hoffentlich etwas >breitbandiger auf 80m zu sein. Markus
Zum Entwerfen von Antennen nimmt man heutzutage am besten einen Antennenanalysator, z.B. den nanoVNA für rund 100 Euren.
@eric, der nanoVNA mit seinen -14 bis -10dBm Generator-Pegel mag für VHF/UHF/SHF Antennen noch gehen, nicht aber für KW-Außenantennen. Da sind schon VNAs mit -4 bis 0dBm Pegel grenzwertig. Meine Meinung! Markus
2 Bemerkungen: 1. Zum Entwerfen nimmt man z.B. MMANA: http://dl2kq.de/mmana/4-7.htm 2. Das schmalbandige Messprinzip mit 2 Oszillatoren in ca. 8 kHz Abstand, Mischung und FFT ist auch für lange KW- Antennen geeignet. Ich habe es selbst erprobt. (EU1KY- Analyzer, NanoVNA).
@Wolfgang, Rechenbeispiel: Antenne X bei fo 7MHz hat ohne Störpegel aus dem Äther z.B. Fall I: bei einer durchschnittlichen guten Anpassung -13dB Rücklauf (5% Reflexion) Fall II: bei einen besseren sehr guten Anpassung -20dB Rücklauf (1% Reflexion) Der VNA Pegel von z.B. -10dBm kommt also am VNA Messport mit -23dBm (Fall I) bzw. mit -30dBm (Fall II) an - ohne Störung aus dem Äther. Jeder überlagerter Pegel, der durch fremde Aussendungen von der Antenne auf der Messfrequenz aufgenommen wird, verfälscht je nach Phasenlage die Messung. Dies kann zwar durch mehrere Messungen und Mittelung reduziert werden, ist aber ein Faktor, der die Messung immer verfelscht und die Messwerte somit in Frage stellt. In meinem Beispiel ist dass bereits ab Antennen-Pegeln von -30 bis -23 dBm bereits der Fall. (3db Fehler) Ein VNA mit -20dBm Generator-Pegel, solche Geräte sind auch auf dem Markt, hat bereits ab -40 bis -33 dBm das o.g. Problem. Also muss man genau wissen, wann und wo man seine Antenne durchmessen will, um die Problematik zu minimieren. Speziell bei KW Langdraht Außenantenne, die eine Menge EMV-Dreck und KW-Sender aufnehmen, während die Messung mit dem VNA durchgeführt wird. Das Problem bei den VNAs besteht darin, dass man auf der einen Seite nicht einen breitbandigen Sweep mit hohen Pegeln auf ein strahlendes Objekt, wie eine Antenne, loslassen kann und damit die Umgebung stört, es sei den man befindet sich in einer geschirmten Messkammer, auf der anderen Seite bräuchte man einen höheren Messpegel um seine Antenne genauer zu vermessen. Im Freien bekommt man manchmal selbst mit einem -4dBm Messpegel Geister-Bilder, die mit den eigentlichen Gegebenheiten nicht immer übereinstimmen. So mein Wissensstand. vy73 Markus
Hallo Markus, beim EU1KY- Analysator liegen etwa -12 dBm Pegel am Messport an. Um das SWR zu bestimmen, wird der Widerstand der angeschlossenen Antenne direkt an diesem Port gemessen: Einfach R = U / I, (natürlich vektoriell). Sollte jetzt zufällig ein Störsignal genau im beobachteten Frequenzfenster auftreten, dann gilt für dieses dieselbe Gleichung. Mehrfache Messung und Mittelwertbildung werden natürlich ebenfalls benutzt. Der Knackpunkt ist meines Erachtens die geringe Filter- Bandbreite, (ca. 300 Hz) ermöglicht durch eine FFT .
