Fragen zu Magnetloop Antennen

 

Ein Kreuz zum Sprung bereit? Auf der Euschelsflue.

Viele Funkamateure interessieren sich für das Thema Magnetloop Antennen, kurz Magloop genannt. Dabei tauchen immer wieder spannende Fragen auf.

Kürzlich fragte mich ein Funkkollege: "Sollte man bei einem Loop aus Koaxialkabel den Innenleiter mit der Abschirmung verbinden?"

Bei meinen Loops habe ich das nachträglich getan und dabei keine Nachteile entdecken können. Die Befürchtung, dass sich die innere Kapazität des Koaxialkabels zu der Kapazität des Abstimmkondensators addieren würde, trat nicht ein. Ich konnte keine Veränderung der Abstimmkapazität feststellen. Wieso auch? Der Kondensator wird ja kurzgeschlossen.Ich denke, dass ein angeschlossener innenleiter dazu beiträgt, einen Teil des Stroms zu übernehmen und damit den Verlustwiderstand der Antenne zusätzlich senken kann. Entsprechende Messungen habe ich jedoch keine durchgeführt.

Oft betreffen Fragen den größten Nachteil der Magloop Antennen: ihre Schmalbandigkeit. Schon bei wenigen kHz Frequenzänderung muss die Antenne nachgestimmt werden. Doch das ist nur im Sendefall notwendig. Um zu hören, was links und rechts läuft, ist ein Nachstimmen nicht notwendig. Ein Beispiel: Mit meinem  Loop auf 7025 kHz abgestimmt, kann ich auf der Wasserfallanzeige problemlos den ganzen CW-Bereich des 40m Bandes beobachten. 

Wie schmal eine Magloop Antenne in der Theorie ist, sieht man bei der Benutzung eines der Magloop Programme, die im Internet zu finden sind. In der Praxis sind die Loops jedoch oft breitbandiger. Vor allem dann, wenn sie nicht im Freien stehen. Sie werden von der Umgebung (Mauern, Leitungen etc.) ebenso beeinflusst wie alle Antennen. Das heisst: die Umgebung vermindert die Güte der Antenne und vergrößert damit ihre Bandbreite. Geringere Güte bedeutet aber auch mehr Verluste - die Antenne wird ineffizienter!   

In diesem Zusammenhang taucht auch die Frage nach dem Stehwellenverhältnis auf. Wie wichtig ist das SWR bei Magloop Antennen und muss es unbedingt 1:1 betragen? Nein. Das SWR hat bei der Magloop die gleiche Bedeutung wie bei allen anderen Antennen. Es gelten die gleichen Regeln und ein SWR von 1:2 ist keine Katastrophe. Ein ungenügendes SWR kann mit einem Tuner verbessert werden. Doch Achtung beim Frequenzwechsel: Tuner ausschalten und die Loop zuerst wieder auf Resonanz abstimmen. Einfach nur mit dem Tuner nachzustimmen ist keine gute Idee.

Dazu noch ein wichtiges Detail: automatische Tuner mögen es nicht, wenn das SWR innerhalb der Sendebandbreite stark variiert. Reicht die Bandbreite der Loop nicht für SSB Betrieb, läuft der Tuner Amok. Das ist bei meinem Loop im 160m Band der Fall.

Um aus dem SWR die Güte einer Antenne zu bestimmen hat Owen Duffy ein interessantes Programm.

An dieser Stelle möchte ich auf einige Berechnungsprogramme hinweisen, die man im Web findet. Sie arbeiten alle mit den gleichen Formeln, treffen aber zum Teil etwas unterschiedliche Annahmen:

- Das Programm von DL0HST, der Hochschule in Stralsund

- Das Programm von 66Pacific.com

- Das Programm von VK3CPU für etwas kompliziertere Gemüter

- Das Programm aus Tschechien von den Autoren dieses Buches 

Bei Magloops einfach darauf los zu basteln lohnt sich nicht. Erst Rechnen, recherchieren, dann bauen. 

Einer der sehr viel Wissen und Erfahrung über Magloop gesammelt hat ist

- Frank Dörenberg  

Seine Seite ist ein wahre Schatztruhe und die umfassendste Dokumentation die ich bisher im web gefunden habe. M.E. ein MUSS für den seriösen Magloop Konstrukteur.

Damit kommen wir zu einer anderen wichtigen Frage. Frank Dörenberg hat für seine Loops Kupferrohr benutzt, Ciro Mazzoni benutzt für seine Aluminiumrohr. Auch die Käferlein-Loops vom WIMO sind aus Alurohr. Doch viele Loops - vor allem die portablen - werden aus Koaxialkabel gebaut. Ist Koaxialkabel ebensogut wie Kupfer oder Aluminium?

Im Fall von Corrugated Coax (Koax mit gerillter Abschirmung) wie ich sie verwende, lautet die Antwort eindeutig Nein. Der Weg des Stroms, der wegen des Skineffekts nur an der Oberfläche fliesst ist wegen der Rillen länger. Der Widerstand und damit der Verlust ist höher. Das drückt auf den Wirkungsgrad. So praktisch der Bau mit diesem Kabel auch ist.  

Aber auch Koaxialkabel mit einem Abschirmgeflecht sind nicht unproblematisch. Für den HF-Strom, der im obersten Mikrometer-Bereich fliesst, stellt ein Geflecht einen Hindernisparcour dar. Kabel mit einer zusätzlichen Abschirmung aus Folie sind besser. Der Strom findet auf der glatten Folie eine hindernisfreie und glatte Fläche, die weniger Widerstand bietet. Nicht vergeben warnen viele erfahrene Konstrukteure von Magloops vor der Verwendung von geflochtenen Kabeln zur Kontaktierung der Kondensatoren. Als Masseband für Autobatterien sind sie ideal, für den HF-Strom jedoch eine unnötige Verlustquelle.

Mikrowellen Spezialisten wissen, dass rauhe Oberflächen zusätzliche Verluste verursachen. Man findet dazu unzählige Studien. Beim Bau von Magnetloops wird das aber manchmal ignoriert. Stellt euch vor, ihr wärt ein 10 Mikrometer hoher Zwerg und müsstet über die Oberfläche eines geflochtenen Kupferbandes klettern! 

RG214 mit seiner versilberten, doppelten Abschirmung scheint auf den ersten Blick gut für Magloops geeignet. Aber es ist keine gute Wahl. Besser sind Kabel mit zusätzlicher Folienschirmung. Natürlich so dick wie möglich. 

Glücklicherweise fliesst der HF-Strom nicht nur an der Oberfläche der Abschirmung, sondern auch an der Innenfläche, was die Verluste zusätzlich minimiert. Ein Umstand der erstaunlicherweise von keinem Berechnungsprogramm berücksichtigt wird. Es gibt m.E. keinen Grund, wieso hochfrequenter Strom nicht auch auf der Innenseite eines Rohrs unterwegs sein sollte. Ausser er hätte Angst vor der Dunkelheit.