Die Magnetische Loop-Antenne: Ein umfassender technischer Bericht

Contents

Einleitung: Die Faszination der kompakten Schleife

Die Welt des Amateurfunks ist untrennbar mit der Suche nach der optimalen Antenne verbunden. Für viele Funkamateure, insbesondere jene mit begrenztem Platz oder einer Vorliebe für den Portabelbetrieb, stellt die Magnetic Loop Antenne (MLA) eine faszinierende und oft überlegene Lösung dar. Dieser Bericht beleuchtet die physikalischen Grundlagen, die konstruktiven Details und den praktischen Betrieb dieser oft missverstandenen Antennenform. Der Kauf einer Alex Loop Antenne, eines populären kommerziellen Modells, dient dabei als praktischer Ankerpunkt, um die theoretischen Konzepte mit realen Anwendungsszenarien und Nutzererfahrungen zu verknüpfen. Ziel ist es, ein tiefgehendes Verständnis für die Funktionsweise, die Vorzüge und die Grenzen der Magnetic Loop zu schaffen und Funkamateuren eine fundierte Entscheidungsgrundlage für ihren eigenen Stationsaufbau zu bieten. Der Bericht führt den Leser von den physikalischen Prinzipien über die Anatomie der Komponenten und den praktischen Betrieb bis hin zu den unerlässlichen Sicherheitshinweisen, die beim Umgang mit diesen Antennen zu beachten sind.   

Kapitel 1: Das physikalische Fundament – Die Funktionsweise einer Magnetic Loop

1.1 Der schwingende Kreis als Antenne

Im Kern ist eine Magnetic Loop Antenne ein bemerkenswert einfacher, aber hochwirksamer elektrischer Aufbau: ein Parallelschwingkreis. Dieser Schwingkreis besteht aus zwei Hauptkomponenten: einer grossen Leiterschleife, die als Induktivität (L) fungiert, und einem parallel geschalteten, variablen Kondensator, der die Kapazität (C) bereitstellt. Durch Verändern der Kapazität wird dieser Schwingkreis auf die gewünschte Betriebsfrequenz in Resonanz gebracht.   

Im Resonanzfall geschieht etwas Entscheidendes: Es fliesst ein sehr hoher Zirkulationsstrom I durch die Leiterschleife. Dieser Strom erzeugt ein proportional starkes magnetisches Wechselfeld H senkrecht zur Ebene der Schleife. Dieses magnetische Feld ist die primäre Quelle der elektromagnetischen Abstrahlung der Antenne. Währenddessen konzentriert sich das elektrische Feld, das durch ein Spannungsmaximum gekennzeichnet ist, auf den Abstimmkondensator. Das vereinfachte Ersatzschaltbild einer MLA zeigt diesen RLC-Schwingkreis. Der Gesamtwiderstand des Kreises setzt sich aus zwei Teilen zusammen: dem Verlustwiderstand RL​, der ohmsche Verluste im Leiter und Kondensator repräsentiert und Energie in Wärme umwandelt, und dem Strahlungswiderstand RS​, der jenen Teil der Energie darstellt, der als elektromagnetische Welle in den freien Raum abgestrahlt wird.   

1.2 E-Feld versus H-Feld – Der entscheidende Unterschied

Um die Besonderheit der MLA zu verstehen, muss man den fundamentalen Unterschied zu herkömmlichen Antennen wie Dipolen oder Vertikalstrahlern betrachten. Diese Antennen koppeln im Nahfeld primär an die elektrische Komponente (E-Feld) einer elektromagnetischen Welle an. Sie werden daher auch als E-Feld-Antennen bezeichnet. Die MLA hingegen reagiert in ihrem Nahfeld – dem Bereich bis etwa 0,16λ (Wellenlängen) um die Antenne – bevorzugt auf die magnetische Komponente (H-Feld) der Welle. Erst im Fernfeld, also in einem Abstand von mehr als etwa 4λ, sind E- und H-Feld wieder fest miteinander gekoppelt und stehen in einem definierten Verhältnis zueinander.   

Diese Unterscheidung ist weit mehr als eine akademische Feinheit; sie ist der Schlüssel zum Verständnis des wohl grössten Vorteils der MLA: ihrer aussergewöhnlichen Störfestigkeit. Der Mechanismus dahinter lässt sich schrittweise nachvollziehen:

  1. Lokale, von Menschen verursachte Störquellen («man-made noise») wie Schaltnetzteile, LED-Dimmer, Powerline-Adapter oder Plasmabildschirme erzeugen im unmittelbaren Nahbereich starke, aber inkohärente elektromagnetische Felder.   
  2. In diesen Störfeldern dominiert in den meisten häuslichen Umgebungen die elektrische Feldkomponente.   
  3. Eine E-Feld-Antenne, wie ein im Zimmer aufgehängter Dipol, koppelt stark an dieses dominierende elektrische Störfeld an. Das Ergebnis ist ein hoher Grundrauschpegel, der schwache Nutzsignale überdeckt.   
  4. Die MLA als H-Feld-Antenne ist für dieses elektrische Störfeld jedoch «relativ blind». Sie koppelt stattdessen an das meist deutlich schwächere magnetische Störfeld an.   
  5. Gleichzeitig empfängt sie das gewünschte Funksignal aus dem Fernfeld, bei dem E- und H-Feld in einem festen, ausgewogenen Verhältnis stehen.   

