NanoVNA 50KHz-900MHz

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Der inzwischen weit verbreitete NanoVNA aus China ist ein sehr preiswerter Ersatz ( 40 – 50€) für viel teurere Messgeräte, die aus Kostengründen von Funkamateuren nicht verwendet werden. Die Bedienung ist sehr einfach, will man aber einen PC nutzen, ist die Softwareversion 1.03 nötig, die unter Win7 und Win 10 einwandfrei läuft. Die Version 1.0 funktionierte bei mir nicht. Ein weiteres Programm nanovna-saver ist etwas umpfangreicher, aber z.Zt. noch relativ langsam. Die letzte Ausgabe nanoVNA-H mit erweitertem Frequenzbereich ist mit dem Vorläufer identisch, hat aber im erweiterten Frequenzbereich 900 – 1500 MHz nur noch einen Dynamikumfang von 20dB. Durch die einfache Bedienung und schnelle Anzeige kann man beim Antennen, – Filterabgleich Änderungen sofort sehen. Das Gerät hat sich als präziser und in der Bedienung einfacher als der chin. NWT500 dargestellt, der den Frequenzbereich bis 600MHz abdeckt. Die PC-Diagramme zeigen einen Stub für 2m und 70cm. Ich habe einen Nano mit zwei großen Lion Zellen parallelgeschaltet ausgerüstet. Damit reicht die Stromversorgung für einen ganzen Tag. Als Ladekontrolle dient eine Kontrollplatine aus einem alten Lionakku.

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Antennenerfahrungen

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Eine Diskussion über Amateurfunkantennen ist nur dann sinnvoll, wenn Vergleichsdaten vor Ort vorliegen. Ohne Antennen vergleichen zu können, ist jede Aussage über den Wirkungsgrad Wunschdenken. Es wird immer wieder versucht, die Physik zu überlisten, bis heute habe ich noch keinen Beweis bekommen, dass das gelungen ist. Es ist aber bewiesen, das geschlossene Antennensysteme, wie Quadantennen, Deltaloopantennen, Oblongs und nicht zuletzt die Drahtpyramide einen besseren Wirkungsgrad haben, als offene Systeme, als z.B. Langdrähte, Yagis und Vertikalantennen. Auch Breitbandyagis sind betroffen, obwohl diese mit Gewinnangaben glänzen. Viele Amateure verteufeln häufig Antennen, die nie eine der abgelehnten Antennen probiert haben, nichts darüber wissen, sie häufig nicht einmal gesehen haben. Ein Beispiel ist die RoomCap von HB9ABX. Eine Vertikalantenne, die trotz ihrer geringen Abmessungen jedem 80m Strahler haushoch überlegen ist. Hier ist zu vermuten, dass das Unvermögen sich mit der Materie auseinanderzusetzen die Ursache ist. Offene Systeme, wie Horizontalstrahler und Vertikalstrahler sind elektrischen Störungen stärker ausgesetzt als geschlossene Systeme. Das gilt auch für abgestimmte Mehrelementantennen, die aber wegen ihres höheren Gewinns diesen Nachteil gut kompensieren können. Magnetloopantennen sind ein weiteres Thema, bei dem die Meinungen weit auseinandergehen. Hängt wieder mit der Unkenntnis der potentiellen Nutzer zusammen. Diese Antennen werden beinahe ausschließlich vertikal betrieben. Warum eigentlich? Mit einer Vertikalantenne DX zu fahren ist bei guten Ausbreitungsbedingungen schon mit Nachteilen behaftet. Bei schlechten Ausbreitungsbedingungen hört man schlecht, oder gar nicht. Aber es gibt ja PA’s. Man wird ja gehört. Betreibt man allerdings eine Magnetloop horizontal, dann werden die Unterschiede deutlich. Dagegen wird jeder Kurzdraht ( Kurzdraht = Drahtlänge bis ca 35m ) vor Scham in der Erde versinken. Das geht in den meisten Fällen aber nur bis 40m, denn eine 80m Horizontalloop will mindestens 20m hoch hängen, bei 40m reichen 10m über Grund. Die häufig angebotenen 60-80cm Durchmesser Loops mit denen Betrieb auf 40 und 80m funktionieren soll, sind Masochistenantennen, aber unter den Blinden ist der Einäugige König. Eine Magnetic Loop für 80m sollte mindestens 1.3m, besser 1.7m Durchmesser haben, ideal, aber nicht immer zu realisieren wären 3.4m Durchmesser. Ähnlich, wie mit den kleinen Loops verhält es sich mit Gebilden, wie der Dosenantenne und anderen auf 1:1,5 getrimmten 1-2m hohen Antennen (Resonanzkreisen). Der Wirkungsgrad einer Antenne wird weitgehend durch die Fläche bestimmt. Auch die Güte der verwendeten Bauteile geht auf den Wirkungsgrad ein. Zusammengefaßt kann man sagen, der Gewinn einer Antenne wird meist überschätzt, stimmt häufig ohnehin nicht, weil unter Idealbedingungen ermittelt und hängt von vielen Gegebenheiten ab. Mißachtet wird aber häufig der Empfangspegel, der der Polarisation entsprechend an einer Antenne anliegt. 20dB Differenz sind nicht zu verachten. Die meisten transkontinentalen Empfangssignale erreichen uns horizontal, egal, ob vertikal, oder horizontal gesendet wird. Zwischen horizontal und vertikal liegen nun mal 20dB Differenz. Folglich sollte die Empfangsantenne für DX horizontal aufgebaut sein. Ausnahmen bestätigen die Regel, kann man aber wieder nur mit Referenzantennen ermitteln.

