DF2DD
German-Amateur-Radio-Station

Magnetische Loopantennen haben mich fast ein ganzes Jahrzent beeindruckt und ich habe viele Kontakte mit unterschiedlichen Loops gemacht.

 

Da aber seinerzeit auf dem Dach meines Hauses nach der Installation meiner Satellitenantennenanlge mit 2x12 Ele. X-Yagi für VHF und 2x18 Ele. X-Yagi für UHF und separatem Mast mit einer X-7000 so langsam der Platz kanpp wurde (gerne hätte ich noch einen kleinen Beam oder eine Quad für Kurzwelle installiert), musste ich mich nach Antennenalternativen umschauen.

 

Zunächst kam mir die Idee, einen Multibanddipol für 80-10m der Fa. Kelemen einzusetzen ... aber so richtig glücklich war ich damit nicht, zumal sich das Platzproblem damit nur "vom Dach" in den Garten verlegte. Auch die von mir in Betracht genommenen KW-GPs benötigten entweder so lange Radials, dass ich meine Satellitenanlge nur noch eingeschränkt drehen konnte oder machten mir einen nicht sehr soliden Eindruck, so dass ich bei einem Sturm nicht hätte ruhig schlafen können.

 

Nachdem ich "hier und da" ein wenig herumlas bzw. herumhörte, stiess ich auf eine sog. "magnetische Antenne". Schon vor ca. 10 Jahren habe ich mir darüber einmal einen Prospekt der Fa. Käferlein zukommen lassen. Allerdings wusste ich nicht allzu viel über diese Antennen, ausser, dass sie ziemlich teuer sind.

 

Mehr oder weniger durch Zufall erfuhr ich, dass ein OM aus meinem OV, nämlich DL4DCC,  mehrere Loops der Fa. Käferlein  von 3,4m bis 0,8m Durchmesser im Einsatz hat. So verständigte man sich kurzerhand auf einen gemeinsamen Termin, bei dem Horst mir seine AMAs vorführte. Leider trafen wir uns an einem dunklen Herbstabend im November, was zur Folge hatte, dass die eigentlichen "DX-Bänder" ab 15m schon "zu" waren. Aufgrund der Tageszeit hörten wir nur sehr wenige Station ab dem 15m-Band aufwärts, so dass wir uns entschieden, unsere Tests auf 80m und 40m zu beschränken.

 

Eigentlich waren es keine "richtigen" Tests mit Vergleichen zwischen den Loops und einer anderen Antenne aber die Selektivität der AMAs begeisterte mich auf Anhieb auf dem abend doch sehr vollen 80m und 40m-Band (TRX waren übrigens ein TS-950, ein TS-870 und ein FT-1000MP).

 

Die Abstimmbaren Magnetischen Antennen (AMA) wurden seit 1983 in Darmstadt von der Fa. Käferlein in Darmstadt gefertigt und ausschliesslich von dort versendet. Ein Zwischenhandel war nicht vorgesehen.

   

Das Bild zeigt meinen damaligen Aufbau mit 2 Käferlein-Loops.

2 Loopantennen mit 80cm und 170cm stehen im rechten Winkel ineinander. Die 170cm-Loop deckte den Bereich von 80-20m ab; die kleine Loop war von 20-10m in Resonanz zu bringen.

 

Heutzutage hat die Fa. Beese die Entwicklung und den Vertrieb der AMA-Antennen übernommen.

 

Allgemeines zu AMA-Antennen der Fa. Käferlein
Die wichtigen allgemeinen technischen Daten der AMA-Antennen sind:
 

Looprohr aus Aluminium mit 32mm Aussendurchmesser
Impedanz 50 Ohm; Anschluss über Koaxkabel über PL-259
Strahlungswiderstand je nach Frequenz: 0,00015 Ohm bis 1,3 Ohm
Frequenzabstimmung über eine zweiadrige Steuerleitung
Schutztopf für den Kondensator aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK); UV-beständig
Fernabstimmung mittels Bediengerät; Stromversorgung über mitgeliefertes Steckernetzteil
Die Antennen sind wetterfest für Aussenmontage
Abstimmkondensatoren sind extrem stabil, hochspannungs-, hochstrom- und kreichstomfest; daher keine Frequenzverstimmung bei Sturm/Dauerträger und keine Zerstörung bei HF-Überbelastung
Präzisionsfernabstimmung mittels separatem Bediengerät
Bei vertikaler Montage erfasst die AMA alle Erhebungswinkel
AMAs sind sehr selektiv; daher wenig bzw. kein QRM
starke Oberwellenunterdrückung; daher keine Probleme mit BCI/TVI
Durch Verbiegen der Koppelspule kann die Impedanztransformation geändert werden und somit eine Anpassung der Antenne an den jeweiligen Standort erfogen

Vorteile einer "magnetischen Antenne"
 

Magnetische Systeme benötigen keine Radials oder Abstimmspulen
Kleinste Bauform bei hohem Wirkungsgrad
Lückenlos durchstimmbar im jeweiligen Frequenzbereich
Präzise Fernabstimmung 
Optimales VSWR
Kein Tuner erforderlich
Die Antennen sind wetterfest für Aussenmontage
Kein Leistungsverlust bei Transistorendstufen durch optimale Anpassung
Magnetische Systeme eignen sich sowohl für DX- als auch für DL- bzw. Europaverkehr, da sie sowohl flach als auch steil strahlen

Abstimmung einer "magnetischen Antenne"

Die Frequenzabstimmung der magnetischen Antennen erfolgt fernbedient über eine zweiadrige Steuerleitung. Durch Drücken der entsprechenden Drucktasten am Bediengerät wird der Abstimmmotor gesteuert, der wiederum über ein sehr hoch untersetztes Getriebe den Abstimmkondensator dreht. Das Bediengerät kann mittels dazugehörigem Steckernetzteil an das 220V-Stromnetz oder über eine Buchse an eine  Fremdspannung angeschlossen werden. Selbstverständlich ist der Anschluss verpolungssicher.

