DL4ZAO

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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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Whip und Loop Aktivantennen

Vortrag über Funktion, Aufstellung Betrieb elektrischer und magnetischer Aktivantennen
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Mini-Midi-Maxi Whip Aktivantennen

Eine ganze Familie von E-Feld Aktivantennen stellt sich vor.
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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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Selbstbauprojekte

Inhalt

Active-Antenna: Die Mini-Midi-Mega-Whip E-Feld Aktivantennen

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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 ganze Familie von E-Feld Aktivantennen in unterschiedlichen Leistungsklassen vorgestellt. Dateien für das Platinenlayout der einzelnen Schaltungen können auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden.

Miniwhip Reloaded

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.
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M-Whip Aktivantenne - MiniWhip goes SMD

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Die M-Whip Aktivantenne ist im Grunde eine „runderneuerte“ und verbesserte Version des bewährten Mini-Whip Prinzips. Großteils werden moderne SMD Bauteile verwendet. In der 50Ω Treiberstufe ist ein hochlinearer CATV Transistor eingesetzt. Zum Schutz gegen atmosphärische Überspannungen wurde eine Schutzschaltung am Eingang zugefügt. Die kleine Schaltung mit einer überschaubaren Anzahl von Bauelementen eignet sich gut als Selbstbauprojekt um Berührungsängste vor dem Ungang und dem Löten von SMD Bauelementen abzubauen. Lohn der kleinen Mühe ist eine leistungsfähige Aktivantenne mit erstaunlichen Eigenschaften. 
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Die DL4ZAO MidiWhip -Aktivantenne mit Gegentaktendstufe

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Breitbandige E-Feld Aktivantennen erfordern außerordentlich lineare Verstärker mit geringem Rauschen. Daraus entstand das Konzept der MidiWhip. Aufbauend auf einen linearen Impedanzwandler mit FET Konstantstromquelle wurde ein verbesserter intermodulationsarmer Verstärker für eine Aktivantenne konzipiert, der auch längere Koaxkabel problemlos treiben kann.Als Ziel wurde gesetzt: der Entwurf einer einfachen E-Feld Monopol Aktivantenne für den Bereich 10 kHz bis 30 MHz mit geringem Rauschen und hoher Intermodulationsfestigkeit.
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Praktischer Erfahrungsbericht:

HB9JOI hat die MidiWhip gebaut - Link zu seinem Video Youtube:
Active-Antenna Comparison : "Mini-Whip" vs. DL4ZAO "Midi-Whip"

Die DL4ZAO MegaWhip -Aktivantenne mit Komplementär-Gegentaktendstufe

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Bei den beträchtlichen Summensignalen, die der Verstärker einer Aktivantenne intermodulationsfrei verarbeiten muss, kommt der Linearität der Treiberstufe eine große Bedeutung zu. Insbesondere, wenn die Feldsondenfläche mit einem Stab oder einer Zusatzfläche verlängert wird, ist ein einfacher Emitterfolger als 50Ω Treiber wie bei der Miniwhip nicht ausreichend intermodulationsfest. Hieraus  entstand die Idee der MegaWhip: eine leistungsfähige E-Feld Impedanzwandler-Aktivantenne für den Bereich 10 kHz bis 30 MHz und höher, mit geringem Rauschen und hoher Intermodulationsfestigkeit.
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SIMWA Symmetrischer-Impedanz-Wandler für Dipol- und selektive Loop Aktivantennen

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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 einen frequenzabhängigen Potentialunterschied zwischen dem Massepotential der realen Erde. 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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Universelle 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. Hier ein Vorschlag für eine universell verwendbares Bias-Tee mit Spannungsregler.
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VLF/LF/MW Konverter mit hoher Dynamik

VLF / LF / MW Konverter mit großem Dynamikbereich 
Der Empfangsbereich vieler  Amateurfunkempfänger umfasst oft nicht den VLF/LF oder Mittelwellen-Bereich oder die Empfindlichkeit ist auf diesen Frequenzen ist zu gering. Um den Empfang dieser interessanten Frequenzen zu erschließen wird hier ein einfacher und kompakter Empfangs-Konverter mit geringem Phasenrauschen und gutem Großsignalverhalten vorgestellt, der den VLF - MW Bereich in das  10m Band umsetzt und als RX-Modul für einen modular aufgebauten Transverter dienen kann. Phasenrauschen und Dynamik sollen ausreichend sein, um die Eigenschaften eines guten Empfängers als Nachsetzer ohne Einschränkungen ausnutzen zu können. Daher wird ein Diodenringmischer für  7dBm oder alternativ 17dBm LO Leistung eingesetzt. Wegen des  hohen externen Rauschens unter 2 MHz ist eine Rauschzahl von besser als 15 dB  vollkommen ausreichend. Zugunsten der Großsignalfestigkeit wird daher auf eine aktive Vorstufe verzichtet.
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Konverter für das 4m Band

Ein Konverter für das 70MHz Band mit großem Dynamikbereich und geringem Seitenbandrauschen.
Zielvorgabe war es, einen  kompakten Konverter mit geringem Phasenrauschen und gutem Großsignalverhalten zu entwerfen, der das 70 MHz Band in das  10m Band umsetzt und als RX-Modul für einen modular aufgebauten Transverter dienen kann.  Kosten/Aufwand und Leistungsdaten sollen in einem vernünftigen Verhältnis zueinander stehen. Das Frontend bis zum Mischer wird in SMD Bauweise realisiert, ansonsten werden bedrahtete Bauelemente verwendet. Der Abgleichaufwand  soll minimal sein, um einen einfachen Nachbau zu gewährleisten.
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Ein linearer Low-Noise Vorverstärker für 50/70 MHz

Übliche Kurzwellen Transceiver haben im 10m und im 6m Bereich ein Rauschmaß von etwa 10dB. Für Kurzwelle ist das absolut ausreichend, aber für 6m ist manchmal eine „Hörhilfe“ in Form eines rauscharmen und großsignalfesten Vorverstärkers (Low-Noise-Amplifier, LNA) wünschenswert. Idealerweise platziert man diesen so nahe wie möglich an der Antenne, damit seine gute Rauschzahl  nicht um den Betrag der Kabeldämpfung zwischen Antenne und LNA verschlechtert wird. Bei einem weniger empfindlichen RX, bringt ein LNA jedoch auch im Shack direkt vor dem RX noch eine merkliche Verbesserung, solange die Dämpfung  des Antennenkabels weniger als ca. 3dB beträgt. An das Großsignalverhalten eines Vorverstärkers werden hohe Anforderungen gestellt. Empfindlichkeit, geringes Rauschen bei gleichzeitig hoher Intermodulationsfestigkeit ist gefordert. Der hier vorgestellte Vorverstärker beruht auf einem Schaltungsvorschlag von Dragoslav Dobricic, YU1AW. Sein  Verstärker mit dem BFP196 zeigt sich im Vergleich zu einem LNA mit einem MGF1302 Gallium-Arsenid FET in Punkto Intermodulationsfestigkeit überlegen.
Der Vorverstärker ist als Artikel im Magazin "Funkamateur", Heft 3/2015 Seite 280-282  beschrieben. Im angeschlossenen online Shop box73  gibt es auch für 3,90€ die Leiterplatten.

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Low-Noise Verstäker 50/70 MHz Low-Noise Verstäker 50/70 MHz