Ergänzung:

Im Gegensatz zur Magnetic Loop ist eine RoomCap ohne Probleme für 500 – 1000Watt zu realisieren. Magnetic Loops für eine Leistung von 500 – 1000 Watt aufzubauen ist für die Bereiche 10m, 12m, 15m, 17m, 20m, 30m und 40m noch möglich, da die Hochvolt Vakuumdrehko’s noch preiswert zu haben sind. Eine 80m Loop für mehr als 500Watt zu bauen wird schon schwieriger und teuer. Loops in dieser Leistungsklasse zu bauen empfiehlt sich ohnehin nur mit Vakuumdrehko’s zu realisieren, da die Güte eines Vakuumdrehko’s ungleich höher ist, als die eines Luftdrehko’s und Luftdrehko’s für Spannungen von 15-18kV HF und den auftretenden Strömen für den Amateur nicht realisierbar sind. (Auch wenn es immer wieder, natürlich ohne Beweis, behauptet wird.)

Wer nicht grade zwei linke Hände hat, kann mit etwas Geschick selbst eine sauber funktionierende Magnetic Loop bauen. Dabei liegen die Kosten, je nach Aufwand 50 – 80% Prozent unter den Kosten einer kommerziellen Loop und kann mit einem Polarisationsrotor ( KR 500 ) bis 7MHz in 10m Aufbauhöhe in der Horizontal/ Vertikalebene betrieben werden, oder man stellt zwei Loops auf. Hierbei benötigt eine 80m Vertikalloop nur eine Aufbauhöhe von 2m.

Der OM Käferlein hat hervorragende Forschung betrieben, leider waren zu seiner Zeit die jetzt verfügbaren Vakuumdrehko’s noch nicht vorhanden.

Meine Aussagen zu diesem unerschöpflichen Thema erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Wer Tippfehler findet, darf sie behalten.