 

Zur Steuerung stehen zwei Bediengeräte zur Verfügung:

 

Das Bediengerät Typ 360 (wird nicht mehr verwendet)
Dieses Bediengerät hat zwei Drucktasten für die Steuerung der Drehrichtung des Abstimmotors. Mit dem hinter den Drucktasten angeordneten Potentiometer kann die Drehgeschwindigkeit des Motors eingestellt werden. Bei größerem Frequenzwechsel (Bandwechsel) dreht man den Knopf ganz nach rechts (Schnellauf). Zur Frequenzfeinabstimmung wird der Knopf ganz nach links gedreht (langsamster Motorlauf). Natürlich ist auch jede Geschwindigkeit dazwischen einstellbar. Der Abstimmkondensator hat bei dieser Version keinen Anschlag, dreht also durch. Bei der schnellsten Einstellung benötigt der Motor 35 Sekunden, um den Abstimmkondensator 180 Grad, also von der tiefsten bis zur höchsten Frequenz (oder umgekehrt), zu drehen. Bei der langsamsten Einstellung werden ca. sieben Minuten benötigt. Diese langsame Abstimmgeschwindigkeit ist nötig, um den scharfen Resonanzpunkt der AMA einzustellen. Da der Abstimmkondensator bei dieser Version ohne Anschlag durchdreht, ist den beiden Tasten keine bestimmte "Frequenzrichtung" zugeordnet.

 

Das Bediengerät Typ 180 (aktuelle AMAs der Fa. Beese werden damit ausgeliefert)
Dieses Bediengerät hat vier Drucktasten und einen Schalter mit Mittelstellung für die Steuerung der Drehrichtung des Motors. Die beiden vorderen Tasten steuern den langsamen Motorlauf, die beiden hinteren Tasten den schnellen Motorlauf. Die linken Tasten verändern die Resonanzfrequenz der AMA nach tieferen Frequenzen, die rechten Tasten nach höheren Frequenzen. Der Schalter hat die gleiche Funktion wie die beiden hinteren Tasten, steuert also den Schnellauf. Mit dem Potentiometer kann die Abstimmgeschwindigkeit für die "Langsamtasten" stufenlos eingestellt werden. Die "Schnellauftasten" und die Schalterfunktion werden dadurch nicht beeinflußt. Die mittlere LED zeigt an, ob das Bediengerät spannungsversorgt ist. Die linke LED leuchtet beim Abstimmen nach tieferen Frequenzen, die rechte LED leuchtet beim Abstimmen nach höheren Frequenzen. Der Abstimmkondensator hat bei dieser Version nur 180 Grad Drehbereich durch Endschalter, wodurch die Tastenfunktionen und die des Schalters für die entsprechende "Frequenzrichtung" definiert sind. Wird das obere oder untere Ende des Abstimmbereiches erreicht, signalisiert die entsprechende LED, daß der Abstimmkondensator nicht mehr dreht. Dieses Bediengerät kann auch für AMA-Antennen mit einem Abstimmkondensator ohne Endschalter verwendet werden. In diesem Fall ist aber den Tasten und dem Schalter keine bestimmte "Frequenzrichtung" mehr zugeordnet.

 

Abstimmung beim Empfang
Am Empfänger eine Frequenz im Abstimmbereich einstellen. Im "Schnellgang" entsprechende Taste am Bediengerät solange gedrückt halten, bis ein deutlicher Lautstärkeanstieg zu hören, bzw. ein deutlich höherer S-Meter Ausschlag zu sehen ist. Dann im "Langsamgang" das Optimum einstellen.

 

Abstimmung beim Senden
Zunächst wird die AMA auf besten Empfang abgestimmt. Jetzt schaltet man den Sender ein (ein paar Watt genügen), und stellt durch wechselseitiges Drücken der entsprechenden Tasten am Bediengerät im "Langsamgang" das beste VSWR ein.


Der Abstimmkondensator der magnetischen Antenne AMA
Der Abstimmkondensator ist das Herzstück einer magnetischen Antenne, weshalb für ihn andere Maßstäbe gelten als für Drehkondensatoren für andere Zwecke. Aus diesem Grund werden diese Abstimmkondensatoren im Hause Käferlein selbst angefertigt. Durch speziellen Plattenschnitt können die AMA-Antennen teilweise über zwei Oktaven abgestimmt werden (z.B. 80-15 m).

