Eine aktive Antenne für 0,1 ... 30 MHz

  Wo ein Wille, ist meist ein Weg

So ist das manchmal - nicht alle Träume werden wahr. Wegen problematischer EMV-Bedingungen möchte ich auf dem Hausdach keine Kurzwellen-Sendeantenne errichten.
Trotzdem wollte ich zumindest für den Kurzwellenempfang ausgerüstet sein. So wurden Versuche mit verschiedenen Empfangsantennen im Haus angestellt.
Von einem Draht an einer 10 m langen Angelrute und einer fernabgestimmten Rahmenantenne auf dem Balkon, einem verkürzten Dipol auf dem Schrank bis zu einer Magnetic Loop im Shack wurden verschiedene Varianten ausprobiert. Die Ergebnisse haben mich alle nicht überzeugt. Drahtantennen bevorzugen bekanntlich das elektrische Feld und empfangen in der Wohnung jede Menge Störungen von benachbarten Fernsehern und Schaltnetzteilen. Eine Magnetic Loop empfängt zwar gut, wenn man sie richtig abstimmt, hat aber einen eingeschränkten Frequenzbereich und ist für den Mittel- und Langwellenbereich recht sperrig im Raum.

Deshalb begann ich mit Ferritantennen zu experimentieren.
Ziel war es, eine brauchbare Antenne für den Empfang im Frequenzbereich von 100 kHz bis 30 MHz zu bauen.
Aus alten Röhren-Zeiten hatte ich noch einige Ferritstäbe mit Wicklungen für Langwelle und Mittelwelle. Das Material dieser Stäbe hat bei Tageslicht besehen eine tiefschwarze Färbung. Alte Ferritstäbe für den Kurzwellenbereich haben jedoch eine Färbung, die ganz leicht ins rötliche geht, so als ob man dem Material bei der Herstellung der Stäbe etwas Rost beigemischt hätte. Besonders gut erkennt man den Unterschied, wenn man zwei verschiedene Ferritstäbe nebeneinander legt.

  Das Schaltbild

Die Schaltung ist nicht aufregend.
Es findet keine Verstärkung des Signals statt sondern nur eine unvollkommene Impedanzanpassung des hochohmigen Schwingkreises an die 50 Ohm des Koaxialkabels zum Empfänger.
Der N-Kanal SFET KP307 (auch BF245 möglich) ist mit seinem Gate direkt am Hochpunkt des Schwingkreises angeschaltet. Er belastet mit seinem hohen Eingangswiderstand den Schwingkreis auf dem Ferritstab kaum. Das führt zu hoher Güte des Schwingkreises, verbunden mit einer geringen Bandbreite und der Notwendigkeit, den Schwingkreis oft nachstimmen zu müssen. Durch den fast nicht vorhandenen fließenden Strom in der Wicklung des Schwingkreises sind die Verluste im Ferritmaterial sehr gering.
Ein Widerstand R1 wurde eingefügt. Mit ihm wird lediglich die Güte des Schwingkreises auf ein erträgliches Maß reduziert und das Gate von T1 beim Umschalten der Frequenzbereiche auf definiertem Potential gehalten. Eine Verringerung der Ausgangsspannung an der BNC-Buchse und ein leichter Anstieg der Verluste im Ferrit werden in Kauf genommen.
Der verwendete 4-fach Folien-Drehkondensator enthält 4 eingebaute Trimmkondensatoren. Diese werden nicht benutzt. Der Drehko war wohl ursprünglich für den Einsatz in einem Taschenradio mit Mittelwelle und UKW gedacht.
An den verwendeten Feldeffekt-Transistor werden keine besonderen Anforderungen gestellt. Hier eignen sich sogar die Typen mit niedrigem I_DSS gut. Sie haben den Vorteil, den Stromverbrauch aus dem Akku gering zu halten.
Die Stromversorgung erfolgt im normalen Betrieb aus einem analogen Steckernetzteil mit 12 V DC Ausgangsspannung. Der eingebaute 250 mAh NiMH-Akku wird über R5 mit etwa 2 mA gepuffert und liefert genug Energie für etwa 100 Stunden Betrieb bei Netzausfall.

  Der Aufbau

Der Aufbau erfolgte mit gerade zufällig vorhandenen Teilen aus der Bastelkiste in einem schwarzen Kunststoffgehäuse der Firma PACTEC LH64-130.
Hinter der Frontplatte befindet sich auf einer Leiterplatte der größte Teil der wenigen Bauelemente.

Draufsicht

Rückwand

LP-Montage

LP-Bestückung

  Probleme beim Abgleich

Der Abgleich erfolgte mit einem älteren Grid-Dip-Meter RUFG4 der polnischen Firma INCO. Dazu wurde die Steckspule des GDM in etwa 5 mm Entfernung von der Stirnfläche des etwa 140 mm langen Ferritstabes plaziert, Es stellte sich heraus, daß ein Dip am GDM nur dann nachweisbar war, wenn sich die abzugleichende Spule höchstens 2 cm von der Spule des GDM entfernt befand. Bei einer Spule, die sich in der Mitte des Ferritstabes befand, konnte ich bei Einkopplung des GDM an der Stirnseite des Ferritstabes keinen Dip mehr feststellen.

  Erfahrungen

Ich betreibe die aktive Ferritantenne am Empfänger eines YAESU FT-817. Beim Ausprobieren stellte sich heraus, daß mehrmals nach dem Einschalten des FT-817 der SFET in die ewigen Jagdgründe geschickt wurde und ausgewechselt werden mußte. Ursache ist ein kurzzeitiges undefinierbares Senden meines FT-817 bei Zuschalten seiner Betriebsspannung. Erst durch das nachträgliche Einfügen der Schutzdiode D1 P6KE47CA direkt an der BNC-Buchse konnte diese Fehlerursache vermieden werden.

Für den Frequenzbereich von 0,1 ... 30,0 MHz als aktive Ferritantenne benötigte ich 5 der 6 Schaltstellungen des Drehschalters. Die verbliebene 6. Stellung legte ich nachträglich auf eine in der Rückwand eingebaute 4 mm Bananenbuchse. Dort kann eine Stabantenne oder ein Stück Draht auf das Gate des SFET geschaltet werden. Eine Abstimmung der Stabantenne mit dem Drehkondensator erfolgt nicht.

Die Empfangseigenschaften der Ferritantenne sind nicht sehr überzeugend und entsprechen auf 40 m etwa dem eines 3 m langen Stückchen Draht. Eine Richtwirkung der Ferritantenne ist nachweisbar. Das Abstimmen auf maximale Signalstärke hebt leider auch das Grundrauschen des gesamten Empfangssystems an. Manchmal ist ein Sender leicht abseits des mit dem Drehkondensator eingestellten Maximums zwar leiser, aber trotzdem besser zu verstehen.

Diese Antenne eignet sich gut dafür, den Standort des TV oder weiterer Schaltnetzteile in der nebenan liegenden Wohnung durch die Hauswand zu orten.

Für einen Einsatz als Behelfsantenne für den ernsthaften DX-Kurzwellen-Hörer empfehle ich sie nicht.

  Links und Quellenangaben:

[1] Datenblatt SFET KP307 (russisch)