großartig untersacht habe ich den Einfluss des Abstands zwischen Spule und Abschirmung nicht. Bei wenigen Milimetern wird es nach meiner Erinnerung schon kritisch.
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Habe nun die Antenne mit Alufolie geschirmt (siehe Foto) und eine erste grobe Messung vorgenommen (siehe Bild von Messtabelle). Diese zeigt eine starke Erhöhung der Verluste durch die Schirmung. Die Anbringung eines Schlitzes veringert die Verluste zwar, aber sie sind dennoch etwa 4,5 x größer als ohne Schirmung (trotz großem Abstand von Schirmung zu Windungen von 2,5 cm). Die Abschirmung des E-Feldes hat eben seinen Preis.
Allgemeine Aussagen möchte ich jedoch noch nicht ableiten, da die Werte stark frequenzabhängig sind und zur Beurteilung die gesamten Kurvenzüge und nicht einige wenige statische Wertte heranzuziehen sind. Versuche mit dem Netzweranalyser stehen aber noch aus. Ebenso wurde die Güte noch nicht über die Resonanzfrequenz bestimmt.
Für die Praxis wird es entscheidend sein ob sich das Verhältnis Rauschen/Störungen zum Nutzsignal durch die Schirmung verbessert oder nicht!
zum Einfluss der Abschirmung: Ohne Schlitz ist die Abschirmung eine Kurzschlusswicklung und dämpft so je nach Abstand, Leitfähigkeit und Frequenz mehr oder weniger stark, ist somit klar.
Mit Schlitz gibt es keinen Kurzschluss, aber die Abschirmung ist natürlich nicht im H-Feld-freiem Raum. Weil die Magnetfeldlinien ja immer geschlossen sein müssen, heisst das, dass die Feldlinien, die durch den Ferritstab gehen, ausserhalb des Ferritstabes wieder zurücklaufen müssen, um sich zu schliessen. Ein Teil dieser Linien läuft somit mehr oder weniger parallel zur Abschirmung. Ist diese unendlich dünn, hat das keine Wirkung, aber mit einer realen Dicke induzieren diese Feldlinien Ströme in der Abschirmung, welche ein Gegenfeld erzeugen, das die Feldlinien aus dem Metall verdrängen. So funktioniert ja jede HF-Abschirmung. Da die Leitfähigkeit endlich ist, gibt das natürlich Verluste, die um so grösser sind, je dicker die Abschirmung ist (und natürlich auch je näher an der Spule und je schlechter das Material leitet). Somit sollte die Abschirmung aus möglichst dünnem Material bestehen (nur eine Lage Alufolie). Weiter soll die Abschirmung nicht länger sein als unbedingt nötig, also nur so lang wie die Spule.
Vielen Dank für die informative Rückmeldung zur Abschirmung!
Ich habe ja nicht umsonst hier im Forum zur Abschirmung nachgefragt da ich es geahnt habe, dass dieses Thema bei weitem nicht so klar ist wie vielfach angenommen wird. Es dürfte wenig bringen auf das Kernmaterial, die Spulenwicklungsart usw. großes Augenmerk zu legen dann einfach ein Kupferrohr darüber zu geben und gut ists.
Deinen Ausführungen kann ich gut folgen. Der Hinweis auf die Dicke des Schirmungsmaterials ermutigt mich noch weitere Versuche zu unternehmen. Auch die Leifähigkeitsfrage lässt mich die Sache nochmals überdenken. Derzeit habe ich ein 5 cm breites Aluband spiralförmig und überlappend auf der Antenne. Dazu dann ein Schlitz ebenfalls einmal gewendelt über die ganze Längsseite (siehe Bild oben).
Was sagst Du zur Schirmung der Stirnseite? Bei mir ist das immerhin eine Kreisfläche mit 8 cm Durchmesser. Weiters noch eine Frage zum Schlitz: genügt einer, mehrere? Anordnung? Minimale Schlitzbreite? etc.
Da die Magnetfeldlinien (ideale) Leiter nicht durchdringen können, sind sie gezwungen, der Abschirmung zu folgen, daher wird durch die Abschirmung das Feld verzerrt, und zwar am meisten an den Enden des Ferritstabs, da dort die Feldlinien am stärksten gekrümmt sind. Diese Verzerrung ergibt eine Induktivitätsänderung und damit eine Verstimmung. Da reale Leiter auch einen Widerstand haben, gibt es zudem Verluste durch die Ströme, welche durch das Ablenken des Magnetfelds erzeugt werden. Da diese an den Enden des Ferritstabs wesentlich grösser sind als in der Mitte, müsste der gemessene Verlustwiderstand einiges kleiner werden, wenn man die Abschirmung etwas kürzer als den Ferritstab macht. Solange die Spule nicht länger ist als die Abschirmung, sollte sie ihren Zweck trotzdem erfüllen. Durch das Einfügen weiterer Längs-Schlitze wird der Verlustwiderstand noch kleiner, da dann nur noch ein Teil des Feldes abgelenkt wird und ein mehr oder weniger grosser Teil sich durch die Schlitze ungestört ausbreiten kann. Elektrisch wirkt es bei den langen Wellen immer noch als Abschirmung, solange alle Teile mit Masse verbunden sind. Ein Lochblech dürfte eine ähnliche Wirkung haben, je grösser die Löcher, desto weniger Verluste, aber irgendwann ist dann auch die Abschirmwirkung nicht mehr da.
Eine erhöhte Empfindlichkeit ohne Abschirmung kann auch daher kommen, dass neben dem magnetischen auch das elektrische Feld des Senders durch die kapazitive Einkopplung auf die Spule empfangen wird, da insbesondere bei Betrieb auf Resonanz die elektrische Impedanz sehr hoch ist. Das erkennt man daran, dass die Richtwirkung asymmetrisch wird, also die beiden Maxima unterschiedlich gross werden und die Minima nicht besonders ausgeprägt. Das wird bei Peilantennen genutzt, um eine eindeutige Richtungsinformation zu erhalten. Die elektrische Einkopplung wird so gewählt, dass der Unterschied der beiden Maxima möglichst gross wird.
Nach was zu den Stirnflächen: Diese müssen offenbleiben, denn ein stirnseitiges Blech blockiert die Magnetfelder. Das kann man entweder als kurzgeschlossene Windung betrachten oder auch so begründen, dass Magnetfelder einen elektrischen Leiter nicht durchdringen können (oder nur mit viel Verlust, wenn es kein idealer Leiter ist).
HB9 nochmals Danke für die wertvollen Anmerkungen! Schön langsam bekomme ich ein "Bild" von der Schirmung.
Da die Alufolie leicht teilweise entfernt werden kann, habe ich folgende grobe Messungen durchgeführt (siehe Bild der Messtabelle). Bei gleichbleibendem Abstand zur Spule und fixer Dicke der Folienschirmung zeigen sich im Einklang mit obiger Beschreibung von HB9 die in der Tabelle angeführten Effekte.
Die Abhängigkeit der Güte bzw. des Verlustwiderstandes von Parametern der Schirmung ist sehr stark (siehe auch Messdaten). Beispielsweise änderte das Niederdrücken (glattstreichen) von Falten der Alufolie den Verlustwiderstand um 0,5 Ohm!
Als nächstes werde ich nun Messungen mit dem Netzwerkanalyzer durchführen. Bericht folgt.
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