 

Für alle AMA-Abstimmkondensatoren gilt:
Kondensatorplatten, Abstandsröllchen, Trägerstangen sowie die Loopkontaktierungen sind aus dem gleichen Material (Aluminium), dadurch keine zusätzlichen Verluste durch verschiedene Metallkontaktierungen. Die Kondensatorplatten werden handentgratet, dadurch keine scharfen Kanten. Bei scharfkantigen Platten tritt der "Spitzeneffekt" ein, wodurch der Kondensator weniger spannungsfest ist, also im Einsatz in einer magnetischen Antenne diese weniger leistungsfest ist. Durch Verwendung von 8 mm starken Trägerstangen, 1,2 mm dicken Kondensatorplatten und 12 mm bzw. 16 mm dicken Abstandsröllchen ist der Abstimmkondensator extrem stabil und hat kleine Übergangswiderstände. Die Rotorachse ist kugelgelagert, was wichtig für eine hohe Abstimmgenauigkeit ist. Größerer Kapazitätsbereich als herkömmliche Drehkondensatoren. Die Trägerplatten sind hochspannungs-, kriechstrom- und lichtbogenfest und wurden durch viele Zerstörungsversuche speziell ausgesucht.

 

Der Antrieb des Abstimmkondensators erfolgt mittels eines robusten Gleichstrommotors über ein hochuntersetzendes Getriebe. Durch diese kontinuierliche Abstimmung wird gewährleistet, daß alle Winkelgrade erfaßt werden und das bestmögliche VSWR eingestellt werden kann. Für die Abstimmung weniger geeignet sind Schrittmotore und Servoeinheiten.

 
Allgemeine Betrachtungen zu Gewinnangaben bei Kurzwellenantennen

Da es bei Gewinnangaben internationaler Antennenhersteller oft nicht ersichtlich ist, worauf sich angegebene Gewinne beziehen und deshalb Verwirrung herrscht, sollte man folgendes wissen um Gewinnangaben richtig verstehen und interpretieren zu können:

Gewinnangaben sollten in dezi Bel (dB) angegeben und auf eine Vergleichsantenne bezogen werden.

 

Was ist das dezi Bel (dB) ?

Es ist eine Maßeinheit, nämlich der Logarithmus aus dem Verhältnis z.B. zweier Leistungen P1 und P2 mit dem Faktor 10 multipliziert. Sinn des Ganzen ist wohl, überschaubare Zahlen für Vergleiche und Berechnungen zu erhalten und die Multiplikation auf die Addition zurückzuführen. So kann man dB-Werte einfach addieren oder subtrahieren und erspart sich im Leistungsvergleich die Multiplikation bzw. Division.

 

Doppelte Leistung entspricht einem Gewinn von 3 dB, halbe Leistung entspricht einem Gewinn von - 3 dB.

 

Die Angabe dB drückt also nur ein Verhältnis aus, gibt Auskunft darüber, wieviel besser oder schlechter "Etwas" ist und sagt nichts darüber aus, wie gut oder schlecht "Etwas" ist. Daraus folgt, dass eine Gewinnangabe einer Antenne nur in dB nichtssagend ist, solange kein Bezug angegeben wird.

 

So kann man sagen, daß die Kurzwellenantenne Typ "Wunder" einen Gewinn von 100 dB hat. Niemand kann daran zweifeln, solange keine Bezugsantenne angegeben ist. Gewinnangaben ohne Angabe einer Bezugsantenne sind also für Vergleiche unbrauchbar, weil sich diese Gewinnangaben auf verschiedene Bezugsantennen beziehen können, die ja nicht bekannt sind, und deshalb keine Umrechnung erfolgen kann.

 

Um aber Vergleiche anstellen zu können, hat man verschiedene Bezugsantennen definiert.

1.ISOTROPSTRAHLER= punktförmiger Strahler mit kugelförmiger Strahlungscharakteristik. Gewinn: gi = 0 dB (absoluter Bezug).

2.HALBWELLENDIPOL = verlustloser Strahler mit sinusförmiger Stromverteilung.
Er hat eine Richtwirkung so daß ein Gewinn von 2,15 dB gegenüber dem Isotropstrahler entsteht. Gewinn: gd = gi + 2,15 dB.

Wen man nun Gewinnangaben macht, so kann man sagen:

1. Die Antenne "A" hat einen Gewinn von 10 dB. Das sagt gar ichts aus.
2. Die Antenne "X" hat einen Gewinn von 5,15 dBi, d.h. Antenne "X" ist 5,15 dB besser als der Isotropstrahler.
3. Die Antenne "Y" hat einen Gewinn von 3 dBd, d.h. Antenne "Y" ist 3 dB besser als der Bezugsdipol.

 

Beide Antennen "X" und "Y" sind aber gleichwertig !


Wenn also seriöse Gewinnangaben mit Hinweis auf eine Bezugsantenne gegeben werden, (z.B. dBi oder dBd) so kann man unter Berücksichtigung der Differenz der Bezugsantennen auch die angegebenen Antennen vergleichen.

 

Wenn für eine Antenne eine Gewinnangabe gemacht wird, so bezieht sich diese auf die Hauptkeule bzw. Hauptkeulen. Verschiedene Antennensysteme (Dipol, Beam, GP, magn.-Ant.) haben aber verschiedene Strahlungseigenschaften, die bei Vergleichen berücksichtigt werden müssen.

Ein äußerst wichtiger Faktor ist die Antennenhöhe über Grund und die Bodenleitfähigkeit.

Bei elektrischen Antennen sind die Strahlungseigenschaften sehr von diesen Faktoren abhängig. Das trifft bei der vertikal betriebenen magnetischen Antenne weniger zu.

 

Ein horizontaler Lambda/2 Dipol weist bis zu einer Höhe von Lambda/4 nur Steilstrahlung auf. In einer Höhe von Lambda/2 ist die Steilstrahlung stark unterdrückt und die Leistung wird in Keulen von ca. 30 Grad Erhebungswinkel abgestrahlt. Je höher der Lambda/2 Dipol nun angebracht wird, desto mehr Keulen mit verschiedenen Erhebungswinkeln werden erzeugt.

