Magnetloop Antennen - Tipps und Tricks

 

  Antennen-Koryphäen wollen nichts von Magnetloop Antennen wissen und bezeichnen sie schlicht als STL: small transmitting loop. In diesen Kreisen werden ihre "wundersamen" Eigenschaften teilweise bestritten. Auf der anderen Seite - bei den Funkamateuren - bilden sich zum Teil Legenden. Wie auch immer: die kleinen Ringe sind nach wie vor umstrittene Antennen.

  In den letzten anderthalb Jahren habe ich mich intensiv mit Magnetloop-Antennen beschäftigt und dabei mehrere Exemplare gebaut. Hier meine Erfahrungen.

  Schlecht für lange Wellen

  Schon aus den Berechnungen, wie sie in guten Antennenbüchern zu finden sind, geht hervor: Bei gleichem Durchmesser ist eine Magnetloop bei der doppelten Wellenlänge mindestens 16mal weniger effizient. Beispiel: Ein Loop mit 1.6m Durchmesser für das 40m Band wird auf 80m sechzehnmal weniger Leistung abstrahlen. Zwingt man ihn gar auf das 160m Band ist er sogar 256 mal schlechter. Die Praxis scheint jedoch weniger düster zu sein. Magie? Kognitive Dissonanz? 

  Für die Wirksamkeit einer Magnetloop ist die umschlossene Fläche (Kreisfläche) massgebend. Eine 80m Loop müsste also den doppelten Durchmesser haben wie eine für das 40m Band, um gleichziehen zu können. Doch das alleine reicht nicht. Man müsste auch wesentlich dickeres Spulenmaterial verwenden um die zusätzlichen Verluste durch die Leiterlänge zu kompensieren. Soweit die Theorie.

   Man kann es drehen wie man will: handliche Magnetloop-Antennen sind am besten von 40m abwärts zu gebrauchen. Kleinere, mit 80cm Durchmesser sind gut für 20m bis 10m. 80cm ist übrigens der grösste Durchmesser, um sie im 10m Band zum Funktionieren zu bringen. Ein Viertel Wellenlänge Umfang.

   Sehr schmalbandig

  Man kann nicht zugleich eine sehr kleine, wirkungsvolle und breitbandige Antenne haben. Auf eines der drei Adjektive muss man verzichten. Darum sind Magnetloop-Antennen zum Senden schmalbandig. Damit sie überhaupt richtig funktionieren darf ihr Umfang nicht grösser als ein Viertel der Wellenlänge sein. Bei dieser Grenze sind sie am breitbandigsten und decken in der Regel einige zehn Kilohertz ab, bevor sie nachgestimmt werden müssen. Je weiter man sich von dieser Grenze entfernt, desto schmalbandiger sind sie. Kleine Loops sind bei langen Wellen manchmal kaum mehr breit genug um einen SSB-Kanal abzudecken. Magnetloop-Antennen sind also nichts für "über das Band drehen" und rasches QSY. Man muss sie dauernd nachstimmen. Loops grösser als Viertellambda sind keine Magnetantennen mehr, sondern irgendwas Komisches. Erst bei einer Wellenlänge Umfang erhält man wieder eine "richtige Antenne". Doch Quads und Oblongs sind hier nicht das Thema.   

  Hohe Spannungen und hohe Ströme

  Schon bei kleinen Leistungen (QRP) erreicht man ein Kilovolt am Abstimmkondensator. Wer mit 100 Watt funken will, braucht Kondensatoren, die 5 bis 10kV aushalten. Doch das allein genügt nicht. Gleichzeitig fliessen einige zehn Ampere durch die Spule und durch den Kondensator. Grosse Plattenabstände bei Drehkos oder Vakuumkondensatoren sind gefragt. Klar sind diese Antennen lebensgefährlich!

  Jedes Milliohm zählt

  Magnetloop-Antennen haben Strahlungswiderstände im Milliohm-Bereich. Die Verlustwiderstände bewegen sich in der Regel in der gleichen Grössenordnung. Nur schon ein einziges Ohm Verlustwiderstand macht daher eine Magnetloop unbrauchbar. Man verwendet daher dickes Leitermaterial und achtet penibel auf Übergangswiderstände. Kritisch ist der Anschluss des Kondensators. Einige zehn Milliohm sind dort rasch vergeben. Schleifkontakte von Drehkos sind ein No-Go. Nur Butterfly-Drehkos und Vakuumkondensatoren können Enttäuschungen vermeiden. Schweissen, Löten, grossflächige Verschraubungen gleicher Materialien sind ein Muss. Litzen vermeidet man wie der Teufel das Weihwasser.

