Magloop har bättre effektivitet än vad man tror?

Har du provat en dylik antenn Harry, i så fall: Vad kom DU fram till för resultat?....Jag har provat denna antenn och har kommit fram till ett resultat.

Det är enkelt att redovisa vad ANDRA har gjort och kommit fram till.

/Bjarne
 
Har du provat en dylik antenn Harry, i så fall: Vad kom DU fram till för resultat?....Jag har provat denna antenn och har kommit fram till ett resultat.

Det är enkelt att redovisa vad ANDRA har gjort och kommit fram till.

/Bjarne
Har suttit och mätt på loopar de flesta helgerna sedan i somras och experimenterat.
Mina experiment har varit många men främst var jag nyfiken på fyra saker.

Nr ett var att jag ville ta reda på om bandkoppar var en dålig eller bra loop.
Jag provade med koppar band som var 5cm breda och 0,3mm tjocka.
Teorin säger ju att platta ledare är sämre än runda pga. av skinneffekten men jag ville ha fram ett värde på hur dåliga för att kunna plugga in värdet i formler när jag skulle räkna på loopar.
Jag byggde därför loopar med samma diameter som resonerade på samma frekvens med 3,2mm rund ledare, 6,3mm rund ledare 14mm rund ledare och bandkopparn som jag nämnde tidigare.
Jag mätte därefter Q-värdet på dem för att få fram ett kvalitets värde.
Jag provade även att bygga en loop med Aluminium folie för att verkligen ta bredd-tjockleksförhållandet till sin extrem.

Nr två var att testa olika kondensatorer och olika material som dielektrikum och hur dessa påverkar Q-värdet.
Främst ville jag verifiera att teflon och polyeten inte var sämre än luft.

Nr tre var att testa om en loop utan lödningar eller förband skulle få bättre Q. En testloop utfördes med bandkoppar som loop där banden gick ihop för att forma plattorna i en kondensator med Teflon som dielektrikum.

Nr fyra var att testa om man kunde få två eller flera loopar att koppla mot varandra för att på så sätt utöka bandbredden och genom det ha fast avstämda kondensatorer för att täcka ett amatörband.
Just nu sitter jag och tänker provmäta en variant av en dubbel loop med en kondensator efter inspiration av ovanstående PDF.

Resultatet av mina experimentet för de intresserade är i korthet:

Nr ett: Bandkoppar är OK i loop hänseende. Jag upptäckte en förbryllande effekt som det vore roligt om någon kunde verifiera med mätningar - om man plattar till loopen som är gjord i bandkoppar så ökar Q-värdet, intuitivt tycker jag det borde vara tvärt om??
Se bilder.
2010-10-15 15.11.13.jpg2010-10-16 19.14.28.jpgLoop antenna copper planes for antenna and C PTFE dielectricum 15MHZ 710Q.gifLoop antenna copper planes for antenna flat romb style PTFE dielectricum for C 15MHZ 1200Q versi.gif

Nr två:
2.1 Teflon försämrar inte Q-värdet i en loop med över 1000 i Q-värde jämfört med luft som dielektrikum.
2.2 Undvik att göra kondenstorn med ett kretskort om du är ute efter högt Q (kan vara OK och om loopen närmar sig en 1/4 våglängd då Q-värdet är lågt.)
2.2 Även om inte glasfibrer användes som dielektrikum men fanns på baksidan av kondingen så tog det ner Q-värdet. (Två dubbelsidiga kretskort som hade luft som dielektrikum)
Mitt Q hamnade på ca 35 med PCB konding i en loop som istället gav ca. 170 i Q om man bytte till vanliga trimkondingar med polycarbonate som dieletrikum.

Nr tre:
Inga slutsatser pga inga jämförande mätningar. Min testloop hade ett uppmätt Q på ca 1200 vilket är mycket bra men möjligtvis hade det gå att få även med lödnignar eller skruvförband.

