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>> Webcam der Clubstation DL0WH in Weinheim. Blick vom Antennenmast nach Süd-Ost auf Bergstraße und Odenwald

Monopol und Dipol Aktiv-antennen

Grundlagen, Technik und Selbstbau von
E-Feld Aktivantennen für den Empfang.

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ADS

Die Lebensversicherung fürs Funkgerät - ein Antennen-Trennschalter zum Schutz vor atmos-phärischen Über-spannungen.
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UniWhip

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Klein und Leistungsfähig: Impedanzwandler Aktivantenne mit FET-PNP Kombi.
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S-Meter-Rauschen-MDS

Whip Aktivantenne - warum eine UKW-Sperre Sinn macht

Das Empfangsspektrum einer Aktivantenne mit und ohne UKW-Tiefpass.
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BlueWhip Aktivantenne

Neu: Aktivantenne mit Gegentaktendstufe und passender Fernspeiseweiche. Platinen auf Anfrage.
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Mini-Whip PRO

Der Klassiker - aktive Whip, runderneuert mit linearer Eingangsstufe.
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Whip und Loop Aktivantennen

Vortrag über Funktion, Aufstellung Betrieb elektrischer und magnetischer Aktivantennen
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Breitband-Störsender

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Einblick in die Grundlagen der EMV beim Schaltnetzteil, sowie die Entstehung und Ermittlung von Störemissionen.
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Koaxkabel

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"Also wat is en Koaxkabel?
Da stelle mer uns janz dumm..."
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Norton-Amp

Der Norton Verstärker
(Tranformer-Lossless-Feedback Amplifier)
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Active Antenna

Aktiv-Antennen Projekte

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Kann eine Aktivantenne mit einem Stück kupferkaschierter Leiterplatte von wenigen Quadratzentimetern Größe als "Antenne" Signale von 10 kHz bis 30 MHz mit ausreichenden Signal/Rauschabstand empfangen?  Ja das geht! Die Thorie der kurzen Anntennen sagt: eine elektrisch kurze Antenne kann das fast genau so gut wie ein resonanter Halbwellendipol. Vorausgesetzt, mann kann den sehr kleinen Strahlungswiderstand im Milliohm Bereich und den hohen kapazitiven Blindwiderstand einer elektrisch kurzen Antenne mit einem aktiven Impedanzwandler auf 50 Ohm anpassen. Nachfolgend wird eine Familie von E-Feld Aktivantennen in unterschiedlichen Leistungsklassen vorgestellt. Industriell gefertigte Leiterplatten nach Verfügbarkeit auf Anfrage.


miniWhip PRO

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Klein aber fein - aktive Whip 

Die miniWhip-PRO+ Aktivantenne ist eine leistungsfähigen Aktivantenne nach Art einer Mini-Whip.  Sie wurde in wesentlichen Punkten verbessert. Mit einer neuartigen linearen Eingangsstufe  und DC-gekoppelter Ausgangsstufe wird die Entstehung unerwünschter Mischprodukte (Intermodulation) minimiert. Am Eingang schützen ESD-Schutzdioden vor atmosphärischen Überspannungen. Die kleine Platine mit einer überschaubaren Anzahl von Bauelementen eignet sich gut als Selbstbauprojekt für Einsteiger. Bis auf den Ausangstransistor werden nur konventionelle bedrahtete Bauelemente verwendet. Mit überschaubarem Aufwand erhält man mit der miniWhip PRO+ eine leistungsfähige Aktivantenne mit erstaunlichen Eigenschaften. 

mini-Whip PRO
  • Aktive Empfangs-Antenne für SWL, Amateurfunk und Broadcast DX
  • Bedeutend kleiner als vergleichbare passive Antennen
  • breitbandig - empfängt von VLF bis VHF und weiter
  • Steht in der Empfangsleistung großen Antennen nicht nach
  • Ideal für Bandbeobachtung, Radiomonitoring und für SDR

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Manual und  Baumappe (pdf)

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Doppelseitig durchkontaktierte Leiterplatten für
mini-Whip PRO und die Bias-T Basic Fernspeiseweiche 
sind verfügbar:   >> Leiterplatten-Anfrage.



UniWhip

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Die UniWhip Aktivantenne ist eine leistungsfähige Variante einer einfachen Impedanzwandler-Aktivantenne.  Der „High Impedance Low Capacity Wideband Buffer Amp“, eine Kombination von JFET und PNP Transistor, findet sich in einer frühen App-Note von TI/National. Messungen von PA3FWM, der diese Schaltungsvariante wiederentdeckt hat, ergaben einen beeindruckende IP3 Werte. Ein Verstärker ähnlicher Bauart ist seit 2018 als Aktivantenne an dem bekannten Web-SDR in Twente im Einsatz. Bei der UniWhip werden überwiegend SMD Bauteile verwendet. Wegen der überschaubaren Anzahl an Bauteilen und ausreichenden Abständen dazwischen, eignet sich die UniWhip als Einsteiger-Projekt für den Selbstbau mit SMD-Bauteilen.