Hier zeigt sich, daß ein Antennensystem noch nicht einmal mit sich selbst verglichen werden kann, ohne die Aufbauhöhen zu berücksichtigen.

 

Man sieht bis jetzt, daß schon die rein theoretischen Vergleiche nicht einfach sind, wenn man nicht die höhenabhängigen Richtfaktoren der verschiedenen Antennen und die Bodenverhältnisse kennt und in die Betrachtung mit einbeziehen kann.

 

Ich finde, daß diese theoretischen Betrachtungen für die Praxis nicht sinnvoll sind, weil man Äpfel mit Birnen vergleicht. Anders gesagt, was nützt einem ein Sportwagen (Freiraumdipol), wenn nur schlechte Feldwege vorhanden sind (Dipol in der Praxis).

 

Besonders unter amateurmäßigen Bedingungen sind unsere Kurzwellenantennen viel zu nah am Erdboden, um noch mit dem Lambda/2 Freiraum-Bezugsdipol realistisch verglichen werden zu können.

 

Unterschiedliche Antennensysteme werden auch unterschiedlich vom verlustbehafteten Boden und dem Umfeld der Antenne (Häuser, Bäume etc.) beeinflußt. Aus diesem Grund ist es auch nicht möglich, theoretische Gewinnangaben unterschiedlicher Antennensysteme praktisch miteinander zu vergleichen, ohne zu berücksichtigen, wie die verschiedenen Antennensysteme von der Umwelt beeinflußt werden.

 

Diese sehr komplizierten, rechnerisch schwer in den Griff zu bekommenden Zusammenhänge sollen nun an einem Lambda/2 Dipol im Vergleich zu einer magnetischen Antenne betrachtet werden.

 

"Wahrscheinlich war es die menschliche Neugierde, die mich veranlaßt hat magnetische Antennen zu bauen, die, rein theoretisch betrachtet nicht viel Erfolg versprechen, weil der Rahmenumfang nur noch 1/16 der Betriebswellenlänge ist und somit der Strahlungswiderstand auf 3 mOhm gesunken ist. Betrachtet man die Verlustwiderstände in der Antenne, so kann man auf einen kleinen Wirkungsgrad schließen.

 

Beeindruckt vom Studium der Antennenliteratur, baute ich eine Delta-Loop (vertikale Ganzwellenschleife) für das 80 m-Band, Spitze nach unten, oberer Schenkel 15 m über Grund, oben eingespeist, also vertikal polarisiert, weiterhin eine Lazy-Loop (horizontale Ganzwellenschleife), und hatte meinen 80 m Lambda/2 Dipol zum Vergleich.

 

Da in den Wintermonaten wegen des geringeren QRN's bessere Bedingungen für die tiefen Frequenzen vorhanden sind, habe ich besonders im 80 m-Band gearbeitet und folgende Ergebnisse erhalten:

 

Die Delta-Loop, welche theoretisch flach strahlt, also theoretisch gut für DX ist, war die schlechteste Antenne, die am meisten Störungen (man-made-noise) aufnahm. Die Lazy-Loop, für das 80 m-Band nur Lambda/8 hoch, also mit theoretischer Steilstrahlung war im Mittel 10 dB besser als die theoretisch favorisierte Delta-Loop. Die AMA-5 mit nur 1,7 m Durchmesser war gegenüber dem Dipol meist eine S-Stufe besser.

 

Hier sieht man sehr deutlich, daß bei Kurzwellen, besonders bei den tieferen Frequenzen, theoretische Betrachtungen für praktische Vergleiche völlig sinnlos sind, weil die Umgebungseinflüsse die Leistungsfähigkeit eines Antennensystems bestimmen.

 

Wenn die Delta-Loop freistehend aufgebaut gewesen wäre, dann wäre sie für DX-Betrieb dem Dipol sicher überlegen gewesen. Aber das ist die Praxis, mit der wir leben müssen.

Monatelange praktische Versuche und Messungen haben gezeigt, daß die magnetische Antenne mit einem Rahmenumfang von 1/4 der Betriebswellenlänge, dem Lambda/2 Dipol in gleicher geringer Höhe, also unter gleichen Umweltbedingungen, überlegen ist, umsomehr, je tiefer die Frequenz ist." (Zitat Dipl. Ing. Christian Käferlein).

 

Die üblichen Vergleiche mit dem verlustlosen Lambda / 2 Freiraumdipol haben in der Praxis keine Aussagekraft.

 

Vergleiche sind nur dann sinnvoll, wenn die Bezugsantenne am gleichen Standort, also unter gleichen Umweltbedingungen betrachtet werden kann, wie die zu beurteilende Vergleichsantenne.

 

Maßgeschneiderte Computerprogramme in Verbindung mit Meßergebnissen ergaben hunderte von Resultate, deren Analyse es zuläßt, den Gewinn einer Antenne auf der Erde, mit allen Verlusten und Umwelteinflüssen und unter Berücksichtigung der höhenabhängigen Richtfaktoren, in guter Näherung mit dem Lambda / 2 verlustfreien Bezugsdipol im Freiraum vergleichen zu können.

