Sonntag, 19. August 2018

Helically Wound Magnetic Loop Antenna

(Spiralförmig gewickelte magnetische Loop Antenne) 

Um zumindest etwas auf Kurzwelle aktiv sein zu können, habe ich beschlossen eine magnetische Loop für 10m und eventuell 15m zu bauen, die dann zeitweise auf dem Balkon aufgebaut werden kann.

Die "normale" 80cm Loop ist mir etwas zu groß. Deswegen habe ich beschlossen sie kleiner zu bauen. Weil der Wirkungsgrad von der "helically wound loop" besser sein soll, habe ich diese Ausführungsvariante gewählt.


Planung

Also habe ich mich etwas schlau gemacht und mal geschaut wie andere OMs diese Antenne umgesetzt haben. Dokumentationen gibt es hauptsächlich von den amerikanischen OMs. Diese haben die Antenne häufig aus PVC-Rohren in Achteckiger Form gebaut.

Bei uns im Baumarkt konnte ich die verwendeten Rohre nicht finden. Deswegen habe ich beschlossen sie aus Rohrisolierung oder "Schwimmnudeln" zu bauen.

Dann habe ich eine kleine Stückliste für die eigentliche Antenne zusammengestellt.




Zusätzlich habe eine Stückliste für die Fernabstimmung der Antenne aufgestellt. Die Fernabstimmung erfolgt mit einem Arduino und einem Servo.



Aus anderen Projekten hatte ich schon einige Teile im Bestand.


Antennenbau

Die Antenne habe ich aus zwei 1m Rohrisolierungen und zwei 10cm HT-Rohr-Stücken zusammen gesetzt.




Für die PL-Buchse habe ich ein Loch in das HT-Rohr gebohrt. Danach habe ich den Antennenkörper mit der Kupferfolie bewickelt und die PL-Buchse angelötet.





Die gewickelte Antenne habe ich auf einem Holzstab montiert und den Drehkondensator an die Kupferbandenden angelötet.




Den 130pF Drehkondensator hatte ich zuvor auf ca. 30pF umgebaut. Hier gibt es dazu eine kleine Anleitung.
Meiner sah danach so aus.




Die Einspeisung erfolgt mit einem Gamma-Match. Diesen habe ich mit 2,5 mm2 Kupferdraht gebaut, aber zuvor die richtige Länge mit einem Krokidilklemmenkabel ermittelt.

Hiermit ist der Bau der eigentlichen Antenne abgeschlossen.



Bau der Fernabstimmung

Für eine komfortable Abstimmung der Antenne erfolgte der Einbau eines Standardservos mit einer Gelenkwelle.



Der Anschluss des Servos erfolgt mit einem CAT6-Kabel (Ethernet).
Zur Abstimmung wird ein Arduino mit ein paar Zeilen Programmcode verwendet. 




Die notwendigen Komponenten wurden in ein Gehäuse eingebaut.



Mit der Abstimmung der Antenne auf zwei Frequenzen und Übertragung der Einstellwerte in den Programmcode konnte die Anzeige grob kalibriert werden.




Test der Antennenabstimmung.




Damit ist der Bau der Antennenabstimmung abgeschlossen.



Antennenverkleidung

Es erfolgte die Verkleidung der Antenne mit einer "Untertapete" / XPS-Platten. Das Material lässt sich sehr gut mit einem Cutter bearbeiten. Klebungen erfolgen mit UHU-Por. Alternativ geht auch wasserfester Holzleim, Pattex 100% oder ähnliche.
UHU-Por ist ein Kontaktkleber und haftet nach 10 minütiger Ablüftzeit sofort.




Ein paar Versteifungen in der Mitte können nicht schaden.
So sieht die Antenne fertig verkleidet aus.



Die Antenne wurde als Smiley dekoriert. Somit ist sie ein Dekorationsgegenstand für meinen Balkon. Als anständige Antenne bekommt sie auch einen Namen: "Big Grin Loop".




Alternativ kann man die Antenne auch mit GFK-Matten laminieren, wie die Modellbauer es gelegentlich mit ihren Modellen machen.

Der Holzmast wurde so modifiziert, dass er in ein HT-Rohr DN50 gesteckt werden kann.




Das dazugehörige HT-Leerrohr wurde am Balkongeländer mit Kabelbindern befestigt.





Antennentest

Die Antenne ist so von 15m bis 10m zu verwenden. Das SWR lag bei ca. 1,1 und die Antenne wurde nach bestem Empfang abgestimmt. Nach der Abstimmung muss der Arduino abgeschaltet werden, weil der Arduino auf Kurzwelle stört und weil beim Senden der Arduino zumindest auf 10m ausfällt. Auf 15m spielt er weiter.
Klappferrite habe ich bereits eingebaut, aber vielleicht muss ich den Arduino auch in ein Blechgehäuse einbauen.

Alternativ zum Arduino werde ich in Zukunft einen Servotester ausprobieren. Es entfällt dann die Frequenzanzeige (geschätzt), aber das kann man auch verkraften.

Subjektiv spielt die Antenne sehr gut. Eine Ortrunde auf 10m war sehr gut mit zu verfolgen.
Signal aus EA waren heute mit S7 zu hören.




Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung ist, dass die Antenne breitbandiger ist als bei herkömmlicher Bauweise. 
Bei einem maximalen SWR von 2 hat die Antenne auf 10m eine Bandbreite von 400kHz!


vorläufiges Fazit
  • Das CAT6-Kabel aus dem Baumarkt ist zu steif. Hier ist das aus dem Computerfachhandel zu bevorzugen.
  • Damit die Antenne auch auf 20m spielt, sollte man mit dem Kondensator auf 50pF gehen.
  • Für die Abstimmung muss noch eine Einstrahlungssichere Alternative gefunden werden (Servotester?).




Links
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