Langer Draht
Für den Fernempfang eignet sich eine Drahtantenne, die vorzugsweise außerhalb des Hauses abgespannt sein sollte - möglichst frei, möglichst hoch und mit ausreichendem Abstand zum Haus, um dem hausimmanenten technischen Störnebel zu entgehen.
Theoretisch ergibt sich bei der Langdrahtantenne eine Resonanz bei einer Viertelwellenlänge, wobei allerdings eine gute Erdung als Gegengewicht wichtig ist. In der Praxis haben sich Langdrahtantennen mit etwa 10 Metern bewährt. Wenn der Empfänger nahe am Fenster oder der Außenwand des Hauses steht, reicht es, das Drahtende direkt mit dem inneren Pol der Antennenbuchse zu verbinden. Falls allerdings eine längere Strecke im Haus zu überbrücken ist, sollte man ein Koaxkabel verwenden und als Gegenpol eine Erdverbindung nahe am Einspeisepunkt der Antenne (siehe Bild 1). Dabei spielt es keine Rolle, ob 50-Ohm- oder 75-Ohm-Kabel verwendet wird. Die Antenne hat ohnehin einen je nach Frequenz wechselnden Fußpunktwiderstand und eine komplexe Impedanz mit wechselnden kapazitiven und induktiven Anteilen. Das nicht mit seinem Wellenwiderstand betriebene Kabel hat selbst auch noch Eigenresonanzen und transformiert die Antennenimpedanz, sodass insgesamt andere Resonanzen auftreten können, als es die Antennenlänge selbst erwarten lässt. Am Empfänger merkt man jedoch wenig davon, weil Signalunterschiede um 10 dB kaum ins Gewicht fallen.
Bild 1. Langdrahtantenne mit Anschluss über ein Koaxkabel.
Langdrahtantennen baut man üblicherweise mit Litze von nicht zu kleinem Querschnitt, um einerseits eine gute mechanische Stabilität und andererseits geringe ohmsche Verluste zu erreichen. Gut geeignet ist beispielsweise eine Ader aus üblichem Netzkabel oder Lautsprecherkabel mit einem Querschnitt von 0,75 mm² bis 1,5 mm². Aber auch wesentlich dünnere Drähte können verwendet werden.
Vorselektion
Ein Langdrahtantenne ist breitbandig und empfängt den gesamten AM-Rundfunkbereich zwischen 0,5 MHz und 22 MHz relativ gleichmäßig, so dass man für die Antenne selbst keine zusätzliche Abstimmung braucht. Eine Vorselektion ist aber dennoch sinnvoll, wenn der Empfang durch Spiegelfrequenzen oder Übersteuerung beeinträchtigt wird. Für die Vorselektion wird meist ein so genannter Präselektor verwendet, der zwischen Antenne und Empfänger geschaltet wird und in der Regel abstimmbar ist. Die Standard-Lösung für eine Vorselektion ist ein abstimmbarer Schwingkreis (Bild 2). Die Spule kann als Luftspule, also ohne einen Kern selbst gewickelt werden. Die Drahtstärke spielt bei derartigen Luftspulen keine so große Rolle. Für kleine Spulen nimmt man 0,3-0,7 mm Kupferlackdraht (CuL), größere Luftspulen benötigen wegen der mechanischen Stabilität etwas dickeren Draht.
Bild 2. Ein frei abstimmbarer Kreis zur Vorselektion.
Mit einem Durchmesser des Spulenkörpers von 8 mm und 20 Windungen auf einer Länge von 10 mm ergibt sich eine Induktivität von 2,5 µH. Ein Drehkondensator mit 370 pF erreicht damit eine untere Resonanzfrequenz von etwa 5 MHz. Man kann also das 49-m-Band und höhere Bänder bis etwa 16 MHz abstimmen. Eine Anzapfung bei der zweiten Windung liefert die passende Impedanz zum Anschluss des Empfängers. Die Antenne kann über eine Koppelspule mit zwei bis vier Windungen angeschlossen werden. Legt man die Koppelspule so aus, dass sie verschoben werden kann, ist eine variable Kopplung möglich. Man kann also die optimale Anpassung suchen.
Der gezeigte Schwingkreis hat eine hohe Güte (typisch 50). Damit erreicht man eine Bandbreite von 120 kHz bei 6 MHz. Der Drehkondensator muss daher relativ genau abgestimmt werden. Wenn der Präselektor in ein Gehäuse eingebaut wird, sollten die wichtigsten Frequenzen auf einer Skala markiert werden.
In Bild 3 wird bei sonst gleichem Schwingkreis statt eines Drehkondensators eine Kapazitätsdiode hoher Kapazität wie die BB112 eingesetzt. Wichtig ist eine stabile und gut geglättete Spannung am Abstimmpoti.