Peter DH3PR

Betrachtungen zur Polarisation einer Magnetic Loop in Aufbauhöhen von 0.1 – 1 Lamda

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Die Polarisationsebene einer Magnetic Loop ist entscheidend für ihre Effektivität. In der vertikalen Polarisation, wie die meisten Loops betrieben werden, genügt eine Höhe von ca. 1/10 Lamda über Grund. In dieser Ebene verliert man aber in den Frequenzbereichen mit Transkontinentalbetrieb ( DX ) rd. 20dB an Pegel, wie mit allen Vertikalantennen und mit Vertikalaufbauhöhen über ¼ Lamda ( hier 40m ) reduziert sich auch der Wirkungsgrad der Loop-Antenne merklich. Untersuchungen haben gezeigt, das ca. 90% der ankommenden transkontinentalen Signale, egal ob horizontal, oder vertikal gesendet, horizontal empfangen werden. Für DX Betrieb (Horizontalbetrieb) sollte eine Magnetic Loop folglich auch horizontal polarisiert werden. Hier ergibt sich aber ein Problem. Eine Minimalhöhe über Grund ist, z.B. bei 40m, ¼ Lamda, oder 10m. Ist für das 40m Band häufig noch realisierbar, bei 80m wird es aber zumeist schon schwierig bis unmöglich. Es bietet sich aber eine Lösung an. Mittels eines Vertikalrotors läßt sich eine Polaritätsdrehung relativ einfach durchführen. Damit ist mit einer Loop, die die Bänder 17m – 80m beinhaltet der Vertikalbetrieb für 40 und 80m möglich, als auch Horizontalbetrieb von 17m – 40m. Hiermit kann das Potential der Magnetic Loop voll ausgeschöpft werden. Die Strahlungscharkteristik einer horizontal polarisierten Magnetic Loop ist absolut rund, während sich die Hauptstrahlungskeule einer vertikal aufgebauten Loop 0° zu 180° darstellt. Diese Hauptstrahlrichtung wird um so deutlicher, je geringer die genutzte Bandbreite ist, will heißen, bei 40 – und 80m ist die Richtwirkung stärker, als bei 20 – 10m. Bei sehr starken Signalen ist diese Richtwirkung weitgehend vernachlässigbar. Eine zweite Möglichkeit ist der Aufbau von zwei Loops , sprich eine Vertikalloop für 80m und eine 2. Loop für DX Bänder. Diese Möglichkeit ist immer noch weniger raumgreifend als Dipole und Langdrähte. Es tauchen auch immer wieder Doppelringlloops auf. Diese sind in ihrem Wirkungsgrad um weitere 3dB reduziert. Es wird auch immer wieder behauptet, dass der Wirkungsgrad der Loop innerhalb von Gebäuden erhalten bleibt, diese Aussage ist nur sehr bedingt richtig. Die Effizienz hängt stark von der Art des Gebäudes ab. Diese Betrachtung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit

1.7m Magnetic Loop Eigenbau

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Die Loop steht nicht mehr zum Verkauf. Ich war viele Jahre in Unkenntnis der Eigenschaften dieses Antennentyps davon überzeugt, diese Antenne könnte mit den gängigen Langdrähten, Vertikalantennen, Dipolen und anderen offenen Systemen nicht konkurieren. Die letzten 6 Monate, seit dem Bau fünf verschiedener Loopgrößen und die Testerfahrungen haben gezeigt, dass diese Magnetic Loop Antennen sehr wohl mehr als konkurenzfähig sind. Die Loop ist ein Oktagon mit einem Durchmesser von 1.7m und einem Leiterdurchmesser von 26mm, Jennings Vakuumdrehko 5-750 pF 5kV. Sie ist nutzbar von 17m – 80m mit 100 Watt Sendeleistung. Da ich selbst derartige Antennen nutzen will, habe ich zur besseren Übersicht eine spannungsgesteuerte Digitalanzeige aufgebaut. Ist die Antenne errichtet, wird eine Tabelle erstellt, die jedem Frequenzbereich eine Spannung zuordnet. Da die Wiederkehrgenauigkeit sehr hoch ist entfällt das Suchen eines Frequenzbereiches. Sie wissen am nächsten Tag, wenn eingeschaltet wird wo die Antenne am Vortag abgestimmt war. Ich habe bisher 4, inzwischen 5, verschiedene Loops gebaut. 1x 1.3m, zur eigenen Verwendung, 1x 1.7m für die Bereiche 17m – 80m, 1x 1.7m 17m – 40m belastbar mit ca.1 kW, die ich auch selbst horizontal aufgebaut verwenden will und eine kleine Loop mit 80cm Durchmesser für den Bereich 14MHz – 29.7MHz, 100 Watt, als portable Antenne.

