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Rahmenantenne VLF-HF
Hallo Bastelfreunde,
neben meinen anderen Hobbys bin ich seit langem Kurzwellenhörer, wobei "Kurzwelle" den Bereich von 0...30 MHz meint 
Als Empfänger benutze ich überwiegend ein "Winradio G303iPD", eine PC-Steckkarte, welche den gesammten Bereich abdeckt und mit seinem Profidekoder alle gängigen Modulationsarten empfangen kann. Die ZF-Bandbreite ist stufenlos von 0...15KHz (SSB 0...7,5KHz) einstellbar.
Die Antenne ist ein in etwa 12m Höhe aufgespannter, ca. 30m langer Draht zwischen Antennenmast am Dach und einer Fichte. Am Antennenmast geht es in einen "Magnetic Balun" und dann per 50 Ohm Koax (RG58U) zum Preselektor am Computer.
Soweit, so gut - damit bin ich in einer für Viele sicher schon "gehobenen" Empfangssituation.
Trotzdem: wenn es auf die ganz tiefen Frequenzen geht, dann wird der "Langdraht" zu einer nicht mehr ganz optimalen Antenne - obwohl ich damit sogar schon Signale bei ca. 25KHz gehört habe  Aber er bringt auch jede Menge StÄrger?usch mit - auch die enormen Pegel im Mittelwellenbereich "ballern" den Empfängereingang zu - meist geht es trotz Preselektor nur mit Abschw?cher.
Daher bin ich auf die Idee gekommen, mir für den Bereich VLF (Zielvorstellung ab 60 kHz) bis an die untere Mittelwellengrenze, also ca. 530KHz eine Rahmenantenne zu bauen. Damit könnten dann Zeitzeichensender (60 khz / 77,7 khz) , Wetterdienst (RTTY, 147.3 kHz), der LW-Rundfunk und einige andere Sonderdienste, Baken etc. empfangen werden.
Nun ist eine Rahmenantenne ja nichts besonderes: ein abstimmbarer, physikalisch großer Schwingkreis und eine Ankoppelspule für den Empfänger - hm.
Nach Sichtung des vorhandenen Bastelmaterials ergab sich folgendes Bild:
- Luftdrehko mit 2 * 500pF vorhanden, damit sind 250/500/1000pF Endkapazität erreichbar
- Kupferdraht kein Problem
Also erst mal gerechnet und probegewickelt, gemessen und wieder hochgerechnet - bis das erschreckende Ergebnis feststand:
Wenn ich auf 60 KHz kommen will, dann muss ich ca. 70 Windungen mit etwa 2 Meter Umfang aufbringen und dann vermutlich noch einen Kondensator parallel schalten - Au Weia   Unter diesen Umständen habe ich eingesehen, dass es wohl doch ein längeres Projekt wird und erst mal ein Probeaufbau erforderlich wird.
Zu viele Unbekannte, um gleich zur endgültigen Version zu gehen. Da wäre der rein mechanische Aufbau zu klären, der Einfluss der enormen Kupfermenge (Kapazität) auf den Abstimmbereich, + + +
Nun denn, also habe ich mal losgelegt...
Von einem früheren Versuch mit einer MW-Rahmenantenne hatte ich noch diesen einfachen Rahmenaufbau:
Ein paar Leisten, eine Grundplatte und ein paar RundhÖlzer - dann noch eine Lötleiste für Anzapfungen angebracht und das Wickeln kann losgehen... Jaaa - aber wie, ohne Drall und Drahtsalat? Achse dran und aufhaspeln ?
Ich habe eine Weile gebraucht, darauf zu kommen (bin nicht so gut in Mechanik :: , aber man hängt einfach die Drahtspule drehbar in die Mitte des Rahmens:
und kann dann einfach von der Drahtspule abheben und auf den Rahmen auflegen, dabei von hinten nach vorne arbeiten - geht aber auch gar nicht anders :
Das bedeutet natürlich, dass ich bei diesem Aufbau 2 Hälften wickeln muss ... Nach einer Hälfte und 25 Windungen sah es dann so aus:
Zwischen den Lötösen liegen also jeweils 5 Windungen.
Nun, mit dieser Hälfte des Versuchsaufbau und dem provisorisch angeschalteten Drehko konnte ich mit einem in den Rahmen eingeschobenen TaschenEmpfänger schon Vielversprechendes erreichen:
Wow - und das bei 252 KHz !
Tja - und dann machte es plötzlich "Knacks" und irgend ein Gesetz Murphy's hatte wieder zugeschlagen:
 ..... also erst mal Kaffee trinken und beruhigen, Ausweg überlegen...