  Koaxialkabel - ein Kompromiss

  Und damit sind wir beim Material für die Spule, die in der Regel aus einer einzigen Windung besteht. Bei käuflichen Mgnetloops wird oft handelsübliches Koaxialkabel zweckentfremdet. Die Oberfläche der Abschirmung soll es richten und den HF-Strom leiten. Doch wie bereits erwähnt, sind Litzen schlechte HF-Leiter. Hochfrequenzströme fliessen an der Oberfläche (Skineffekt). Müssen sie sich ihren Weg durch die Täler, Höhen und Übergänge einer Litzenoberfläche bahnen, wird ihr Weg erheblich länger. Das erhöht den Verlustwiderstand. Leider bestehen die Abschirmungen von Koaxialkabeln meistens aus Litzengeflecht. Glattes Kupferrohr gleichen Durchmessers ist wesentlich besser. Leider nicht für Portabelbetrieb. Glücklicherweise sind die Abschirmungen bei modernen Koaxkabeln mit Folie unterlegt. Auch auf deren Unterseite fliesst ein HF-Strom. Das verbessert die Situation wesentlich. Aber die Wahl des Koax bleibt kritisch. Möglichst dick und möglichst eine Abschirmung mit Kupferfolie sind die wichtigsten Kriterien. Persönlich brauche ich 7/8 Zoll Koaxialkabel, obwohl auch dieses wegen den Rillen in der Abschirmung nicht optimal ist. Wer es ganz gut machen will. verbindet auch den Innenleiter des Koax mit der Abschirmung. Denn auch auf dessen Oberfläche fliesst Strom. Das Prinzip ist das gleiche wie bei der HF-Litze mit einem Bündel einzeln isolierter Leiter. Jeder Leiter zählt und Magnetfelder kann man mit Kupfer nicht abschirmen. Den Proximity-Effekt vernachlässige ich hier mal.

Käufliche Magnetloop-Antennen sind meist aus Alurohr gemacht. Da Alu schlechter leitet als Kupfer, muss es dicker sein.

  Das SWR

  Wird bei der Magnetloop überbewertet. Wichtig ist, dass die Loop auf Resonanz abgestimmt wird. Ob dabei das SWR auf 1:1 runter geht oder knapp unter 1:2 hängen bleibt, ist weniger wichtig. Der Einsatz des Antennentuners im Transceiver ist erlaubt, wenn man sich um seine Transistoren sorgt. Doch bei Frequenzwechsel muss die Magnetloop wieder auf Resonanz getrimmt werden. Nur mit dem ATU nachstimmen gilt nicht. Wird die Loop auf mehreren Bändern eingesetzt, schafft man es kaum, dass sie überall ein gutes Stehwellenverhältnis hat. Da kann man die Koppelschleife noch so zurechtbiegen. Ein Kompromiss ist gefragt.

  Enge Kopplung

  Und damit sind wir bereits bei der Koppelschleife. In der Regel beträgt ihr Umfang etwa 1/5 des Loops. Messungen mit einem Feldstärkemesser zeigen, dass das Magnetfeld der Antenne bei enger Kopplung am stärksten ist. Die Koppelschleife sollte daher nur durch die Isolation vom Loop getrennt sein und möglichst lange zu diesem parallel führen. Man quetscht sie dazu zu einem "Zwetschgoid". auch wenn das Stehwellenverhältnis nicht so Freude daran hat. Vor Hochspannung braucht man sich an diesem Punkt der Loop nicht zu Fürchten. Sie ist am höchsten beim Kondensator und Null auf der gegenüberliegenden Seite.

  Nur eine Windung

  Immer wieder trifft man auf Magnetloop-Antennen mit mehreren Windungen. Mit diesem Trick können sie kleiner gebaut werden, bzw. brauchen weniger Kondensatorkapazität. Doch der Trick ist faul. Mehrere Windungen sind weniger effektiv als die gleiche Streckenänge in einer einzigen Windung. Zudem steigt die Spannung am Kondensator auf schrecklich hohe Werte. Das geht höchstens für QRP. Meine 160m Loop mit drei Windungen war keine gute Idee.

   Weder Fisch noch Vogel

  Eine Magnetloop-Antenne, senkrecht montiert, strahlt in alle Höhenwinkel gleichzeitig. In flachen Winkeln, günstig für DX, und senkrecht nach oben wie eine NVIS-Antenne. Das ist einerseits praktisch, andererseits Verschwendung. Eine ideale Antenne sollte ihre ganze Energie einem einzigen Zweck widmen. Konzentriert auf ihre Hauptaufgabe. Bei flachen Strahlungswinkeln ist die Magnetloop wie ein Beam und weist quer zur Loopebene zwei Nullstellen auf. Das ist gut für die Unterdrückung von Störsignalen. Bei Steilstrahlung verliert sie diese Eigenschaft und strahlt als NVIS-Antenne rundum. 

  Die Erde ist ihr egal 

  Senkrecht montierte Magnetloop-Antennen unterliegen viel weniger dem Einfluss des Erdbodens als Dipolantennen. Ein Loopdurchmesser Abstand reicht aus. Auch drinnen unter dem Dach fühlen sie sich noch wohl, wo Dipolantennen kläglich versagen. Montiert man sie jedoch horizontal, werden sie zu veritablen DX-Rundstrahlern und brauchen genauso Höhe zum Erfolg wie Dipole. 

  Wieso tut man sich das überhaupt an?

  Magnetloop-Antennen für 80m SSB-Runden sind eine Qual. Für FT-8 sind sie ideal. Für CW erstaunlich gut. Gekauft sind sie schweineteuer, selbst gebaut ein Schäppchen. In der Konstruktion unkompliziert und ein interessantes Experimentierfeld für den, der draussen keine Drähte spannen kann und keinen Fahnenmast sein Eigen nennt. Für das 160m Band kann man sie vergessen. Wer eine Riesenloop im Garten bauen kann, kann auch Drähte spannen. Für 2m sind sie für die Füchse, bzw. deren Jagd.

Natürlich gibt es es noch viel mehr zu erzählen. Aber ich will ja kein Buch schreiben. Wenn euch Magloops interessieren, baut selbst eine und sammelt Erfahrung. Hilft im Alter gegen Demenz.