Unter Amateurfunkern herrscht die allgemeine Meinung vor, dass die Verwendung einer abgeschirmten Magnetschleifenantenne zum Empfangen sehr gut ist, um dieses Rauschen zu unterdrücken, wenn Sie viel HF-Rauschen haben, z. B. an einem städtischen Ort. Hier ist ein Beispiel für eine solche Antenne:
Es gibt viele Variationen dieses Themas, aber die gemeinsamen Punkte scheinen zu sein:
- Eine kleine Schleife
- Eine Art Abschirmung um diese Schleife (oft aus Koax konstruiert)
- (normalerweise) eine Unterbrechung der Abschirmung gegenüber dem Einspeisepunkt
Ist hier die Idee, eine Antenne herzustellen, die das B-Feld, aber nicht das E-Feld aufnimmt, nach der Theorie, dass sich die Antenne im Nahfeld von überwiegend elektrostatischen Geräuschquellen befindet, wie z. B. Lichtbogen-Motorbürsten? Unterscheidet sich diese Antenne von einer B-Feldsonde? Gibt es andere B-Feld-Sondendesigns, die als Empfangsantenne zur Unterdrückung von lokalem Rauschen effektiver sind?
Was macht die Antenne mit abgeschirmtem Rahmen besonders? Ich kann nicht viele Informationen darüber finden, die nicht anekdotisch sind. Gibt es einen Mechanismus, der diese zusätzliche Komplexität rechtfertigt, oder ist es nur Folklore?
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Antworten:
Erstens, was macht diese Antenne nicht besser als andere?
Die Abschirmung blockiert keine elektrischen Felder beim Durchgang von Magnetfeldern. Für Wechselstrommagnetfelder ist dies nicht möglich .
Diese Antenne oder jede elektrisch kleine Schleife hat im sehr nahen Feld eine niedrige Feldimpedanz, was bedeutet, dass das Verhältnis von Magnetfeld zu elektrischem Feld hoch ist. Dies steht im Gegensatz zu einem kurzen Dipol, der das Gegenteil ist. Aber weiter entfernt, aber immer noch im Nahfeld, ist die Feldimpedanz einer Rahmenantenne tatsächlich höher als die eines kurzen Dipols. Im Fernfeld sind sie identisch. Es könnte also sein, dass einige Nahfeld-Rauschquellen weniger von einer Schleife aufgenommen werden als andere Dipole, aber es ist schwer vorherzusagen. Änderungen sind höchstwahrscheinlich auf Glück zurückzuführen.
Was Antennen mit kleinen Schleifen im Allgemeinen in verrauschten Umgebungen nützlich macht, ist, dass das Strahlungsmuster zwei sehr tiefe Nullen aufweist, die jeweils senkrecht zur Ebene der Schleife stehen. Rauschquellen können dann sehr effektiv auf Null gesetzt werden.
Die Abschirmung ändert das Muster der kleinen Rahmenantenne nicht direkt. Wenn man einen Leiter nimmt, ihn in einem Reifen mit einer kleinen Lücke biegt und das Signal über die Lücke misst, ist dieses ideale Muster mit tiefen Nullen das Ergebnis. Das Problem ist, dass dies in der Praxis sehr schwer zu tun ist. Wenn die Zuleitung nicht genau symmetrisch ist, wird die Antenne aus dem Gleichgewicht gebracht. Die Zuleitung wirkt dann wie eine vertikale Antenne, und das Strahlungsmuster ist eine Kombination aus der idealen kleinen Schleife und einer vertikalen. Sie bekommen nicht die tiefen Nullen.
In der Praxis ist es sehr schwierig, Symmetrie sicherzustellen. Koax ist keine Option, da es nicht symmetrisch ist. Der Boden und Gegenstände in der Nähe können das Gleichgewicht stören.
Das Einwickeln der Antenne in eine "Abschirmung" ist ein cleverer Trick, um den Aufbau einer symmetrischen Antenne praktischer zu gestalten. Der Schild ist eigentlich kein Schild - es ist die Antenne. Der Spalt im Schild ist der Einspeisepunkt. In der Schleife zirkulierende Ströme sind unser interessierendes Signal, und diese Ströme erzeugen eine Spannungsdifferenz an der Lücke. Zu diesem Zeitpunkt haben wir unsere ideale kleine Rahmenantenne, aber wir haben nichts mit dem Einspeisepunkt verbunden, daher ist dies nicht sinnvoll.
Durch Verlegen eines Leiters in einer Schleife innerhalb dieser Abschirmung kann die Spannungsdifferenz am Spalt einen Strom in diesem Leiter induzieren. Aber wir brauchen die Drähte, um irgendwie herauszukommen. Und wir möchten wahrscheinlich, dass sie in einem Schild (dh Koax) austreten, sonst haben wir nichts gelöst, weil irgendetwas in der Nähe der Zuleitung es weiter aus dem Gleichgewicht bringt. Der einzige Ort, an dem ein Schild austreten kann, befindet sich gegenüber der Lücke, da jeder andere Punkt unausgeglichen wäre. Hier ist das Ergebnis:
Dies ist von Übertragungsleitungen, Antennen und Wellenleitern , die nicht mehr urheberrechtlich geschützt sind.
Jetzt ist der Spalt der Einspeisepunkt, die Abschirmung ist die Antenne und die Antenne (die Abschirmung) ist symmetrisch zur Erde. Unsere Zuleitung ist ebenfalls abgeschirmt, und wir verfügen über eine robuste, symmetrische Antenne, die in praktischen Umgebungen nahezu das ideale Muster mit kleinen Schleifen liefert.
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