 

Erst durch dieses Verfahren konnte die magnetische Antenne auch mit dem praktischen Lambda / 2 - Dipol rechnerisch verglichen werden. Die Ergebnisse bewiesen, was praktische Versuche und tausende QSOs schon lange gezeigt hatten.

 

Die magnetische Antenne ist im Kurzwellenbereich, besonders bei den tiefen Frequenzen, elektrischen Antennen in niedriger Aufbauhöhe unter Berücksichtigung aller Umweltfaktoren und Strahlungsverhalten ebenbürtig und oft sogar überlegen.

 

Wollte man z.B. eine Quad für das 80m-Band bauen, so müßten die Spreizer ca. 32m lang sein. Diese Riesenquad hätte einen theoretischen Gewinn gegenüber der Loop, der aber im praktischen, erdnahen Betrieb wieder stark schrumpft. Es sind also nicht nur die Größe einer Antenne, sondern insbesondere auch die Betriebsbedingungen (Aufbau) zu beachten.

 

Magnetische Antennensysteme können nahezu beliebig klein aufgebaut werden, wenn darauf geachtet wird, daß die Antennenverluste (Übergangswiderstände, Skineffektveriuste etc.) klein in Bezug zum Strahlungswiderstand bleiben.

 

Elektrische Antennensysteme können nicht beliebig verkleinert werden, da sie im Vergleich zur magnetischen Antenne wesentlich höhere Anpassungs- und Umgebungsverluste zeigen.

 

 

 

Typische Gewinnangaben der damaligen Käferlein-Loops

 

 

Theoretische Strahlungseigenschaften bei vertikaler Montage
Bei senkrechter Montage hat die magnetische Antenne eine Achtercharakteristik in der Horizontalebene, wodurch sich flach einfallende Störsignale ausblenden lassen. Das Vertikaldiagramm zeigt Rundumstrahlung, wodurch diese Antenne bestens für Nah- und Femverbindungen geeignet ist. In diesem Anwendungsfall zeigt sie Vertikalpolarisation.

         

 

 

Es ist gut zu erkennen, dass eine vertikal montierte Loop alle möglichen Erhebungswinkel erfasst. Somit eignet sie sich für "Lokalverkehr" durch ihre Steilstrahlung als auch für "DX-Verkehr" mit der damit verbundenen Flachstrahlung.

 

Theoretische Strahlungseigenschaften bei horizontaler Montage

Bei waagerechter Montage hat die magnetische Antenne Rundumstrahlung in der Horizontalebene. Der Abstrahlwinkel in der Vertikalebene ist von der Aufbauhöhe  über Grund abhängig. Senkrecht nach oben und unten zeigt die magnetische Antenne in diesem Fall ihre Minima. Dadurch und durch ihre Polarisation ist die Dämpfung durch den verlustbehafteten Boden minimal. Durch die stark verminderte Steilstrahlung ist diese Variante eine ausgezeichnete DX-Antenne. In diesem Anwendungsfall zeigt sie Horizontalpolarisation mit Rundstrahlcharakteristik.

 

 

   

 

         

Antennendiagramm einer in Erdbodennähe betriebenen AMA

Die magnetische Antenne erfasst bei vertikaler Aufstellung alle Erhebungswinkel. Diese Aufbauweise ist ideal für den DX-Verkehr über Flachstrahlung sowie für den Kurz- und Mittelstreckenverkehr über Steilstrahlung. Da die magnetische Antenne über Steilstrahlung kaum Richtwirkung zeigt, ist ein Drehen für kurze und mittlere Entfernungen nicht nötig (ausgenommen ist die Bodenwelle).

 

Stellt man die Antenne im europäischen Raum mit den Schmalseiten in Ost-West Richtung so hat man die größten Kontinente in den Hauptstrahlrichtungen und spart einen Rotor. In diesem Fall sind Afrika und der Pazifik etwas benachteiligt. Soll jedes DX Land bestens erreicht werden, kann man mittels Rotor die Antenne optimal ausrichten.

 

 Erste Eindrücke
Nach einigen Überlegungen entschied ich mich für den Kauf zweier "magnetischer Antennen"; einer AMA-8 mit einem Loopdurchmesser von 1,7m und einer AMA-3D mit einem Loopdurchmesser von 0,8m.

 

Mit diesen Antennen ist es möglich, auf allen Amateurfunkbändern zwischen 80m und 10m QRV zu sein.

 

Die AMA-8 überstreicht den Frequenzbereich von ca. 3,4 - 15 MHz und kann bis 100W belastet werden: die AMA-3D arbeitet von ca. 13,5 - 30 MHz bei einer Belastbarkeit von 250 Watt. Zwischen beiden Antennen lag also ein "Überlappungsbereich" vor und zumindest für das 20m-Amateurband konnte ich mich jeweils zwischen einer der beiden Antennen entscheiden, was für mich zugleich eine optimale Vergleichsmöglichkeit bot.

 

Die Loops wurden mir zwischen Weihnachten und Silvester 2000 per Bahntrans zugestellt. Die Antennen waren äußerst gut verpackt; zentimeterdicker Schaumstoff schützte den "Kondensatortopf" und das Looprohr.

 

Nachdem ich die Antennen zunächst in meiner Garage verstaut hatte und es gerade Winter war, machte ich mir keinerlei Gedanken über einen Antennenaufbau; nur eines stand fest:

Die Antennen sollten vertikal "ineinander" im rechten Winkel zueinander auf einem Rotor montiert werden.

 

Da ich mich gerade auf die CW-Prüfung vorbereitet, hatte ich ohnehin andere Dinge zu tun, als Antennen zu montieren.