Das Resultat ist ein signifikant besseres Signal-Rausch-Verhältnis (SNR). Das Nutzsignal wird effektiv empfangen, während das lokale Störsignal stark unterdrückt wird. Dies erklärt die durchgängigen Berichte von MLA-Nutzern über einen bemerkenswert «ruhigen» Empfang, selbst in stark gestörten urbanen Umgebungen.   

1.3 Gütefaktor (Q), Bandbreite und der Preselektor-Effekt

Magnetic Loop Antennen sind Schwingkreise mit einem extrem hohen Gütefaktor Q. Der Gütefaktor ist ein Mass für die Energieverluste in einem Schwingkreis; ein hoher Q-Wert bedeutet sehr geringe Verluste. Eine direkte und charakteristische Folge dieses hohen Q-Faktors ist eine sehr schmale Bandbreite. Auf den unteren Kurzwellenbändern kann die nutzbare Bandbreite, in der das Stehwellenverhältnis (SWR) akzeptabel ist, nur wenige Kilohertz betragen.   

Diese extreme Schmalbandigkeit wirkt wie ein hochwirksamer, abstimmbarer Bandpassfilter – ein sogenannter Preselektor – direkt am Ort des Signalempfangs. Diese Eigenschaft bietet einen erheblichen Vorteil: Sie schützt den oft breitbandigen Empfängereingang des Transceivers vor starken Signalen ausserhalb des gewünschten Frequenzbereichs. Dadurch wird die Entstehung von unerwünschten Mischprodukten und eine Übersteuerung des Empfängers (Blocking) wirksam verhindert, was zu einem saubereren und störungsärmeren Empfang führt.   

1.4 Wirkungsgrad, Strahlungs- und Verlustwiderstand

Der Wirkungsgrad η einer Antenne ist ein entscheidendes Mass für ihre Sendeleistung. Er ist definiert als das Verhältnis des Strahlungswiderstands RS​ zum Gesamtwiderstand der Antenne, der sich aus Strahlungs- und Verlustwiderstand RV​ zusammensetzt: η=RS​/(RS​+RV​).   

Bei elektrisch kleinen Antennen wie der MLA, deren Umfang deutlich kleiner als die Wellenlänge ist, ist der Strahlungswiderstand RS​ von Natur aus extrem klein und liegt oft im Bereich von wenigen Milliohm. Der Verlustwiderstand RV​ hingegen wird durch die Summe aller ohmschen Verluste bestimmt. Dazu gehören die Verluste im Leiter der Schleife (verstärkt durch den Skin-Effekt), Übergangswiderstände an Verbindungsstellen und dielektrische Verluste im Abstimmkondensator.   

Hier zeigt sich der «fatale Einfluss» der Verlustwiderstände. Da der Strahlungswiderstand so gering ist (z.B. 0,007 Ohm ), wird selbst ein objektiv kleiner Verlustwiderstand (z.B. 0,1 Ohm) um ein Vielfaches grösser sein. Gemäss der Wirkungsgradformel bedeutet dies, dass der überwiegende Teil der zugeführten Sendeleistung im Verlustwiderstand in Wärme umgewandelt und nur ein winziger Bruchteil als Funkwelle abgestrahlt wird. Um einen akzeptablen Wirkungsgrad zu erzielen, muss der Verlustwiderstand RV​ daher mit allen Mitteln minimiert werden. Dies erzwingt eine extrem hochwertige mechanische und elektrische Konstruktion: die Verwendung von dickwandigen, hochleitfähigen Materialien wie Kupfer oder Aluminium , die Vermeidung jeglicher mangelhafter Löt- oder Schraubverbindungen durch geschweisste oder hartgelötete Kontakte  und den Einsatz eines besonders verlustarmen, hochspannungsfesten Abstimmkondensators. Jedes zusätzliche Milliohm an Verlustwiderstand degradiert die Sendeleistung der Antenne dramatisch.   

Kapitel 2: Anatomie einer Magnetic Loop – Die Komponenten im Detail

2.1 Die Hauptschleife (Der Strahler)

Die Hauptschleife ist das strahlende Element der MLA und ihre physikalische Ausführung ist entscheidend für den Wirkungsgrad.