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Manual und  Baumappe (pdf)


Die "BlueWhip" Megawhip

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Aktivantenne mit komplementär-Gegentaktendstufe für gehobene Anforderungen
Bei den beträchtlichen Summensignalen, die der Verstärker einer Aktivantenne verarbeiten können muss ohne unerwünschte Intermodulationsprodukte zu erzeugen, kommt der Linearität der Aktivelektronik eine maßgebliche Bedeutung zu. Insbesondere, wenn die Feldsondenfläche mit einem Stab oder einer Zusatzfläche verlängert wird, ist eine großsignalfeste Ausgangsstufe erforderlich. Die BlueWhip ist speziell für anspruchsvolleren Empfangsaufgaben ausgelegt: eine leistungsfähige Aktivantenne mit rauscharmer linearisierter Dual-FET Eingangsstufe und einer entkoppelten Komplementär-Push-Pull Ausgangsstufe. Eine bewährte und nachbausichere Breitband E-Feld Aktivantenne für gehobene Ansprüche. Optimal für den Bereich 10 kHz bis 50 MHz und darüber hinaus.

BlueWhip Megawhip
  • Aktive Empfangs-Antenne für Amateurfunk und Broadcast DX und Bandmonitoring
  • breitbandig - empfängt von VLF bis 150MHz und höher
  • Komplementär-Gegentakt Ausgangsstufe - linear und intermodulationsarm
  • verarbeitet auch höhere Empfangspegel verzerrungsfrei
  • zuschaltbare UKW-Absenkung entlastet von Außer-Band Signalen


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Manual und  Baumappe (pdf)

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Doppelseitig durchkontaktierte Leiterplatten für
MegaWhip und Bias-T Basic Fernspeiseweiche 
sind verfügbar:   >> Leiterplatten-Anfrage.

SIMWA Aktiv-Dipol und selektive Loop Antenne - (Symmetrischer-Impedanz-Wandler)

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Eine Monopol-Aktivantenne wertet den durch das elektrische Feld einer Funkwelle erzeugten Potentialunterschied zum Montagemast bzw. zum Kabelschirm als Bezugspotential aus. Je nach Länge des Mastes oder des Koaxialkabels ergibt sich zu kürzeren Wellenlängen hin eine zunehmend ungleichmäßige Spannungsverteilung und damit zu einem frequenzabhängigen Potentialunterschied. Der Mast bzw. das Koaxialkabel wird unbeabsichtigt zum Teil der Antenne. Die Aktivantenne zeigt aus diesem Grund einen mehr oder weniger ausgeprägten Frequenzgang. Ein vom Mast entkoppelter symmetrischer aktiver Dipol umgeht diesen nachteiligen Effekt. Der Symmetrische Impedanzwandler SIMWA ist eine Aktivelektronik für einen elektrisch kurzen Dipol. Durch seine hochohmige Eingangsimpedanz und seinen symmetrischen Aufbau eignet sich der SIMWA insbesondere auch als Aktivelektronik für eine resonant abgestimmte Loop-Antenne.

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Manual und Baumappe


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Doppelseitig durchkontaktierte Leiterplatten für
SIMWA und Bias-T Basic Fernspeiseweiche 
sind verfügbar:   >> Leiterplatten-Anfrage.

Fernspeiseweiche (Bias-Tee)

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Eine Fernspeiseweiche - im englischen auch  in Anlehnung an die innere Schaltung als Bias-Tee bezeichnet - benutzt man zur Spannungsversorgung von Mast-Vorverstärkern oder von Aktivantennen  über das vorhandene Koaxkabel. Es ist eine T-förmige Frequenzweiche, über die eine DC-Versorgungsspannung rückwirkungsfrei auf eine Hochfrequenzleitung gekoppelt werden kann.
Nachfolgend werden zwei Varianten vorgestellt, eine einfache passive Fernspeiseweiche und eine universelle Fenspeiseweiche mit Gleichrichtung und Spannungsstabilieriung.

Bias-Tee Basic

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Einfache passive Fernspeiseweiche 15kHz - 200MHz.
Eine Fernspeiseweiche - im englischen in Anlehnung an die innere Schaltung als Bias-T bezeichnet - benutzt man zur Spannungsversorgung von Mast-Vorverstärkern oder von Aktivantennen über das vorhandene Koaxkabel. Es ist eine T-förmige Frequenzweiche, über die eine DC-Versorgungsspannung rückwirkungsfrei auf eine Hochfrequenzleitung gekoppelt werden kann.

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Bias-Tee Basic Manual und  Baumappe (pdf)


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Doppelseitig durchkontaktierte Leiterplatten für
die Bias-T Basic Fernspeiseweiche 
sind verfügbar:   >> Leiterplatten-Anfrage.

Uni-Tee

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.

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Unit-Tee Manual und  Baumappe (pdf)

Whip-Tipps - praktische Informationen zu E-Feld Aktivantennen

Aktivantenne - Warum eine UKW-Sperre Sinn macht


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!!

MegaWhip_Flat_Empfangsspektrum_150MHz_txt.jpg


MegaWhip_LPF_Empfangsspektrum_150MHz_txt.jpg