Nr fyra:
Fungerar perfekt. Matning behöver bara ske på en loop.
Kopplingen är otroligt hög på loop antenner med högt Q, för att få den rätta kritiska kopplingen så måste man antingen separera looparna med långt avstånd eller mer praktisk nolla dem mot varandra för att kunna ha dem närmare.
Double Loop antenna before and after trim.gif

En annan sak som har framkommit är att det verkar som kopplingslooparna (jag har använt en för tracking generatorn och en för mätingången) påverkar mätningarnas uppmätta Q-värde på ett oväntat sett.
Q-värdet går ner om kopplingsloopens diameter ökar.
Men Q-värdet påverkas inte av avståndet mellan koppling och huvudloop

Man tycker att kopplingsgraden helt enkelt borde påverka Q-värdet men så verkar inte vara fallet, i så fall borde Q gå ner med minskat avstånd mellan koppling och huvudloop men det gör det inte i mina mätninger i alla fall inte i någon större utsträckning.
Däremot så minskar Q ganska rejält när kopplingsloopen blir större än ca. 20% av huvudloops diameter.
Mycket förbryllande??
Mätfel ? Vet ej. Vore intressant om någon kunde verifiera med egna mätningar.


//Harry
 
Last edited:
Mycket roligt att du visar ditt experimenternade här! Det är för lite av det på forumet tycker jag. Jag förstod inte hur mycket dubbelloopen påverar bandbredden i de tester du gjort hitills.

/Arne
 
Mycket roligt att du visar ditt experimenternade här! Det är för lite av det på forumet tycker jag. Jag förstod inte hur mycket dubbelloopen påverar bandbredden i de tester du gjort hitills.

/Arne
Hej Arne.
Ja det kanske inte syntes så bra i den bilden.
Här har jag en som är mer inzoomad.
Double Loop antenna ripple view.gif

De två antennerna som var avstämda på varsin frekvens gav totalt sett en antenn som täckte båda frekvenserna.
Ena loppen satt i min testrigg, den andra var löst magnetisk kopplad genom att den låg på golvet i närheten på ett utprovat ställe där kopplingsgraden var helt rätt för att båda "pucklarna" skulle ha samma styrka.
Bandbredden blev då ungefär dubbelt så bred, det går att justera beroende på hur mycket rippel man kan tolerera.
2010-10-17 00.30.37.jpg
 
Last edited:
Kan bara hålla med Arne, mycket trevligt att se dina resultat Harry.
"Man tycker att kopplingsgraden helt enkelt borde påverka Q-värdet men så verkar inte vara fallet...."

Precis vad jag har trott hela tiden, där ser man. Jag har inte möjlighet att göra så trevliga mätresultat. Jag har bara provat med olika kondensatorer, kopparrör och kabel som loop. Jag har dock konstaterat att själva antenntypen fungerar fint.

Här kör jag med 5W och en dubbel-loop på 80m ( En loop med 2 varv kopparrör) som SA7ARV/Rikard förevisade hos klub Lundensis en dag i mars 2008. De två tittar på loopen som står på golvet.

Blev ett QSO med en Tysk som gav mig 579.

73 de Bjarne
 

Attachments

  • 11300CA59IJ5C.jpg
    11300CA59IJ5C.jpg
    90,8 KB · Views: 130
  • 11300CAUONMZX.jpg
    11300CAUONMZX.jpg
    96,7 KB · Views: 139
  • 11300CAA3LWF0.jpg
    11300CAA3LWF0.jpg
    22,2 KB · Views: 127
Last edited:
Har nu byggt om avstämmaren så att en kondensator kan kopplas in på ingången. Har den ena på ingången och den andra på utgången. Blir lite lättare att stämma av. Behöver inte flytta kopplingen på spolarna så ofta.

73 de Bjarne
 
Mycket intressant.
Några amatör säger helt enkelt att om magloop har dålig effektivitet så borde RF bli värme i loopen.
De har filmat värmeutvecklingen med IR kamera och beräknat uppvärmningen för att på så sätt beräkna effektiviteten.
Kan det vara så att loopantennen inte har så dålig effektivitet?
Vilda spekulationer, vad gäller egentligen?? läs själv.
http://www.nonstopsystems.com/radio/antenna-article-small-ant-efficiency.pdf

I mina ögon slog han hål på sin egen trovärdighet när han kom fram till EH-grejen.

