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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?
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09.10.20 01:42
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

09.10.20 01:42
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Walter

Ganz schöne Fleißarbeit, bin beeindruckt :-)
Sehr interessante Tabelle, vielen Dank dafür.
Die geringen Differenzen des SNR sind wohl eher keine Überraschung - oder?
Ich habe mal einen Test mit dem SDR gemacht, links mit der großen Ferritantenne (siehe oben: 2 Bündel, je 7 Stäbe axial verbunden)
und rechts ein übliches Stäbchen 10 x 160. Die Wicklungen haben etwa gleiche Induktivität. Der Pegel differiert um etwa 24 dB, das SNR höchstens um 5 dB - wenn überhaupt. Das Signal der NDB Bake Bruck blieb zwar für einige Zeit relativ konstant aber zur besseren Ansicht hatte ich die Hold-Funktion eingeschaltet.




Gruß in die Runde
Hajo

Zuletzt bearbeitet am 09.10.20 14:02

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NDB SNR.jpg NDB SNR.jpg (162x)

Mime-Type: image/jpeg, 135 kB

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09.10.20 09:03
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

09.10.20 09:03
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Jens, hallo Hajo,

das mit dem SNR ist so eine Sache. Ich arbeite mit 30 Hz Auflösung, und damit wird der Überlauf langsam. Ich muss auch in "MAX HOLD" drei Überläufe summieren. Einen mittleren Pegel der Rauschlinie zu wählen birgt auch Ungenauigkeiten. Spektrumanalysatoren sind im allgemeinen auch nicht sehr empfindlich. Mein Sourcefolger hat zwar keine Spannungsverstärkung, der SA602-Mischer aber eine kleine (nicht näher gemessene) Mischverstärkung. Einen definierten Messsenderpegel kann ich hier nicht liefern.

Ich sehe in der Liste eine Differenz der Empfangspegel von 16,6 dB und beim SNR von 13,4. Das ist zwar weniger aber nicht so deutlich wie bei dir.

Auf speziellen Wunsch habe ich den Versuch mit den "Polschuhen" nachgeholt und in die Tabelle eingearbeitet. DHO38 kam heute früh auf der Referenzantenne um 0,6 dB besser an. Bereinigt ergab das ein Plus von rund 5 dB im Empfangspegel. Soviel hätte ich eigentlich nicht erwartet.
Um Missverständnissen vorzubeugen müssen wir auch die Wortwahl genau bedenken. Die Antenne in deiner Skizze hat nichts mit einem Rahmen zu tun, wie ich finde. Mir ist irgendwann einmal eine Ferritantenne mit aufgesetzten Ferritscheiben begegnet, ich kann mich aber an Einzelheiten nicht erinnern. Fakt ist aber, dass man solche Konstruktionen eher nicht zum Peilen nimmt, weil das Minimum nicht sehr tief ist. Ohne "Polschuh" konnte ich aber den Empfang von DHO38 bis in das Rauschen auf einem Drehwinkel von maximal 2 Grad drehen.




Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 09.10.20 09:23

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Ferritantenne_mit_Polschuh.jpg Ferritantenne_mit_Polschuh.jpg (171x)

Mime-Type: image/jpeg, 271 kB

09.10.20 10:09
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

09.10.20 10:09
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Jens,

solange es keine Missverständnisse gibt, ist mir die Nomenklatur völlig egal. Andere Leute sind da wesentlich pingeliger.

Interessant ist vielleicht auch, dass meine Luftspule, die ja immerhin über 2,5 Quadratzentimeter Innenquerschnitt hat, auf Resonanz gezogen den Sender DHO38 NICHT empfangen kann. Dieser "Rahmen" taugt also nichts.

Ein interessantes Bild einer Loopantenne in einem französischen Radio (kennt jemand den Typ?) hat mir ein Freund zugeschickt:



Es kann natürlich sein, dass das Gerät in die Kategorie "Notradio" in die Nachkriegszeit fällt.

Gruss
Walter

Nachtrag:
Ich kenne den Begriff "Kreuzrahmen" nur aus dem Bereich der Sichtfunkpeiler für die beiden Komponenten Ost-West und Nord-Süd. Die Radioantenne ist in der Tat eine Version für LW und MW.

Zuletzt bearbeitet am 09.10.20 13:37

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Loopantennen vor Einführung der Ferritantennen 1950er.jpg Loopantennen vor Einführung der Ferritantennen 1950er.jpg (172x)

Mime-Type: image/jpeg, 168 kB

09.10.20 15:50
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

09.10.20 15:50
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo zusammen,

beim Ausmessen der Holzleisten für den Rahmen ist mir aufgefallen, dass die Ferrite nicht 50 mm sondern 80 mm lang sind. Ich habe die Tabelle entsprechend korrigiert.