 

Am 23. Januar 2001 legte ich dann bei der RegTP, Aussenstelle Mühlheim erfolgreich meine Morseprüfung ab ... und nun wollte ich natürlich möglichst schnell auf der "Kurzwelle" QRV sein, zumal hier im Shack bereits ein YAESU FT-1000MP auf seinen Einsatz wartete.

 

Leider war das Wetter weiterhin winterlich mit Frost und Schnee, so dass eine Antennenmontage auf dem Hausdach nicht durchgeführt werden konnte.

 

Kurzerhand entschloss ich mich, die AMA-3D mit dem Loopdurchmesser von 80cm in meinem Shack zu testen. Wie gesagt, es sollte eigentlich nur ein Test sein.


Praxisbericht "Indoor"

Am 06. Februar installierte ich die AMA-3D in meinem Shack. Die Antenne stellte ich einfach ca. 1,5m von mir entfernt auf den Boden.

 

Meine ersten Versuche machte ich auf dem 10m-Band, da ich auf dem 15- und 20m-Band ein sehr starkes QRM bis S9 hatte. Wie sich später herausstellte, verursachte ein "Funkkopfhörer" im eigenen Hause einen sehr breitbandigen Störteppich, der von ca. 10-25 MHz ging.

 

Aber auf dem 10m-Band klappte es ja. Ich drehte über das Band und hörte mehrere Stationen mit akzeptabelen Signalen zwischen S3 und S7.

 

Sollte ich einfach einmal auf einen CQ-Ruf antworten ? Ob das klappen würde ? Natürlich konnte ich nur mit kleiner Leistung von ca. 15-20 Watt arbeiten, um mich nicht selbst einer erhöhten elektromagnetischen Strahlung auszusetzen.

 

Und so antwortete ich UU7JK aus der Ukraine auf seinen CQ-Ruf. Er hörte mich vorzüglich mit 57 und war über das Signal meine benutzten Loop mehr als erstaunt. Das war zunächst der Beweis: Mit einer Loop kann man auch Indoor gute Ergebnisse erzielen.

 

Ermuntert durch die "funktionierende" Antenne antwortete ich nun fast jedem CQ-Ruf und loggte nacheinander UT8LN, RA3TNZ und dann sogar WD8CCC in Amerika, der mich mit 55 hörte ... nahezu unglaublich mit 20 Watt und einer Indoor-Loop.

 

Nach einigen Tagen erfuhr ich durch unterschiedliche DX-Cluster, dass sich auf den Komoren die Station D68C befand. D68C war, laut DX-Cluster-Meldungen, auf jedem Band aktiv; so auch auf 10m.

 

Am 13. Februar 2001 logge ich um 16.39 UTC D68C. D68C kam auf meinen ersten Anruf hin zurück und gab mir 55 ...

 

Wenig später hatte ich auch noch V51AS aus Namibia in meinem Log stehen.

Dieser erste Versuch mit der Indoor-Loop war mehr als überwältigend.

 

Nach den erfolgreichen Versuchen mit der 80er-Loop beschloss ich einige Zeit später die "große" Loop mit einem Loopdurchmesser von 1,7m ebenfalls Indoor in Betrieb zu nehmen.

Leider lies sich die AMA-8 im Gebäude überhaupt nicht abstimmen ... es war nirgendwo ein Resonanzpunkt zu finden. Offensichtlich spielten hier die "häuslichen" Umgebungsverhältnisse einen stark beeinträchtigenden Einfluss auf die Antenne aus.

 

Somit waren keinerlei Versuche mit der AMA-8 aus dem Shack heraus möglich.


Praxisbericht "Outdoor"
Nach den erfolgreichen Indoor-Tests war das Wetter an einem Februarwochenende so herrlich, dass ich mich kurzerhand zu einem Aufbau entschied. Alle nötigen Vorbereitungen hatte ich bereits wochenlang früher getätigt.

 

Die beiden Loops sollten im rechten Winkel "zueinander" "ineinander" vertikal auf einem Rotor KR-800 SDX aufgebaut werden. Da ich einen komplett neuen Mast für die Antennen setzten musste, brauchte ich  zusammen mit meinem "Helferlein" ca. 5 Stunden für den kompletten Aufbau incl. Kabelverlegung in mein Shack.


Da mich die missglückten Versuche mit der AMA-8 im Indoorbereich etwas beunruhigten, mass ich nach dem Aufbau zunächst direkt an der Antenne das VSWR mit Hilfe eines MFJ-SWR-Analysers ... und siehe da: Die Antenne war bei dem gegenwärtigen "Standpunkt" des Kondensators "irgendwo" bei ca. 3,4 MHz resonant ...

 

Der Abstimmvorgang erwies sich zunächst als schwierig; häufig verpasste ich die den Resonanzpunkt und wunderte mich, dass die Antenne anscheinend nirgendwo resonant zu sein schien.

 

Nach gut einer Woche Betrieb gelingt es aber fast auf Anhieb, den Resonanzpunkt zu finden; und zwar umso genauer, je höher die abzustimmende Frequenz ist. Das hängt damit zusammen, dass die Antenne mit steigender Frequenz immer breitbandiger wird.

 

Gearbeitet werden kann prinzipiell alles, was man auch hört. Nicht nur aus dem europäischen Raum kamen auf fast allen Bändern 59-Rapporte zusammen.

