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NanoVNA 50KHz-900MHz

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.

dav

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

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

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

Die Antenne steht nicht mehr zum Verkauf

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.

 

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Mag.-Looptest 6. – 7.7.2019

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

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
sdr
dav

Bauprojekt Magnetloop

Habe ein neues Projekt angefangen und zwar eine Magnetloop. Meine Interessen liegen hierbei nur auf den Bändern 40m, 20m, 17m und 15m. Die erste Testversion ist schon funktionstüchtig, aber noch nicht fertig. Durchmesser 1.3m, 15mm Kupferrohr als Oktagon mit Vakuumdrehko von Cermet. Der Aufbau der Loop ist relativ einfach, sehr viel Arbeit macht aber die Koppelschleife, denn sie soll nicht starr befestigt werden. Auch ist zu ermitteln, ob mit einer Koppelschleife ohne Einschränkungen über 2 Oktaven das Ergebnis wie erwartet sein wird. Die zweite Ausführung wird 2m Durchmesser haben, auch als Oktagon mit 28mm Kupferrohr. Dann wird 15m rausfallen, aber zum Testen 80m möglich sein. Ich habe 5 verschiedene Berechnungsprogramme getestet, nur 2 sind ohne größere Unterschiede zu vergleichen. Ausgelegt werden beide Antennen für 100 Watt Sendeleistung, verzichte ich auf 80m kann ich die große Loop mit einem Vakuumdrehko 5 – 100pF bauen, die dann ohne Einschränkung 1KWatt verträgt. Soll 80m eingebunden werden, habe ich nur einen 5 – 750pF, 5KV Jennings, der die Spannung bei 100Watt ohne Überschläge verträgt.

Als erste Testantenne entstand eine 80cm Empfangsversion an einem Vormittag. Die Vermessungsergebnisse waren sehr zufriedenstellend, ebenfalls die Empfangsversuche auf 20 und 40m. Bilder siehe unten.

Wird fortgesetzt