Sorry, die 50mm standen aber in der Bestellung


Gruss
Walter

09.10.20 19:52
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

09.10.20 19:52
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Walter

Um Deine Fleißarbeit etwas mehr zu würdigen, habe ich mir erlaubt, die Daten der Tabelle noch etwas auszuwerten.



Links die Auswertung der zunehmenden Querschnitte- und rechts der Längen der Stäbe.
Habe (aus Faulheit :-) ) nur in der rechten Tabelle die Maße aktualisiert.
Scheinbar ergeben sich zwei Schlußfolgerungen:
1. Sowohl die Erhöhung der Querschnitte, als auch die der Längen, lassen den Gewinn an Pegel und SNR um den gleichen Faktor steigen.
2. Offenbar existiert das von Nowack postulierte optimale L/D Verhältnis wirklich (grüne Zeile).
Die 5x8er Reihe legt den gleichen Schluß nahe, die 10x8er Reihe nicht ganz.
Auf Grund des begrenzten Datenumfangs ist diese Interpretation vielleicht etwas gewagt aber offenbar zeichnet sich ein deutlicher Trend ab.
Sehr interessante Sache das.



Gruß in die Runde
Hajo

Zuletzt bearbeitet am 09.10.20 19:59

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Ferritvergleich.jpg Ferritvergleich.jpg (160x)

Mime-Type: image/jpeg, 75 kB

10.10.20 11:30
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

10.10.20 11:30
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Hajo,

danke für die Fleissarbeit. Der Trend ist erkennbar, und wir müssen die Grundlagen nicht neu schreiben !!

Soeben habe ich den Rahmen aus 4 x 4 Ferritstäben zusammengesetzt. Vor dem Verkleben der unteren Stäbe habe ich noch einmal meine Spule aufgeschoben und die Induktivität mit 159 mH gemessen. Der gestreckte Stab gleicher Länge und gleichen Querschnitts hatte rund 10 Prozent mehr. Grosse Überraschung dann bei der Pegel und SNR-Messung: In beiden Fällen fast auf das zehntel dB gleiche Werte!

So gesehen hatte weder Jens noch ich Recht gehabt. Der Pegel wird nicht kleiner, weil ein magnetischer Kurzschluss entsteht. Grösser aber auch nicht, der zusätzliche Aufwand ist nutzlos. Morgen werde ich den zur Verfügung stehenden Wickelraum 5 x 8 mm mit HF-Litze vollwickeln.




Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 10.10.20 11:33

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Nutzlose Konstruktion.jpg Nutzlose Konstruktion.jpg (163x)

Mime-Type: image/jpeg, 73 kB

10.10.20 14:13
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

10.10.20 14:13
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Jens,

die Klappferrite gehen auf jeden Fall - nicht nur auf den VLF-Frequenzen. Die meisten sind in ihrer Dämpfung für 100 MHz spezifiziert. Ich war auf der Suche nach welchen, die mit einem äusseren Durchmesser von 18mm in meine Spulen passen würden. Man müsste dann die beiden Hälften zusammen kleben und mindestens 10 Stück hintereinander legen. Das wäre aber auch nicht billiger als Bündelferritstäbe, wie ich gesehen habe.
Die Antennenspule meines EF98 Audions besteht übrigens aus einem solchen "Lochferrit" für RG22 mit einem µ von 1000 .

Auf jeden Fall ist für SAQ ein Ferritstab die beste Wahl. Jetzt werde ich noch ausprobieren, um wieviel dB der Mini-17cm-Rahmen dem Ferritstab gleicher Länge unterliegt, dann ist die Sache für mich durch. Alleine der ohmsche Verlust ist zehnmal so gross. Diese 42mH Spulen sind für SAQ wirklich ein Glücksfall mit nur 60 Ohm Verlustwiderstand ohne Eigenresonanz aus dem Konvolut seinerzeit. Das gleiche L/C-Verhältnis ist auch kaum erreichbar. Wahrscheinlich waren sie für Lautsprecher-Frequenzweichen vorgesehen. Bei Bedarf könnte ich noch ein paar abgeben.

Eine Konstruktion nach deinem "Ferritstäbe im Rahmen Prinzip" kommt für mich nicht in Frage. Ich suche eher eine tragbare Lösung, stationäre Antennen habe ich genug und die Peilerei ist für mich nicht interessant.


Gruss
Walter

10.10.20 17:42
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

10.10.20 17:42
Hajo 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Zusammen

Ich denke, bei aller Kontroverse darf man nicht den Anwendungszweck aus den Augen verlieren.
Wie hier schon erwähnt: Für Detektorempfang spielt die erzielbare Antennenspannung eine große Rolle, an einem modernen empfindlichen RX ist es eher das SNR.
Mit steigender Permeabilität steigen auch die Verluste und damit sinkt die erreichbare Spulengüte. Darauf weist auch Nowak hin und führt weiter aus, Zitat:
"Man darf die in der Spule induzierte EMK nicht gleich ohne weiteres der zu erwartenden resultierenden Empfangsspannung setzen." Zitat Ende. S.3 1Abs.