 

Besonders viel Freude machen die Loops auf dem 80- bzw. 40m-Band. Auch in den Abendstunden gibt es hier fast kein QRM. Dies hängt mit der extremen Schmalbandigkeit und der guten Vorselektion der Antennen zusammen. Wo kein Signal ist, ist auch nichts ... auch kein QRM.

Die Leistungsfähigkeit der Loops erkennt man sicher auch an den "gearbeiteten" DXCC-Ländern. Innerhalb von 8 Wochen konnte ich insgesamt 95 DXCC-Länder erreichen.

Dies sind im einzelnen:

3A            Monaco
3B8           Mauritius
3V            Tunisia
3W, XV        Vietnam
4J,4K         Azerbaijan
4L            Georgia
4P-4S         Sri Lanka
4X, 4Z        Israel
5B            Cyprus
9A            Croatia
9G            Ghana
9K            Kuwait
A4            Oman
A6            United Arab Emirates
AP-AS         Pakistan
BY,BT         China
C6            Bahamas
CN            Morocco
CT            Portugal
CT3           Madeira Is.
CU            Azores
CV-CX         Uruguay
D6            Comoros
DA-DL         Fed. Rep. of Germany
DU-DZ         Philippines
EA-EH         Spain
EA6-EH6       Balearic Is.
EA8-EH8       Canary Is.
EA9-EH9       Ceuta & Melilla
EK            Armenia
EU, EV, EW    Belarus
EX            Kyrgystan
EY            Tajikistan
F             France
FY            French Guiana
G, GX         England
GD, GT        Isle of Man
GJ, GH        Jersey
GM, GS        Scotland
GW, GC        Wales
HA, HG        Hungary
HB0           Liechtenstein
HC8-HD8       Galapagos Is.
HI            Dominican Republic
HZ            Saudi Arabia
I             Italy
IS, IM        Sardinia
JA-JS         Japan
JW            Svalbard
JY            Jordan
K,W,N, AA-AK  United States of America
KH0           Mariana Is.
KL7           Alaska
KP4           Puerto Rico
LA-LN         Norway
LO-LW         Argentina
LX            Luxembourg
LY            Lithuania
LZ            Bulgaria
OD            Lebanon
OE            Austria
OF-OI         Finland
OK-OL         Czech Republic
ON-OT         Belgium
PA-PI         Netherlands
PP-PY         Brazil
PZ            Suriname
S5, YU3       Slovenia
SA-SM         Sweden
SN-SR         Poland
SU            Egypt
SV-SZ         Greece
SV5           Dodecanese
SV9           Crete
T7            San Marino
T9            Bosnia-Herzegovina
TA-TC         Turkey
TF            Iceland
UA-UI1,3,4,6, European Russia
UA-UI8,9,0,RA Asiatic Russia
UJ-UM         Uzbekistan
UN-UQ         Kazakhstan
UR-UZ, EM-EO  Ukraine
V5            Namibia
VE, VO, VY    Canada
VP5           Turks & Caicos Is.
VQ9           Chagos Is.
VS6, VR2      Hong Kong
VU            India
YB-YH         Indonesia
YO-YR         Romania
YT-YU, YZ     Yugoslavia
YV-YY         Venezuela
Z3            Macedonia
ZR-ZU         South Africa

Wie man erkennen kann, kann mit den Loops nicht nur Europa-Verkehr gemacht werden; die "Zahlen" sprechen für sich.

 

Bislang behaupteten sich die Loops ebenfall in unzähligen PileUps ... manchmal musste ich sogar nur einmal rufen, um gehört zu werden. Fairerweise muss hier betont werden, dass man bei einer Verbindung nicht allein "das Signal macht", sondern dies u.a. auch von der Empfangsstation abhängt. DX-Peditionen sind i.d.R. gut gesponsert und verfügen über perfekte Empfänger. Es gibt aber auch viele seltene DX-Stationen, die nicht zu einer DX-Peditionen gehören. Auch dort wird man gehört.

 

Deutsche Funkamateure auf 80 bzw. 40 Meter lobten stets das gute Signal und zeigten sich verwundert über das starke Signal der Loops. Selten gab es in Fonie Rapporte unter 59.

Beim Zuhören auf 80 bzw. 40 Meter fiel mir auf, dass die Gesprächspartner, zumeist in den Abendstunden, über viel QRM klagten, dass zum Teil sogar zu einem QSO-Abbruch führte. Komischerweise konnte ich diese Probleme an meiner Station nie bestätigen. Ich hörte die Stationen auch dann noch mit R 5, wenn ein Gesprächspartner das QSO wegen QRM beenden musste.


Praktische Erfahrungen mit unterschiedlichen Polarisationen
Während meiner "Indoor-Phase" hatte ich die Möglichkeit, mit unterschiedlichen Polarisationen der AMA-3D zu experimientieren. Um von störenden Beeinflussungen des Hauses weniger beeinträchtigt zu werden, unternahm ich zahlreiche Versuche mit der Antenne, die ich auf dem Balkon auf einem Portabelmast montierte.

