Rob's web

Neue Form der Abstimmung bei einer magnetischen Antenne

Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - CQ-DL - Neue Form der Abstimmung bei einer magnetischen Antenne

pic 1

Bei magnetischen Antennen stellt die ab-stimmbare Kapazität ein gewisses Problem dar, sowohl bei der galvanischen Ankopplung an die Spule als auch bei der Beschaffung eines spannungsfesten Typs für höhere Leistungen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden Versuche mit einem Plattenkondensator durchgeführt, dessen Plattenabstand veränderlich ist.

Die Kondensatorplatten sind durch Klemmvorrichtungen fest mit dem Spulenrohr verbünden. Bei der Kapazitätsvariation verändert sich auch etwas der Spulendurchmesser und damit die Induktivität der Spule Das Verhältnis der C-Variation zur L-Variation beträgt im Mittel etwa 100:1.

abb 1 + 2

Um die Kondensatorplatten bewegen zu können, wird ein Getriebemotor M verwendet (Abb. 1), der im Innern des Antennenrohre: untergebracht ist. über das Kardangelenk G und die Gewindespindel Q wird ein Röhrchen aus Isoliermaterial P bewegt. Das Röhrchen ist fest mit der linken Kondensatorplatte K verbunden. Die Elastizität des Spulenrohres R ist genügend groß, um eine Abstandsänderung von ca. 5 cm bei einem Spulendurchmesser von 0,8 m durchzuführen.

Die Abweichung von der Parallelität dei Kondensatorplatten bei den verschiedener Einstellungen ist für den Betrieb der Antenne praktisch belanglos.

Die Kapazitätswerte wurden nach unten-stehender Formel ermittelt. Sie sollen nur zui Orientierung dienen, da die Formel nur füi parallele Platten gilt.

c=εo × r[π × r/a + ln(rr × r/a) + 3,77 + f(x)
f(x) = f(d/a) = (1 + x) × ln (1 + x) - x × ln(x)
r = Plattenradius in m
a = Plattenabstand in m
d = Plattendicke in m
co = 8,85 × 10-12 in F/m
x = d/a
L = μo × R [ln (R/r) + 0,079]
R = Radius der Antennenschleife in m
r = Radius des Rohres in m
μo = 4π × 10-7 H/m

Als Versuchsmuster wurde eine Antenne mit einem Durchmesser von 0,8 m verwendet. Die Kondensatorplatten haben dabei einen Durchmesser von 27 cm. Bisher liegen gute Ergebnisse aus dem 20-m- und dem 15-m-Band vor.

Praktische Hinweise

Um Koronaentladungen an den scharfen Plattenrändern zu vermeiden, sollten die Ränder gerundet werden. Noch besser ist es, einen Ring aus ca. 4 mm Cu-Draht am Rand der Kondensatorplatten anzubringen. Dabei sind die übergänge Platte-Ring gut zu verschleifen und zu polieren. Diese Maßnahmen sind jedoch erst bei Leistungen von mehreren 100 Watt notwendig.

Die rechte Kondensatorplatte erhält eine öffnung von ca. 2 cm Länge und 1,5 cm Breite, um Beschädigungen des Röhrchens P durch Kratzer zu verhindern. Diese öffnung ist auch zur genauen Justierung der rechten Kondensatorplatte bei der Montage wichtig.

Für eine gute Kontaktgabe sollte man wenigstens die Rohrenden und die Befestigungsflansche F der Platten versilbern.

Die Gewindehülsen W1 und W2 im Röhrchen wurden mit "Stabilit Express" eingeklebt. Zur Sicherung gegen Verdrehung des Röhrchens P sollte als Unterlegscheibe U ein Sperr- oder Zahnring verwendet werden.

Eine seitliche Verbiegung des Cu-Rohres R, zwecks leichterer Montage der Platten und des Motors, schadet der Elastizität des Rohres nicht.

Die Platten K läßt man sich am besten von einem Klempner mit einer Motorschere ausschneiden, damit keine Verbiegungen entstehen.

Die Flansche Fan den Platten wurden aus aufgebogenen Rohrstücken hergestellt. Das Antennenrohr und die Platten werden mit einem Bootsklarlack oder einem Zweikomponentenlack überzogen (außer an den Rohrenden und den Flanschen), nachdem sie vorher, zur Erzielung guterOberflächenleitfähigkeit, auf Hochglanz poliert wurden.

Kann der Kondensator beim Abstimmen nicht direkt beobachtet werden, sollte mindestens eine Information über den kleinsten bzw. den größten Abstand der Platten gegeben werden. Für orientierende erste Versuche ist das mit einer Motorstrommessung möglich. Der Strom steigt jeweils an den Arretierungspunkten der Spindel Q stark an. Ein plötzliches Anhalten des Motors kann durch Zwischenschalten von Plastik- oder Gummischeiben an den Anschlagstellen vermieden werden.

Für genauere Positionsmeldungen, eventuell für eine automatische Einstellung auf eine bestimmte Frequenz, ist der Dorn D vorgesehen. Er dient dazu, den Schleifkontakt des Flachbahnreglers mitzunehmen. Wenn anstelle des Dorns ein Ring auf P geklebt wird, der in den entsprechenden Teil des Potentiometers eingreift, kann die Montage der Mechanik in das Rohr vereinfacht werden.

Die Antenne wurde für den Zimmer- oder Unterdachbetrieb konzipiert. Um sie im Freien zu benutzen, muß der Kondensator verkleidet werden. Für kurze Versuche genügt eine dünne Plastiktüte, die den Kondensator umhüllt und die durch Gummibänder am Antennenrohr befestigt ist. Die Einkopplung der HF in das Rohr R geschieht mit einer Schleife mit einem Durchmesser von 16 cm aus Cu-Rohr (e = 0,8 cm). Die Leitungen für den Motor werden unten am Strombauch aus dem Rohr herausgeführt.

abb 3

Abb. 3 zeigt eine andere Möglichkeit der Kapazitätsvariation. Hierbei wird die eine Kondensatorplatte durch Verdrehen der Spindel Q der anderen Platte parallel genähert oder von ihr wegbewegt. Die Kontaktgabe zwischen dem Rohr R und der Hülse T geschieht mit den Federn B. Um die Induktivität der Kontaktfedern und die übergangswiderstände möglichst klein zu halten, sollten mehrere Federn benutzt werden. Der letzte Teil des Rohres wird hier geradlinig ausgeführt Der Motor M ist auf dem Schlitten X montiert, der in einer Vertiefung (Nut) auf der Unterlage O gleiten kann.

abb 4
Abb. 4: Kapazitätswerte in Abhängigkeit vom Abstand der Platten.

Stückliste zu Abb. 1

Stückliste zu Abb. 3

Literatur

  1. Günter Schwarzbeck, DL1BU: Rahmen und Ringantennen. cq-DL 5/84.
  2. Hans Würtz, DL2FA: Magnetische Antennen. cq-DL 2/83.
  3. Kohlrausch: Praktische Physik Bd. 2, 1968.

DF8UL, Christian Wirth.