Det hindrar inte alls att han har helt rätt vad gäller loopen, det har inte jag kompetens nog att avgöra. Synd att han inte kunde hålla sig till ämnet.

73 SM0RVV
 
I mina ögon slog han hål på sin egen trovärdighet när han kom fram till EH-grejen.

Det hindrar inte alls att han har helt rätt vad gäller loopen, det har inte jag kompetens nog att avgöra. Synd att han inte kunde hålla sig till ämnet.

73 SM0RVV
:p Hehe, samma sak med mig, nackhåren reste sig när jag kom dit i PDF:en.
Men oavsett det så tyckte jag frågeställningen med magloopen var relevant.
Den kan inte ha så dålig verkningsgrad för då skulle den bli uppvärmd.
Antagligen så värmer den upp omgivningen istället (marken, byggnader, närliggande kablage etc) istället.
De är lite inne på det när de teoriresar om de klassiska metoderna för mätningar men de dra inte den slutsatsen i klartext.

Det är i alla fall min slutsats - Magloopen är effektiv att få ut strålningen (högre Q - högre verkningsgrad) men den lider fortfarande av att vara för nära marken som alla antenner och kommer att koppla sin energi mot mark och omgivning.
Jag märker det rätt tydligt med min 17m testloop som sitter nere vid marken och kan hissas några meter på ett glasfiberspö.
Det är en enorm skillnad att ha den 1m ovan för marken eller 3m ovan mark.
Inget nytt under solen där, det här vet mer eller mindre all amatörer att en antenn skall vara högt upp och fritt från närliggande strukturer men en del tenderar att glömma det ibland.

/Harry
 
Harry,
jag tror inte att G3LHZ artikel är tillförlitlig - många anser att han är litet stollig - han var part i en fejd om magloopens effektivitet i RadCom för några år sedan där hans "kalorimeter"-mätningar fick stark kritik av folk som också är fackmäbn inom antenntekniken. En av kritikerna var Alan Boswell G3NOQ (f.d. antennexpert på BAE Systems, nu pensionerad) - Alan är mycket erfaren har skrivit mycket iom teori och praktik rörande magloopar. En bra artikel av honom ("Performance of a Small Loop Antenna in the 3 - 10 MHz band") hittar du på följande URL:

http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/examples/EM/boswell_ieeeapm_47_51_05.pdf

I artikeln redovisas både fältstyrkemätningar och -beräkningar och försöksresultaten visar att de överensstämmer väl. Boswell har använt BAE-s "inhouse software" som kan förmodas vara något i stil med NEC-4.
73 JanneG
 
Harry,
jag tror inte att G3LHZ artikel är tillförlitlig - många anser att han är litet stollig - han var part i en fejd om magloopens effektivitet i RadCom för några år sedan där hans "kalorimeter"-mätningar fick stark kritik av folk som också är fackmäbn inom antenntekniken. En av kritikerna var Alan Boswell G3NOQ (f.d. antennexpert på BAE Systems, nu pensionerad) - Alan är mycket erfaren har skrivit mycket iom teori och praktik rörande magloopar. En bra artikel av honom ("Performance of a Small Loop Antenna in the 3 - 10 MHz band") hittar du på följande URL:

http://puhep1.princeton.edu/~mcdonald/examples/EM/boswell_ieeeapm_47_51_05.pdf

I artikeln redovisas både fältstyrkemätningar och -beräkningar och försöksresultaten visar att de överensstämmer väl. Boswell har använt BAE-s "inhouse software" som kan förmodas vara något i stil med NEC-4.
73 JanneG

Tack för länken Janne, verkar vettig.
Ja, G3LHZ verkar lite "hällörad" för att använda ett skånskt uttryck.
Men det är intressant att någon tar upp frågan om var energin blir av om den inte strålar ut?
Jag använde 0.5mm Teflon till dielektrikum i en av mina loopantenner och fick genomslag på den.
Coronan värmde upp en 5x10cm kopparplatta på någon sekund med 30W RF. Den blev så varm att man nästan brände sig om man tog på stället med genomslag (efter man släppt PTT knappen förstås :eek:). Eftersom det var en så stor kopparplatta så svalna den lika snabbt.
I det fallet omvandlades energin till värme på ett tydligt sätt. När antennen inte har överslag så är den ju helt kall så det är uppenbarligen inget som blir omvandlat till värme i själva antennen.

