Antennes, daar heb ik een aantal jaren van mijn werkzame leven aan gewerkt bij Philips. En daar wil ik nu wat over kwijt.
Loopantenne voor ontvangst: de uitgangsspanning in volt van een loop antenne, een enkele winding, is de veldsterkte (Volt/meter) maal de H_effectief (meter). Deze onbelaste uitgangsspanning is:
V(u)_onbelast = 2 * PI * oppervlakte * F (V/M) / lambda
Onjuist, maar wel praktisch, is dat in alle publicaties over magnetische antennes de elektrische veldsterkte als signaal wordt genoemd/gebruikt.
De bronimpedantie voor de opvolgende versterker is de zelfinductie van de loop in serie met een weerstand. Deze weerstand bestaat uit de verliesweerstand op kamertemperatuur en de stralingsweerstand op de atmosferische ruis-temperatuur.
Belangrijk: uit de formule volgt dat de H_eff (de omzetfactor van veldsterkte naar onbelaste uitgangsspanning) evenredig met de frequentie is. Elke versterker die de onbelaste spanning gebruikt heeft dus een vreemde frequentieafhankelijke overdracht.
Nog belangrijker: omdat de bronimpedantie van een verliesarme loop al vanaf een lage frequentie (beneden 100 kHz) vooral door de zelfinductie wordt bepaald is de kortsluitstroom een frequentieonafhankelijke maat voor de veldsterkte.
Dat verklaart waarom de versterkers voor goede magnetische loop antennes een lage ingangsimpedantie hebben. Ingangsstroom naar uitgangsspanning: een transimpedantie-versterker. Meestal een (bipolaire transistor) geaarde basis schakeling met ingang op de emitter, ingangsweerstand 1/S of bij 25 mA in de orde van 1 Ohm. Of een ruisarme J-FET met een "tussenbasis" ingangsschakeling. Of 6 van die ruisarme FET's parallel, samen met een ferriet transformator, zoals in de low-noise ALA-1530-LN van Wellbrook.
Ruisaanpassing staat los van vermogensaanpassing: het is mogelijk om met een lage ingangsimpedantie toch een ruisaanpassing aan een bron met een hogere impedantie te maken.
De Veron/PA0IB antenne heeft een verliesarme draad in een koperen pijp als loop. Die koperpijp is alleen maar afscherming en mechanische stevigheid. De koperdraad, of op sommige foto's een coax draad, heeft wel wat verlies. Maar verliezen spelen bij zenden wel een rol, maar bij ontvangst totaal niet. Nou ja, je moet geen weerstandsdraad nemen, maar een simpele koperdaad is prima. En de afscherming kan ook anders: een in het midden geaarde loop geeft een gebalanceerd signaal en is precies even ongevoelig voor elektrisch veld als elke andere loop met afscherming, want de afscherming MOET een onderbreking hebben en blijft dus ook elektrisch gevoelig met effectief een enkele winding die gekoppeld is. De coax draad heeft te veel capaciteit en dat wreekt zich in ongewenste resonanties vanaf 12 MHz; daar heeft de Wellbrook ALA-1530 ook veel last van.
PA0IB heeft de stroom in de ingangstransistoren aan de lage kant, waardoor de antenne beneden 1500 kHz al begint af te zwakken in de overdracht. Dat is geen probleem, want de signalen zijn daar sterk genoeg. Voor de ruis maakt het niet uit, voor veldsterkte metingen of rapporten wel.
Bij de LZ1AQ antenne wordt de equivalente ingangsruis vooral bepaald door de collectorweerstanden van de ingangstransistoren. Daar is een verbetering van 6 dB mogelijk.
Dan deze zaken nog.
Op de website van PA0FRI (dank voor alle inspiratie!!) staat of stond een loop antenne met een breedband versterker; INA-01 of zoiets. Die constructie had een goede gevoeligheid maar een rare frequentiekarakteristiek, was moeilijk stabiel te krijgen (en te houden) en had een ongelooflijke last van FM-intrusion. FM-intrusion is de tweede orde intermodulatie van signalen in de FM-band: die leiden tot breedbandige ruisachtige signalen in de middengolf en korte golf, tot 20 MHz aan toe.
De huidige experimenten (zie link van en naar PA0FRI) zijn interessant maar de transimpedantie versterker met een weerstand tussen collector en basis leiden tot een ruis die onnodig ver boven de ruis van de loopantenne zelf uit gaat.
Het is mogelijk om een ongebalanceerde versterker bij een gebalanceerde loop antenne te gebruiken. Met een diameter van 65 cm en 5 transistoren (2*J-FET en 3*Bipolair, die met 3,8 volt (Li-Ion batterij) als voeding een stroomopname heeft van 40 mA. Er zitten twee ferriet trafo's in.
Deze antenne heeft een constante overdracht van 100 kHz tot 40 MHz en een zeer lage ruis.
En als extra: er is een toevoeging om de antenne uit te breiden met een E-veld sensor die een front-back van meer dan 20 dB mogelijk maakt (grondgolf). Eenmalige frequentieonafhankelijke afregeling. Dat zorgt voor een RDF-winst van 3 dB in de gevoeligheid. Daarmee ontvang ik hier USA-middengolf en LPAM op grote afstand.
Misschien iets om op je website te zetten (PA0FRI)?
Ik heb geen hosting mogelijkheid.
Wanneer er belangstelling voor is.