Die Antenne ist jetzt regendicht, verschraubt und mit Klebeschrumpfschlauch wasserdicht, auf einem Nebendach drehbar aufgebaut und bleibt am Montageort zur Eigennutzung stehen.

dh3przh@gmail.com

 

Die Bilder der Fernbedienung zeigen die Spannung analog zu 14,218MHz. Kann anders kalibriert werden

Magnetic Loop 1.3m 15m – 80m ( reserviert )

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Verkaufe eine Magnetic Loop, 1.3m, Oktagon mit 15mm Kupfer, 5-500pF Cermet Vakuumdrehko 5000Volt, kann also mit 100W betrieben werden. Die Antenne funktioniert ab dem 15m Band durchgängig bis ins 80m Band. Das 80m Band ist nutzbar ab 3,620 MHz bis 3.8MHz. Diese Einschränkung ist bedingt durch die Kapazität des Vakuumdrehkos. Z.Zt. sind die Oktagon Elemente noch nicht hartverlötet, sondern mit Klemmschellen versehen. Wird die Antenne unter Dach betrieben, muß sie nicht verlötet werden und ist sehr einfach zu transportieren. Mit Klebeschrumpfschlauch guter Qualität kann man sich das Hartverlöten gänzlich ersparen. Zur einfachen Frequenzeinstellung habe ich eine spannungsgesteuerte Digitalanzeige implementiert. Man erstellt eine Tabelle mit den angezeigten Daten und findet jedes gewünschte Frequenzband sehr einfach wieder, da die Steuerspannung stabilisiert ist. Die Antenne hat noch keine Wetterschutzhabe, die bei Innenbetrieb auch nicht nötig ist. Die Antenne kann ab einer Höhe von 2m über Grund betrieben werden.

300.-€uro, nur Abholung

Ich habe insgesamt 4 Mag. Loopantennen in den letzten Wochen gebaut und getestet.  Diese Antennen sind deutlich besser als ihr Ruf. Die Fieldtests haben gezeigt, sie können mit anderen Vertikalsystemen durchaus mithalten und haben wegen ihrer Schmalbandigkeit häufig deutliche Vorteile. Da ich keinerlei Interesse am 80m Band habe, verkaufe ich beide Ausführungen, die das 80m Band enthalten. Ich habe sie nur gebaut, um die Vielseitigkeit zu testen.

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Mag.-Looptest 6. – 7.7.2019

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Ich habe den angekündigten Looptest etwas reduziert, da meine Mitstreiter wegen anderer Verpflichtungen nicht zur Verfügung standen. Verglichen wurden nur die 1.7m Loop, Oktagon, 26mm Kupferrohr, Vakuumdrehkondensator, Frequenzbereich 17m – 80m, mit einer 40/80m RoomCap und einer 40m Pyramide. Die 6m Allbandvertikalantenne war nur zum Rundempfang montiert, ist aber nicht verglichen worden, da sie nur eine Behelfsantenne ist und nicht wirklich konkurieren konnte. Gehörmäßig waren nur geringe Unterschiede festzustellen. Die Loop war im 40m Band nur empfangsmäßig durchgängig der RoomCap um ca. 3dB überlegen. Sendemäßig waren keine Unterschiede festzustellen. Die Loop und die Pyramide sind gleichwertig, beide rauschen etwas weniger, als die RoomCap. wenn es nur um Vertikalsignale geht. Sendet die Gegenstation horizontal, hat die Pyramide deutliche Vorteile, da sie vertikal, als auch horizontal sendet und empfängt. Auf 80m hat die RoomCap die Nase vorn, da 1.7m Durchmesser bei der Loop nicht ausreichen, um gleichwertig mit der RoomCap zu erscheinen. Um hier bestehen zu können sollte die Loop rechnerisch dann schon 2.5m Durchmesser haben. Im 80m Band ist die Roomcap mit ihrer geringen Baugröße nicht zu übertreffen. Sie ist, wie bereits bei früheren Tests festgestellt, jedem 80m Dipol deutlich überlegen.