Egentligen kanske det inte spelar någon större roll om den dåliga effektiviteten beror på upphettning av antenn eller upphettning av omgivning när man kör med en loop antenn.
Men lite intressant är det ju ändå eftersom om förlusterna beror på koppling mot omgivning så betyder det att det är desto viktigare med antenn höjd och inget bråte i närheten för en magloop eller annan liten antenn med högt Q.
 
En annan sak som har framkommit är att det verkar som kopplingslooparna (jag har använt en för tracking generatorn och en för mätingången) påverkar mätningarnas uppmätta Q-värde på ett oväntat sett.
Q-värdet går ner om kopplingsloopens diameter ökar.
Men Q-värdet påverkas inte av avståndet mellan koppling och huvudloop

Får revidera detta.
Gjorde idag mätningar för att utröna hur det låg till och jag hade fel i mina första observationer.
Det är kopplingsgraden som avgör hur stort krets-Q man får (loaded Q).
Och kopplingsgraden varierar både med avstånd och storlek på kopplingsloopen kunde jag konstatera idag.

Om man varierar kopplingsgraden så händer det mest med krets-Q när man börjar lasta hårt, men det går inte att lasta hårt med en liten kopplingsloop därav att jag tyckte att det inte gjorde någon skillnad med avståndet mellan loopantenn och en liten kopplingsloop.

Det var faktiskt tydligt att en loop antenn uppför sig som vilket resonant LC krets som helst och att krets-Q funkar på samma sets i loopantennen som ett LC filter som man kopplar olika hårt.

/Harry
 
Harry,
du säger "...en loop antenn uppför sig som vilket resonant LC krets som helst och att krets-Q funkar på samma sets i loopantennen som ett LC filter som man kopplar olika hårt" och jag håller helt med dig.

Jag ser ovan att du utvärderat platta ledare i en loopantenn. Här är två artiklar av Kevin Schmidt, W9CF, om beräkning av HF-resistansen i rektangulära/platta ledare: Approximate R.F. Resistance of Rectangular Cross Section Conductors och
Analytic expressions for the equivalent diameters of rectangular cross section conductors
Resultaten kan vara intressanta i fler sammanhang än för loopbygge, där de inte verkar vara någon höjdare!

73 //JanneG
 
Harry o. Janne:
Platta ledare har mindre induktans per längdenhet jämfört med "runda" rör. Vad man eftersträvar med en mag.loop är ju att få ner rf-resistansen (ytan) på ledaren (röret). Tyvärr - om man ökar rörets diameter med avsikt att få ner rf-motståndet - ja då minskar induktansen vilket inte är önskvärt. Någonstans måste finnas ett optimalvärde på cu-rörets diameter - kanske 30mm? Platta ledare bör man undvika. Jag tror inte heller att det lönar sig att ha två eller flera varv i en mag-loop när den skall användas för sändning. RF-motståndet (förlust) blir ju det dubbla även om induktansen ökar. Rätta mig gärna om jag tänkt fel.

73
Bengt SM6APQ
 
Harry o. Janne:
Platta ledare har mindre induktans per längdenhet jämfört med "runda" rör. Vad man eftersträvar med en mag.loop är ju att få ner rf-resistansen (ytan) på ledaren (röret).
Håller med så här långt.
Tyvärr - om man ökar rörets diameter med avsikt att få ner rf-motståndet - ja då minskar induktansen vilket inte är önskvärt.
Nja vet inte om jag håller med dig i detta.
Induktansens storlek spelar egentligen ingen roll, annat än att en liten Induktans kräver en större konding som då blir något dyrare att köpa eller mer otymplig om man bygger själv men det är ju mer eller mindre sekundärt.

Någonstans måste finnas ett optimalvärde på cu-rörets diameter - kanske 30mm?
Njaeeää håller nog inte med att det finns en optimal storlek.
Man vill ha så stor som möjligt normalt för att få högt Q=Hög verkningsgrad.
Normalt begränsas man av utrymme, vikt eller pengar som sätter gränsen för hur stort man kan bygga.

