Active Antenna

Das Prinzip der FET-Impedanzwandler Aktivantenne ist seit vielen Jahrzehnten bekannt und in diversen Varianten veröffentlicht. Roeloff Bakker, PA0RDT hatte die zündende Idee, das Antennenelement aus einem Stück Leiterplatte zusammen mit der Verstärkerelektronik zu vereinen. Unter dem eingängigen Namen "Mini-Whip" fand seine Form der Aktivantenne weltweit Verbreitung und wurde so zum Klassiker. Mit mit nur zwei Transistoren und wenigen Bauteilen im Wert von unter 20 Euro läßt sich mit der Mini-Whip eine Aktivantenne realisieren, die den Vergleich mit teuren kommerziellen Fabrikaten nicht zu scheuen braucht. Für denjenigen, der ohne lange Drähte zu spannen von VLF bis 50 MHz empfangen will ideal. Oder als Antenne für den Zweitempfänger oder für einen SDR und zur Bandbeobachtung.



klick für mehr

Uni-Tee ist eine adaptierbare Fernspeiseweiche mit Gleichrichter und einem linearen Spannungsregler. Die DC-Ausgangsspannung kann durch die Variation von zwei Widerständen angepasst werden. Ein Brückengleichrichter erlaubt eine Versorgung aus Wechselstrom- oder unstabilisierten Gleichstrom-Netzteilen. Durch Teilbestückung der Leiterplatte kann das Uni-Tee auch ohne Spannungsregler und ohne Gleichrichter als rein passive Fernspeiseweiche genutzt werden.


Unit-Tee Manual und  Baumappe (pdf)

Ziel des Projekts ist es, die Eignung des LTC6228 High-Speed Operationsverstärker als Transimpedanzverstärker (Strom/Spannungswandler) für eine magnetic loop Empfangs Aktivantenne praktisch zu evaluieren. Dafür wurde eine „wide-aperture-Loop“ mit 20m Umfang für VLF/LF/MW DX gebaut.  Strenggenommen ist eine "wide aperture Loop" mit 20m Umfang nur unter ca. 2,5 MHz als "magnetic Loop" Breitbandantenne zu betrachten. Darüber arbeitet sie wie eine übliche elektromagnetische Antenne mit Resonanzwelligkeiten. Die sind anscheinend bedämpft und in der Praxis nicht unangenehm aufgefallen. Das Setup hat auf dem gesamten KW-Bereich beeindruckende Signale mit gutem SNR geliefert. In einer späteren Version soll die Dimensionierung für ein 80 cm Durchmesser Loop optimiert und getestet werden.




Weiterlesen (pdf)

Weiterlesen english version (pdf)

Nützliche Informationen zu E-Feld Aktivantennen:

• Stromversorgung
• Montage
• störarme Aufstellung
• Verkabelung
• Erdung
• Funktionsweise
  

Download Whip-Tipps (pdf)

Insbesondere E-Feld Aktivantennen vom Typ einer MiniWhip oder ähnlich zeichnen sich oft durch eine (zu?) hohe Empfangsbandbreite aus. Einige Anbieter derartiger Antennen werben sogar vollmundig mit der großen Bandbreite ihres Produktes.

Was dem unbedarften Kunden als vermeintlich erstrebenswertes Leistungsmerkmal vermittelt wird, entpuppt sich in manchen Fällen bei näherem Hinsehen als Nachteil. Denn je höher die Bandbreite der Aktivantenne ist, desto mehr starke Empfangssignale muss der Verstärkerteil der Aktivelektronik gleichzeitig verarbeiten. Durch ein Scheunentor gehen nun mal mehr gleichzeitig durch als durch eine schmale Pforte.

Die Fähigkeit eines Verstärkers, viele starke Signale gleichzeitig zu verarbeiten, ohne dass dabei unerwünschte Verzerrungen (Intermodulation) entstehen, nennt man Großsignalfestigkeit. Intermodulation zeigt sich in Form von breitbandigem Rauschen und Zischen und es treten unerwünschte Mischprodukte - Geistersignale auf. Die Großsignalfestigkeit einer Aktivelektronik hängt vom Schaltungsdesign ab und ist begrenzt. Großsignalfestere Verstärker sind aufwändiger aufgebaut und brauchen brauchen meist mehr Strom als einfache, weniger großsignalfeste Verstärker. Ein Vergleichsmaß für die Großsignalfestigkeit ist der IP3, auf den an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.

Ein altes Sprichwort sagt „viele Hunde sind des Hasen Tod“. Auf Aktivantennen übertragen heißt das: zu viele gleichzeitig anstehende starke Empfangssignale übersteuern irgendwann auch eine gute Aktivelektronik. Abhilfe schafft eine sinnvolle Bandbegrenzung vor dem Verstärkereingang, die nur den gewünschten Frequenzbereich durchlässt und Außerbandsignale abschwächt. Für den Empfang von Langwelle bis Kurzwelle ist es daher sinnvoll, Signale über dem Kurzwellenbereich abzuschwächen. Das erreicht man z. B. mit einem Tiefpassfilter.

In Ballungsgebieten mit einer hohen Dichte von UKW-Sendern sind oft sehr viele FM Träger mit hohen Feldstärken in der Luft und machen einer Aktivantenne das Leben unnötig schwer. Wer wie ich in einer derartig exponierten Empfangssituation wohnt, dem hilft ein Tiefpassfilter, das die Aktivelektronik von den starken UKW- und Mobilfunksignalen entlastet.


Um das zu verdeutlichen habe ich hier im Rhein-Neckar Raum einmal das Empfangsspektrum meiner miniWhip Pro von 10kHz bis 150Mhz mit einem Spektrumanalyzer dargestellt. Die miniWhip Pro und auch die BlueWhip MegaWhip haben eine UKW-Abschwächung, die per Steckbrücke zugeschaltet werden kann. Die beiden Spektren zeigen einmal das empfangen Spektrum „Flat“ – ohne UKW-Abschwächung und einmal mit dem UKW-Filter aktiv.

Man erkennt deutlich ab 88MHz das UKW-Band mit seinen starken Sendern, die Feldstärke vieler UKW-Sender ist höher als die stärksten Mittel- und Kurzwellensignale.  Die vertikale Skala in den Messplots zeigt die Antennenspannung am Empfänger in dBµV. Der Referenzpegel oben beträgt 80dB mV, die vertikale Skalenteilung 5dB/Teilstrich. Zur Verdeutlichung: die stärksten UKW-Signale kommen mit 72dBµV an. Das entspricht nach landläufiger Festlegung einem S-Meter Ausschlag  von S9+60dB!!