Es konnten bauartbedingt natürlich nicht alle Frequenzbereiche verglichen werden. Ich habe die Loop aber auch auf 20 und 17m quer durch Europa getestet und sehr gute Rapporte erhalten. Die erhaltenen üblichen 5/9 spielen hier keine Rolle, entscheidend ist, ob die Gegenstation das Rufzeichen beim ersten Anruf korrekt versteht. Die beschriebene Richtwirkung der Loop bei Vertikalmontage ist übrigens minimal und in den meisten Fällen zu vernachlässigen. Für alle Verbindungen wurde mit 100Watt gesendet. Dazu muß man anmerken, wer heute mit 100Watt im KW Bereich sendet, ist schon als QRP Station anzusehen. Folglich werde ich meine zweite 1.7m Loop, die von 17m – 40m arbeitet und für 1kW Leistung ausgelegt ist, bei mir horizontal montieren und mit meiner FL2100Z betreiben, um die Verhältnisse anzugleichen.

Für die ungewöhnlich gute Funktion der Loop spricht die Tatsache, dass einige Stationen mit 500-1000 Watt sendeten, aber Dipol,- oder Langdrahtantennen verwenden, mich einwandfrei empfangen konnten.

Peter DH3PR

80cm Loop testfertig

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Die vorerst letzte Loop ist testfertig. 80cm Durchmesser, der Ring besteht aus 14,5mm Flexwellkabel, der Abstimmkondensator ist ein 5kV Jennings. Die Antenne kann also mit 100 Watt gefahren werden. Der Frequenzbereich erstreckt sich von 14MHz – 29,7MHz. Wegen des sehr kurzen Abstimmweges von nur 11mm habe ich hier keine Digitalanzeige eingebaut.

sdr
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Magn.Loop 1.9m

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Magnetloop 1.9 wird 1.75

Mit der begrenzten Kapazität 5 – 100pF und 1.9m Durchmesser läßt sich der Frequenzbereich 40 – 17m nicht realisieren. Abgesehen von der Basisplatte, die Kohlefaser enthielt und damit nicht brauchbar war, funktionierte nur 40m einwandfrei auf einer anderen Basisplatte. Ich habe jetzt einen neuen Loop mit 1.75m Durchmesser und 15er Kupferrohr aufgebaut. Nun arbeitet die Antenne wie gewünscht. Kein SWR Wert ist über 1.3:1, wird mit der fertigen Gammamatch noch besser. Der große russische Vakuumdrehko ist wegen der Spannungsfestigkeit wichtig, da bei 600Watt Sendeleistung am Kondensator ca. 15kV HF anstehen. 100 Watt erzeugen im 40m Band bereits ca. 5kV HF.

Die Testversion ist fertig

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2x 1KVA Netztrafo Siemens

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Verkaufe 2 neue, ungebrauchte Netztransformatoren. Die Betriebsspannungen entnehmen Sie bitte den Bildern. Ich hatte ursprünglich vor, eine neue PA mit 1,3KW Output zu bauen, aber durch Änderung der Antennen ( Magnet-Loop ) ist mir die Leistung zu hoch, also bleibe ich bei meinen 600W.. Es ist so ziemlich alles für den Bau einer PA vorhanden, einschließlich Gehäuse und Röhren. Der PA Schrank enthält noch eine 6x GU50 PA, die Bauteile für eine neue PA liefert, z.B. Kathodendrossel und PA Drossel. Das Netzteil kann für eine Anodenspannung bis 3100V 650mA aufgebaut werden. Die Sekundärspannungen können geschaltet werden, dadurch entfällt die Einschaltstrombegrenzung

Preis pro Stk. 69.- + Versand (12kg)

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dh3przh@gmail.com

3cm IRISFILTER und andere Artikel

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