Enda undantaget på att bygga så "grovt som det går" är när man kan bygga en loop med en omkrets som närmar sig en kvarts våglängd, då spelar inte längre loopens grovlek lika stor roll så det är inte lönt att "ödsla koppar" på att bygga grovt.
Nu är ju en kvarts våglängd rätt mycket på vissa band men på tex 17m bandet så ha jag byggt en loop som närmar sig en kvarts våglängd och där gav beräkningarna att även med ett så klent koppar rör som ett 6,3mm bromsrör så kom verkningsgraden upp i närmare 50% så där tyckte jag inte det var lönt att jaga den sista 3dB:n, det är ju inte precis någon som tex hör skillnad om man kör 50W eller 100W.
På den loopen rymdes dessutom hela bandet inom resonansen så efter trimning av kondingen så behövde man inte trimma om när man byter frekvens vilket är trevlig. Det går bara att göra på 17m bandet eftersom det bandet är så smalt och en lopp för 17m bandet bara blir ca 1,3 i diameter så det är enkelt att få plats med den.


och Platta ledare bör man undvika.
Normalt säger man att skineffekten gör platta ledare sämre än cylindriska men det beror nog ganska mycket på vilket elektriskt fält som ledaren befinner sig i.
Se tex. Power Tip 26: Current distribution in high-frequency conductors
Så därav att jag ville experimentera med platta ledare.
De är ju dessutom lätta att transportera eftersom man kan rulla ihop dem.
Jag fick bra resultat med dem och betydligt högre Q än jag hade förväntat mig. Enda nackdelen är den mekaniska stabiliteten är dålig, antenner byggda med platta ledare blir lite fladdriga men skall man ha dem tex på vinden så spelar det ingen roll, bara att spika upp på takstolarna.


Jag tror inte heller att det lönar sig att ha två eller flera varv i en mag-loop när den skall användas för sändning. RF-motståndet (förlust) blir ju det dubbla även om induktansen ökar. Rätta mig gärna om jag tänkt fel.
Ja jag vet inte, det är en intressant frågeställning.
Som AOM skrev i en annan tråd för ett tag sedan det är "ström-meter" som ger fälteffekten. Dvs, mer ström är bättre och mer tråd i antennen är bättre.
Men det är frågan om meter i ström-meter räknas i från luften, dvs antennens area behöver vara större?
Om det är så så skulle inte flera varv förbättra saken eftersom arean förblir densamma.
Tvärtom så brukar flera varv sänka Q något och därmed effektiviteten.

Men om meter i ström-meter räknas i från antennen dvs. fler fler varv är mera meter i Ström-meter så borde de vara bättre med fler varv.
I mottagning så har jag för mig att en loop med tre varv ger tre gånger så hög inducerad EMK som en loop med ett varv om de tar emot samma signal så det tyder på att det är bättre med flera varv.

Jag har själv funderat på de här sakerna och blivit sugen på att göra jämförande fälteffekt mätningar med olika loopar.
Nu har jag ingen plats att utföra sådana mätning för tillfället men det vore kul att experimentera med i framtiden.
En annan sak som vore intressant att mäta är huruvida en tillplattad loop är sämre än en rund? Tex om den är oval så att den ser ut som en vikt dipol.
En annan intressant frågeställning jag skulle vilja ha svar på är om matning och konding kan sitta på valfritt ställe i topp eller i botten.
De flesta rekommenderar att ha kondingen i toppen men ingen verkar veta varför de rekommenderar det?
Helt klart att man lätt detunar en loop antenn om man kommer i närheten av kondingen, men strålar även antennen sämre om loopen sitter "up och ned" med kondensatorn i botten?
Konstruktionsmässigt vore det nämligen bäst att ha både konding och feed i botten på antennen. Kondensatorn väger normalt några kilo så det blir lätt svajigt att ha den i topp.
 