Folgende Resultate waren festzustellen:
- auf allen Bändern zwischen 20 und 10m veränderte sich die Signalstärke einer empfangenen Stationen in Abhängigkeit von der Polarisation nicht
- ich führte einige Tests mit meinem Freund Tino, SV5AZR auf KOS durch, der auch bestätigte, dass das Signal ebenfall polarisationsunabhängig ist
- festzustellen war, dass der sog. "Man-made-Noise" bei horizontaler Polarisation niedriger war als bei vertikaler Polarisation
- das "Empfängergrundrauschen" war bei vertikaler Polarisation höher als bei horizontaler Polarisation
- Richtwirkungen wurden bei keiner der beiden Polarisationsarten festgestellt


SWR-Verhalten einer "magnetischen Antenne"
Das SWR-Verhältnis der von mir verwendeten AMAs liegt im gesamten Abstimmbereich unter 1:1.2. Lediglich auf 20m lies sich kein besseres VSWR als 1:1.4 erzielen.

 

Auffällig war, dass das SWR anscheinend in Abhängigkeit von der vewendeten Kabellänge zu sein scheint. Ich verwende ausschließlich AIRCELL 7 und stellte , nachdem ich mit meinem Shack eine Etage höher zog, fest, dass sich das SWR auf 20m nicht unter 1:2.2 einstellen lässt. Der einzige Faktor, der sich beim "Umzug" änderte war meiner Meinung nach die Kabellänge und als ich das Kabel auf die ursprüngliche Länge verlängerte, ergab sich auf 20m erneut ein akzeptables VSWR von 1:1.4.

 

Diesen Effekt finde ich sehr eigenartig ... er ist aber eindeutig feststellbar und reproduzierbar. Es empfielt sich also bei schlechtem VSWR ein wenig mit der Kabellänge zu experimentieren.


Haben "magnetische Antennen" eine Richtwirkung ?
Kurz und knapp: Ich konnte auf keinem Band eine nennenswerte Richtwirkung meiner Loops feststellen.

 

Bei waagerechter Montage hat die magnetische Antenne ohnehin theoretisch Rundumstrahlung in der Horizontalebene; d.h., dass sie ohnehin keine Richtwirkung hat.

 

Theoretisch soll die Loop bei senkrechter Montagedurch die vorhandene Achtercharakteristik in der Horizontalebene zwei Vorzugsrichtungen haben.

 

Sie sind im praktischen Betrieb fast nicht feststellbar; allenfalls auf 80 bzw. 40m lassen sich Signale "ausblenden". Dies allerdings nur sehr eingeschränkt. So geht ein Signal das im 90-Grad-Winkel zur Hauptstrahlrichtung ansteht allerhöchstens um 1-2 S-Stufen abschwächen.

 

Bei Richtung Ost-West gestellter Antenne gelangen mir auf 80 bzw. 40m durchaus Kontakte mit Italien bzw. Skandinavien; bei Richtung Nord-Süd wurde ich in weiten Teilen Russlands, Spanien, Frankreich und Portugal gehört; die Signale kamen jeweils also "von der Seite".

Auf allen anderen Bändern ist bei vertikaler Montage überhaupt keine Richtwirkung mehr feststellbar. Es gelangen weltweite Verbindungen, egal, in welche Richtung die Antenne gerade zeigte.

 

Ich rate trotzdem zur vertikalen Montage, da die magnetische Antenne bei vertikaler Aufstellung alle Erhebungswinkel erfaßt. Diese Aufbauweise ist ideal für den DX-Verkehr über Flachstrahlung sowie für den Kurz- und Mittelstreckenverkehr über Steilstrahlung.

 

Zudem stellt die horizontale Montage bei Loopdurchmessern über 80cm auch ein mechanisches Problem dar.


TVI/BCI bei "magnetischen Antennen"
Magnetische Antennensysteme sind dafür bekannt, dass sie weniger TVI und BCI verursachen als elektrische Systeme. Dies hängt u.a. mit ihrer hohen Oberwellenunterdrückung zusammen.

Nachdem die Nachbarschaft schon bei der Antennenmontage mit den Nasen hinter den Fensterscheiben klebte, kündigte sich bei mir nach ca. 3wöchiger Betriebszeit der Prüf- und Merssdienst der RegTP an.

 

Grund: Ein Mitbürger in der Nachbarschaft hat sich wegen störenden Beeinflussungen in seinem schnurlosen Telefon an den Störungsdienst gewendet.

 

So vereinbarten wir einen Termin zu einem Sendeversuch mit meiner Station.

Es zeigte sich, dass der Mitbürger tatsächlich störende Beeinflussungen hatte, sobald ich auf 20m sendete. Nach Einbau eines Filters in die Telefonleitung waren die Beeinträchtigungen allerdings verschwunden.

 

Ein weiterer Nachbar beklagte Radiostörungen ... auch diese traten nur bei Funkbetrieb auf 20m auf. Mit ein paar Ferritstäben bewaffnet inspizierte ich die Stereoanlage meines Nachbarn und die Verlegung der Lautsprecherkabel. Es handelte sich um eine ca. 20 Jahre alte Grundig-Stereoanlage; das Lautsprecherkabel war für jeden Lautsprecher ca. 5 Meter zu lang und unter der Couch jeweils zu einer netten Spule aufgerollt. Nach Kürzen der Kabel auf die tatsächlich erforderliche Länge nahm die Intensität der Beeinträchtigungen um bereits ca. 50% ab.

 

Dann baute ich noch einige Ferritstäbe in die Lautsprecher- und das Netzkabel ein und siehe da: Ich war nicht mehr zu hören.

 

Genauso ging ich übrigens bei meinen Computerlautsprechern (immerhin Logitech-Soundsystem für fast 150€ vor. Auch hier gab es das typische "Brabbeln" in den Boxen, das nach dem Ferritstabeinbau verschwand.