Empfangsdipolantenne für VLF

Daher erwäge ich verschiedene Antennenformen, um die elektrische Feldkomponente von Fernfeld-VLF-Wellen am effektivsten zu erkennen. Ich habe einige Papiere gesehen, die diese Methode verwendeten, konnte aber keine umfassende Erklärung zu ihrem elektrischen Design finden.

Ich weiß, dass für eine Sendeantenne die Impedanz der Antenne rein ohmsch sein sollte (Resonanzfrequenz). Ich weiß jedoch nicht, ob dies auch für eine empfangende Dipolantenne gilt. Wenn ja, können dann Dipolantennen zur Detektion von Wellen bei VLF verwendet werden, da es praktisch unmöglich wäre, einen Halbwellendipol bei solch niedrigen Frequenzen zu bauen?

Sollte eine empfangende Dipolantenne also auch eine ohmsche Impedanz haben oder gibt es einen Ausweg?

Einige VLF-Empfänger können Dipolschleifen um Ferritstäbe verwenden, wie in den alten Transistorradios, die das B-Feld anstelle des E-Felds erkennen.

Antworten (1)

Die Aufrechterhaltung der richtigen Impedanz für eine Sendeantenne ist viel wichtiger als für eine Empfangsantenne. Einfacher Grund 1: Vermeidung von Leistung, die aufgrund einer Fehlanpassung direkt in Wärme umgewandelt wird. Einfacher Grund 2: Reflexion der Leistung zurück zum sendenden Leistungsverstärker, was zum Ausfall der Transistoren führen könnte.

Ein Viertelwellen-Monopol kann "kurz" gemacht werden und seine Impedanz sieht sowohl kapazitiv als auch resistiv aus: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bei einer Viertelwellenlänge ist also der Blindwiderstand (magentafarben) Null und der Strahlungswiderstand (blau) etwa 37 Ohm. Wenn Sie die Antenne auf 0,05 Wellenlängen kürzen, beträgt der Strahlungswiderstand vielleicht ein oder zwei Ohm in Reihe mit einer kapazitiven Reaktanz von 1000 Ohm.

Dies macht es schwierig, als Sendeantenne zu fahren, aber immer noch als Empfangsantenne verwendbar. Sie können die Kapazität mit einer induktiven Reaktanz von 1000 Ohm abstimmen, aber Sie erhalten eine sehr enge Bandbreite und dies ist möglicherweise nicht als Empfangsantenne geeignet. Es hängt alles davon ab, welche Bandbreite die Übertragung hat, an der Sie interessiert sind.

Wenn die Übertragung, die Sie zu empfangen versuchen, eine richtige EM-Welle ist, können Sie alternativ einen Schleifenempfänger herstellen und einfach den magnetischen Teil der EM-Welle abgreifen. Wenn Sie sich Langwellen-Funkempfänger ansehen, verwenden sie einen Ferritstab und eine Rahmenantenne, und das kann ziemlich kompakt sein. Es ist eine nutzlose Sendeantenne, aber eine sehr praktische Empfangsantenne.

Vielen Dank für Ihre Antwort. Ja, ich kenne mich mit Magnetschleifenantennen aus und habe eine entworfen, aber ich versuche, die elektrische Feldkomponente zusätzlich zu der Magnetfeldkomponente zu erhalten, die ich von der Schleifenantenne bekomme. Können Sie auch näher erläutern, warum ich eine enge Bandbreite mit kleinerem Widerstand (1-2 Ohm) erhalten würde? Welche Faktoren begrenzen die Bandbreite einer empfangenden Dipolantenne?
Bei einer kürzeren Antenne entsteht zwangsläufig eine kapazitive Reaktanz, die durch eine induktive Reaktanz aufgehoben werden kann. Dies funktioniert jedoch über eine begrenzte Bandbreite einwandfrei, da Sie elektrische Komponenten verwenden, um eine Antenne in Resonanz zu bringen, die nicht resonant ist, weil sie kurz ist. Aber es hängt alles von der Eingangsimpedanz ab, die Sie speisen. Wenn sie hoch ist, hat die zusätzliche Kappenreaktanz von 1000 Ohm möglicherweise keine ernsthaften Auswirkungen.
Wenn Sie in Bezug auf die Empfangsspule den H-Anteil der EM-Welle berechnen können, ist dies der E-Anteil 120 π höher weil 120 π ist die Impedanz des freien Raums. Dh Sie müssen nicht beide messen.
Der kurze Monopol von @ Starior Andy kann sehr gut mit einem FET-Source-Follower-Puffer direkt an seiner Basis arbeiten (verwenden Sie KEIN Koaxialkabel). Impulsrauschen ist schlimmer als Magnetschleifenantennen. Und Ihre Monopolantenne / Ihr Puffer sollte sich draußen im freien Raum befinden.
@glen_geek Danke, das ist eigentlich eine wirklich gute Idee. Können Sie abschätzen, um wie viel diese Lösung die Bandbreite des Empfängers erweitern würde, wenn die Frequenz, mit der ich die Antenne betreiben möchte, 1-30 kHz beträgt?
@Starior Aktive Antennen mit Spannungssonde wie diese haben eine große Bandbreite, sodass AM-Radio den FET überlasten kann: radiopassioni.it/pdf/pa0rdt-Mini-Whip.PDF
Empfangsdipolantenne für VLF
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