Last edited:
7PNV de 6APQ.
Hej.
Jag tror att ju mer induktans man erhåller per längdenhet desto effektivare bör loopen bli. Runda ledare ger mer induktans per längdenhet en platta. (Man använder platta (breda band) som jordningar mellan TX och jord (i det fallet radiohyttens skott <vägg>) för att få minsta impedans (induktans) mellan TX och "jord". Jag tänker på min "barndom" som telegrafist på tankfartygen.
Dock tror jag att skillnaden är marginell i en loop mellan rörledare och platta ledare, men den finns där. Vi diskuterar nu radioteknik på ett högt plan vilket gör diskussionen intressant - och lärorik för alla parter.
En mag.loop gjord av platt ledare är givetvis lättare att handha men jag diskuterar just nu vad som tekniskt är optimalt.
Om man plattar till loopen så att den t ex påminner om en vikt dipol tror jag verkningsgraden går ner. Jag stöder mitt påstående på att ju större area en loop har desto bättre verkningsgrad.
Jag tror fortfarande att det finns en teknisk/praktisk optimering mellan loopens diameter och diametern på röret med utgångspunkt från en GIVEN DIAMETER. Jag har en loop liggande bakom garaget som jag tillverkat av c:a 25mm cu-rör. Jag gjorde den så stor att jag kan knöla in den i koffereten på min Volvo 740. Den som bor i lägenhet med balkong gör givetvis loopen så stor eller liten att den inte väcker för stor uppmärksamhet och/eller kan demonteras och smyga in i en garderob (utom synhåll) från XYL.
En kvarts våglängd på 18-MHz blir omkring 4 m och får en diameter av 1,3 m. Här blir strålningsmotståndet hyggligt och rf-resistansen i cu-röret på 6.3 mm i diameter spelar mindre roll. Verkningsgraden blir hög. Men en loop 1,3 m diameter kanske man vill utnyttja även på låga frekvenser och då bör man öka diametern till kanske 20 mm. Detta blir ju ingen nackdel på 18-MHz!
Mag.loop med fler varv.
Jag har en känsla av att man inget vinner i sändning eftersom rf-resistansen (fienden) ökar. Det är skillnad med en loop för enbart mottagning. Det är riktigt som du säger att EMK ökar - fördubblas - med två varv o s v. och man får förluster i cu-ledarna vid mottagning. Detta spelar mindre roll vid mottagning eftersom både nyttosignalen och störningarna (brus, QRN) dämpas lika mycket. Vid mottagning gäller det ju att nyttosignal plus brus måste vara starkare en mottagarens egenbrus.
Sändarantenner och mottagareantenner är ibland inte helt reciproga!
Jag uppfattar magnetloopen på låga frekvenser t ex 3.7-MHz (med omkring 1.3 m diameter) som en svängningskrets med mycket högt Qeff men som "läcker" till rymden. Närfältet är extremt starkt - lysämnesrör lyser! - och är nog inte helt ofarligt att vistas i närheten av.
För en given uteffekt från TX gäller ju: ju starkare närfält, desto svagare fjärrfält. Jämfört med "barndomens" VFO-PA med en ensam 807:a avstämd med en vridkond. och INGEN ANTENN. Glimlampor lyste blått och vackert vid anoden men något fjärrfält skapades inte - kanske var man hörbar några tiotal meter.
Kondensatorns placering på loopantennen.
Jag har ingen uppfattning om detta. Har man grova cu-rör är det inga problem att ha kondensatorn i toppen.
Jag har tidigare berättat att jag observerat mag.loopar på US ambassadernas tak i Afrika. Dom tycks vara tillverkade av minst 50mm CU-rör, kanske försilvrade? Kondensatorn är installerad i toppen. Jag har inte sett någon matarloop men det tycks finnas en låda vid loopens infästning. Kanske lådan innehåller en matarloop?
Den här uppsatsen blir ryckig.
Qeff på en 1.3 m diameter loop på 3.7-MHz blir mycket högt. När man vrider på mottagarens frekvenskontroll tappar man signalen efter ett 5-tal kHz. Man får känslan av en kavitetsresonanskrets! Jag fick "retuna" loopen när jag QSY:ade från 3717-kHz till 3750-kHz.

73 för ikväll god natt alla läsare.
önskar
Bengt /SM6APQ
 
Last edited:
Back
Top