Nachdem ich so weit gekommen war, wollte ich für einen Testaufbau auf keinen Fall wieder bei Null anfangen, also wurde die gebrochene Leiste kurzerhand gestützt und dann stur die andere Hälfte des Rahmens gewickelt - ach ja, es ist 1mm CuL :
*grins*
OK - ich habe nur insgesammt 50 Windungen aufbringen können, Lötösen und Koppelwindungen belegen mehr Platz, als erwartet - aber zum Testen sollte es reichen.
Hier beweist der Rahmen gerade, dass er auch noch auf Mittelwelle abstimmbar ist, wenn man nur wenige Windungen des Rahmens verwendet. Die restlichen Windungen verschlechtern aber die Güte erheblich, so dass das Ergebnis hinter einer reinen MW-Rahmenantenne zurückbleibt.
Dann ging es über 2 Koppelwindungen an den (abgeschalteten) Preselektor für das Winradio, um die Antenne "auf Herz und Nieren" zu prüfen...
DCF77 (77,5 KHz) war mit 48Wdg ( 2 Wdg. habe ich geklaut für die Ankopplung) und 1nF noch nicht zu erreichen, also wurden erst einmal noch 1,8nF parallel geschaltet. Damit ging es hinunter bis auf 62 KHz, DCF77 mit S9+10 - mit den später vorgesehenen 70 Wdg. sollten die 60KHz also kein Problem sein.
Ohne zusätzlichen Festkondensator geht der Bereich bei 98KHz /137KHz (1000p/500p) los und endet bei 350KHz /500 KHz (1000p/500p). grundsätzlich sollte die kleinst mögliche Endkapazität des Drehkos gewählt werden (Stichwort L/C-verhältnis) - die Unterschiede sind hörbar!
Nun, damit steht fest, wie die endgültige Antenne aussehen muss:
- Umfang ca. 2 Meter
- 2 SpulenhÖlften, je 35 Wdg, Bereichsumschaltung durch parallel/serienschaltung
- Drehko umschaltbar 250p/500p/1000p
- Ankoppelwicklung bei 50Ohm - Empfängereingang 2 Wdg (ggf. mit Krokoklemme auf 1 Wdg reduzierbar)
Hier habe ich noch ein paar (H?r)Beipiele:
Hier verbreitet der Deutsche Wetterdienst (Hamburg) auf 147.3 kHz seine Informationen als Funkfernschreiben mit 50 Baud. DDH47
Wenn man das dekodiert, sieht es in etwa so aus: 
An meinem Standort "beharken" sich zwei gleich starke Sender in nur 6KHz Abstand, einer auf 177 kHz und ein französischer Sender auf 183 kHz.
In diesem H?rbeispiel steht der Empfänger die ganze Zeit auf 177 kHz bei 9 kHz Bandbreite. 177KHz Interferenz
Zun?chst ist der Rahmen auf 177 khz abgestimmt, dann auf 183 kHz, dann wird auf SSB (LSB) umgeschaltet und der Rahmen noch einmal abgestimmt. Man hört deutlich das Splattern im oberen Seitenband, wenn der Rahmen auf 183 kHz abgestimmt wird - bei SSB schließlich gibt es keine Störungen mehr. Das bedeutet, dass die Bandbreite der Antenne kleiner als 6 kHz ist
Um das noch einmal zu verifizieren, wurde nun auf 153 kHz abgestimmt, die Empfängerbandbreite auf 10 kHz festgelegt. Dann wurde mit dem Drehko der Rahmenantenne der Resonanzpunkt innerhalb der ZF-Bandbreite hin- und herbewegt - deutlich ist das Durchwandern des Resonanzpunktes zu hören, im Spektrum-Display kann man einen "H?cker" erkennen, der sich mit der Drehkobewegung verschiebt
Erst, wenn ich die Empfängerbandbreite auf 4KHz reduziere, verschwindet dieser Kammfiltereffekt - d.h. die Antenne hat eine Bandbreite zwischen 4 und 6 kHz, das ist fast unglaublich...und für Rundfunk schon recht schmal, daher ist der Klang bei Resonanz dumpfer, als leicht daneben.
Ach ja, hier noch ein Beispiel einer empfangenen DGPS-Station auf 302.5KHz(Koblenz):
Puuuh...
Nun muss ich mich erst mal zur Beratung zurückziehen, wie die Konstruktion aussehen muss, damit das nicht wieder in so einem Murphy-GAU endet.
Ich bitte um Geduld ::
Zuletzt bearbeitet von TipFox am 25.07.2017, 12:52, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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