Ich habe heute mal meinen Vergleich etwas präzisiert. Der Testaufbau:
Sendeantenne Kupferdrahtspule 2Wdg, 10cm Durchmesser, gespeist aus einem HF Generator, 50 Ohm Ausgang über geschirmte Zuleitung, Entfernung zu den Antennen rund 1,5m.
Solche Tests im Innenraum sind sicher keine Referenz aber für Amateurbelange vielleicht statthaft.



Die vertikale Teilung beträgt 5dB, links die kleine Ferritantenne 10 x 160, Mitte die große Ferritantenne und rechts ein kleiner Rahmen (10Wdg, 30cm Durchmesser.).
Die Induktivitäten sind in etwa gleich, der Rahmen hat ungefähr den gleichen Durchmesser, wie die große Ferritantenne lang ist.
Das SNR der beiden Ferritantennen ist fast gleich, mit sehr geringem Vorteil für den größeren Ferrit, der Rahmen ist erheblich besser.

Bei aller Kritik stellen Ferritantennen, meiner Ansicht nach, gerade für VLF-Portabeleinsätze einen gut brauchbaren Kompromiß dar.
Eine 30cm Luftspule für VLF herzustellen, wäre mir jedenfalls erheblich zu viel Aufwand.




Gruß in die Runde
Hajo

Zuletzt bearbeitet am 10.10.20 17:59

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Ferritvergleich2.jpg Ferritvergleich2.jpg (161x)

Mime-Type: image/jpeg, 185 kB

10.10.20 20:08
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

10.10.20 20:08
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo Hajo, hallo Jens,

das ist im Grunde keine Kontroverse. Hinsichtlich Aufwand habe ich den Vogel abgeschossen, was aber eher Zufall war: 6 Ferrite verkleben, Kupferlackdrahtrolle darüber schieben und fertig. Die Sendedauer von SAQ spielt hier auch keine Rolle, das sehe ich sportlich. Genauso ist das mit dem Detektorempfang: Keiner wird den Programminhalt über ein paar Minuten hinaus verfolgen wollen. Wirklich interessant ist oder war der Detektorempfang nur im stabilen Bodenwellenbetrieb. Das hat sich im Westen Deutschlands erledigt, obwohl Beidweiler und Droitwich ausschliesslich mit Aussenantenne hier noch hörbar ist. Das ist aber momentan nicht das Thema.

Ja, Hajo, das SNR mit Rahmen interessiert mich sehr. Dafür nehme ich die Arbeit in Kauf. Wie ich jetzt nach 100 Windungen (=6,5 mH) schon erkennen konnte, reicht mein Wickelraum nicht aus, sodass ich 4 zusätzliche Holzleisten aufleimen muss. Vor Montag habe ich also kein Ergebnis.
Ein Vergleich macht nur bei identischem L/C-Verhältnis Sinn. Im Prinzip müsste ich auch den gleichen Kupferlackdraht nehmen, was aber aus Gründen der Wicklungskapazität und Eigenresonanz nicht geht.

Der gute Jens hat die halbe Distanz zu SAQ, was 6 dB Unterschied macht. Dann die bessere Bodenleitfähigkeit auf diese Distanz, die ich mit einem Vorteil von 10 dB einschätze. Ich möchte während der nächsten SAQ Aussendung auch den Pegelunterschied zu DHO38 endlich messen.

8000 Windungen und hohe Permeabilität für SAQ-Empfang halte ich für Unfug.


Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 10.10.20 20:13

10.10.20 20:32
HB9 

WGF-Premiumnutzer

10.10.20 20:32
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Ferrit-Stäbe und Rahmenantenne kombinieren?

Hallo zusammen,

interessante Diskussion. Ich bevorzuge für Empfang tiefer und mittlerer Frequenzen (bis etwa 4MHz) aperiodische Rahmen- oder Ferritantennen. Diese liefern zwar sehr wenig Spannung, haben aber eine sehr niedrige Impedanz, die sich mit einem Ringkern-Übertrager hochtransformieren und mit einem rauscharmen Vorverstärker auf 'normale' Pegel anheben lässt. Ein Loop mit einer Windung und etwa 70cm Durchmesser ergab hier in der Nähe von Zürich guten Empfang von SAQ, auch mit einer 20cm-Ferritantenne war Empfang möglich, wenn auch nicht optimal, aber das lag an den lokalen Störungen. Die aperiodische Loop hat wie die abgestimmte Version zwei ausgeprägte Nullstellen quer zur Loop-Ebene, mit denen man eine Störung effizient ausblenden kann. Durch die Breitbandigkeit muss man nicht abstimmen, was bequem ist.

Gruss HB9

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