@Wolfgang, ein S9 Signal hat -73dBm. Ein entsprechend S9+40dB Signal liegt somit Leistungsmäßig bei -53dBm und zwar schmalbandig. Ein S9+60dB Signal hat bereits -43dBm schmalbandig und übt Einfluss auf Deine Messung aus. Es Überlagert die am Detektor- Port ankommende reflektierte Leistung, die der VNA eigentlich von seinem eigenen Generator erwartet und verfälscht entsprechend der resultierenden Summe dass Messergebnis an dieser Stelle und wohlmöglich durch Zustopf- effekte am VNA Eingang auch breitandig. Soweit mein Kenntnisstand. Zwar sind solch starke Signale nicht die Regel, aber Rundfunksender und benachbarte Fieldday-Stationen können durchaus die Ergebnisse stark verfälschen und sogar den VNA-Eingang zerstören. Dass sollte man bei den Messungen mit solchen VMAs immer im Hinterkopf behalten. So sehr ich den nanoVNA und den EU1KY-Analyzer für Schreibtisch-Messungen schätze vermeide ich trotzdem damit Messungen an KW-Antennen im Freien zu machen. vy73 Markus
Ich habe kürzlich meinen 80m-Dipol mit einem VNA vermessen, SWR, Impedanzen, Resonanzen usw. An einigen Stellen kann man deutlich den Einfluss von externen Funksignalen erkennen, aber auf den Gesamtverlauf der Kurven über das Band hat das überhaupt keinen Einfluss.
Markus W. schrieb: > Es Überlagert die am Detektor- > Port ankommende reflektierte Leistung, > die der VNA eigentlich von seinem eigenen > Generator erwartet und verfälscht entsprechend > der resultierenden Summe dass Messergebnis > an dieser Stelle Du bist gedanklich bei skalaren Analysatoren mit breitbandigem Detektor. Bei einem VNA folgt aber der Empfänger der Sendefrequenz mit geringer Bandbreite, während der Sweep läuft. Das kann sicherlich mal Ausreisser geben bei einzelnen Frequenzen, wo ein externes Signal empfangen wurde. Es wird aber nicht der gesamte Sweep so gestört, daß man eine falsche Reflektion misst. Viele Grüße Volker
Hallo Volker,
>Bei einem VNA folgt aber der Empfänger der Sendefrequenz mit geringer
Bandbreite
Ja und Nein ;-)
Im Prinzip richtig, aber nicht bei den billig-VNAs, da das
Frontend nicht sehr hochwertig ist. (Fehlende mitlaufende Selektion.)
Da ich gerade mitten in meinem Umzug stecke, muss ich mich etwas
zurücknehmen, was deine Beiträge und Antworten angeht.
LG
Markus
Markus W. schrieb: > Im Prinzip richtig, aber nicht bei den billig-VNAs, da das > Frontend nicht sehr hochwertig ist. (Fehlende mitlaufende Selektion.) Den Aufbau eines VNA haben wir aber in der HF-Meßtechnikvorlesung anders gelernt. Es geht nicht um "mitlaufende Vorselektion", die kenne ich von VNA nicht. Ich meine was anderes: beim vektoriellen (!) Netzwerkanalysator wird mit dem LO frequenz- und phasensynchron zum Sendesignal runtergemischt. Geeignetes ZF-Filter und man hat kein Problem mit Störsignalen auf anderen Frequenzen. Oder ist der NanoVNA in dem Punkt wirklch so schlecht konstruiert? Viele Grüße Volker
Volker, der Dreck passiert vor dem ZF-Filter, beim Mischen und erzeugt Geistersignale auf der ZF-Frequenz, die zu Messfehlern führen (mehr oder weniger). Wie es beim nanoVNA und anderen lowcost Fabrikaten aussieht kann ich nicht genau sagen, weise lediglich auf die Problematik hin und darauf nicht jedes Messergebniss als tatsächlich gegeben anzusehen. Die VNAs der Billigklasse sind nun mal Einfachsuper-Empfänger mit allen Vor- und Nachteilen. Sie für Teile/Verstärker/Anpassnetzwerke/etc. herzunehmen und auch kleine Antennen im (VHF bis SHF)-Bereich ist ok aber eben nicht immer für KW-Antennen (Zeit/Frequenz/Enpfangsfeldstärke). Nur das wollte ich anmerken. Ansonsten ist jeder für den "Mist", den er misst, selbst verantwortlich ;-) Markus
Markus W. schrieb: > Geistersignale auf der ZF-Frequenz > nicht immer für KW-Antennen Wen stört es schon, wenn auf der SWR- oder Impedanzkurve irgenwo ein paar kleine Spitzen auftauchen? Man weiss doch, dass die Messkurven keine Spitzen haben.
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