Bild 3. Abstimmung mit Kapazitätsdiode statt Drehkondensator.
Eine Alternative zu abstimmbaren Kreisen ist die Verwendung fest abgestimmter Filter. Für das 49-m-Band gibt es eine einfache Lösung mit einem Keramik-ZF-Filter SFE 6, das für die Ton-ZF in Fernsehern verwendet wird. Bild 4 zeigt die Anordnung des am Empfänger-Eingang bei Bedarf zuschaltbaren Filters.
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Die eigentlich zu geringe nominelle 3-dB-Bandbreite mit etwa 100 kHz wird durch die niedrigen Impedanz auf der Antennen- und Empfängerseite so weit aufgeweitet, dass die (gemessenen) -6-dB-Eckfrequenzen bei 5850 kHz und 6150 kHz liegen. In der Praxis lohnt sich dieses Filter für das 49-m-Band in erster Linie dann, wenn beim Empfang Spiegelfrequenz-Störungen durch starke Sender im 40-m-Band auftreten - das Filter bietet bei 7 MHz eine Dämpfung von rund 40 dB.
Bild 4. Verwendung eines Keramik-ZF-Filters zur Vorselektion.
Magnetische Antennen
Eine Langdrahtantenne empfängt elektrische Energie sowohl aus der elektrischen als auch aus der magnetischen Feldkomponente des HF-Feldes. Dagegen empfangen verkürzte Antennen wie Stabantennen überwiegend Energie aus der elektrischen Feldkomponente. Dadurch ergibt sich vor allem in Gebäuden ein größerer Störpegel. Elektrische Geräte und die Netzleitung koppeln vor allem kapazitiv auf die Empfangsantenne. Deshalb ist es dann günstiger, die magnetische Feldkomponente zu empfangen. Dazu reicht im Prinzip eine Drahtschleife oder Spule. Üblich sind Rahmenantennen mit einigen Drahtwindungen oder einfache Schleifen, so genannte magnetische Loops. Hochwirksam sind abgestimmte Loops mit hoher Güte. Man verwendet zum Beispiel ein Kupferrohr, das zu einem Kreis von einem Meter Durchmesser gebogen wird. Aber auch eine breite Aluminiumfolie, die um einen entsprechend großen Karton gewickelt wurde, bringt gute Ergebnisse. In Verbindung mit einem Drehkondensator bis 500 pF bildet die Schleife einen Resonanzkreis sehr hoher Güte und liefert damit wesentlich mehr Antennenspannung, als man von einer Antenne dieser Größe erwartet. Der Empfänger wird mit einer kleinen Koppelspule lose angekoppelt, um den Kreis nicht übermäßig zu bedämpfen (Bild 5). Die optimale Größe und Lage der Koppelspule wird am besten experimentell ermittelt. Dank der hohen Güte der Antenne ist ein zusätzlicher Präselektor in jedem Fall überflüssig.
Bild 5. Eine magnetische Loop-Antenne.
Eine magnetische Loopantenne lässt sich auch aus einfachem Draht aufbauen, wobei sich eine geringere Güte und damit eine geringere Antennenspannung bei größerer Bandbreite ergibt. Wenn die Antenne kleiner werden soll, können zwei oder mehr Windungen aus isoliertem Draht verwendet werden. Besonders wirksam ist eine elektrisch abgeschirmte Loopantenne, die sich im einfachsten Fall aus einem Stück Koaxkabel aufbauen lässt. Diese Antenne kann unauffällig in einem Bücherregal untergebracht werden und bietet ein relativ gutes Nutz-Rauschverhältnis. Die Resonanzfrequenz ergibt sich aus der Größe der Schleife und der eingestellten Kapazität. Mit insgesamt vier Meter Koaxkabel und einem Drehkondensator von 500 pF erreicht man Resonanzfrequenzen bis unter 6 MHz (Bild 6). Der Breitbandübertrager soll primärseitig eine größere Induktivität als die Drahtschleife besitzen. Mit etwa 20 Windungen auf einem Ferritkern oder Ringkern erreicht man gute Ergebnisse. Der abgestimmte Kreis soll im Interesse einer hohen Güte nicht zu stark bedämpft werden. Die Sekundärseite erhält daher nur zwei bis vier Windungen, wobei man die beste Koppelspule experimentell ermitteln sollte.
Bild 6. Abgestimmte und abgeschirmte Loop-Antenne aus Koaxkabel.
Quellenhinweis: Burkhard Kainka, Wellenfänger - Antennen und Vorselektion für AM und DRM, Elektor 4/2004.
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Artikel: ATS 909 W WELTEMPFÄNGER SILBER
Artikel-Nr.: 205982 - 62
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