  • Material und Durchmesser: Um die im vorherigen Kapitel beschriebenen ohmschen Verluste zu minimieren, sind Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit wie Kupfer oder Aluminium die erste Wahl. Der Durchmesser des Leiters sollte so gross wie möglich gewählt werden. Ein grösserer Durchmesser vergrössert die Oberfläche, auf der aufgrund des Skin-Effekts der Hochfrequenzstrom fliesst, und senkt so den effektiven Widerstand. Für den Betrieb auf dem 40-Meter-Band werden beispielsweise Rohrdurchmesser von 5 bis 7 cm empfohlen, um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen.   
  • Form und Grösse: Die ideale geometrische Form für eine MLA ist der Kreis, da er bei einem gegebenen Umfang die grösste Fläche umschliesst und somit das stärkste Magnetfeld erzeugt. Aus praktischen und konstruktiven Gründen werden jedoch häufig auch quadratische, achteckige oder andere polygonale Formen realisiert, die sich in ihrer Leistung nur geringfügig von der Kreisform unterscheiden.   
  • Dimensionierung: Die Grösse der Schleife ist ein Kompromiss. Der Umfang sollte kleiner als ein Viertel der Wellenlänge (λ/4) sein, um Selbstresonanz und eine unerwünschte, dipolähnliche Strahlungscharakteristik zu vermeiden. Für einen noch akzeptablen Wirkungsgrad sollte der Umfang jedoch grösser als ein Achtel der Wellenlänge (λ/8) sein. Ein oft zitierter optimaler Bereich liegt bei etwa 0,1 bis 0,25 Wellenlängen.   

2.2 Der Abstimmkondensator (Das Herz der Abstimmung)

Der variable Kondensator ist die kritischste Komponente der MLA. Er ermöglicht nicht nur die Abstimmung auf die gewünschte Frequenz, sondern muss auch extremen elektrischen Belastungen standhalten.   

  • Spannungsfestigkeit: Wie bereits erwähnt, führt der hohe Gütefaktor des Schwingkreises zu extrem hohen HF-Spannungen am Kondensator. Selbst bei QRP-Leistungen von nur 10 Watt können Spannungen von 800 bis 1000 Volt auftreten. Bei 100 Watt Sendeleistung können diese Werte auf bis zu 6000 Volt ansteigen. Daher ist eine hohe Spannungsfestigkeit zwingend erforderlich. Dies wird durch einen großen Plattenabstand bei Luftdrehkondensatoren oder durch die Verwendung eines Vakuum-Dielektrikums erreicht.   
  • Bauformen:
    • Luftdrehkondensator: Die klassische und im Selbstbau verbreitete Variante. Für höhere Leistungen sind grosse und mechanisch stabile Ausführungen mit weitem Plattenabstand notwendig.   
    • Split-Stator / Butterfly-Kondensator: Bei dieser Bauform ist der Rotor elektrisch isoliert und nicht Teil des Stromkreises. Dies eliminiert die verlustbehafteten und störanfälligen Schleifkontakte herkömmlicher Drehkondensatoren, was sie für höhere Leistungen (QRO) und einen besseren Wirkungsgrad prädestiniert.   
    • Vakuum-Drehkondensator: Dies ist die technisch hochwertigste Lösung. Sie bietet extrem geringe Verluste, eine sehr hohe Spannungsfestigkeit und ist unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen. Ihr hoher Preis beschränkt ihre Anwendung jedoch meist auf kommerzielle oder High-End-Selbstbauprojekte.   

2.3 Die Koppelschleife (Die Einspeisung)

Die Energie vom Transceiver, der typischerweise eine Impedanz von 50 Ohm aufweist, muss effizient in den hochohmigen Resonanzkreis der Hauptschleife eingekoppelt werden.

  • Prinzip der induktiven Kopplung: Die gebräuchlichste Methode ist die induktive Kopplung mittels einer kleineren, galvanisch getrennten Schleife, die sich im Inneren der Hauptschleife befindet. Die Hauptschleife (Sekundärwicklung) und die Koppelschleife (Primärwicklung) wirken zusammen wie ein HF-Transformator mit festem Übersetzungsverhältnis.   
  • Dimensionierung: Eine weit verbreitete Faustregel besagt, dass der Durchmesser der Koppelschleife etwa ein Fünftel des Durchmessers der Hauptschleife betragen sollte. Die genaue Form und der Abstand zur Hauptschleife können zur Feinabstimmung des SWR verändert werden.   
  • Alternative Anpassmethoden: Neben der induktiven Koppelschleife existieren weitere Methoden zur Impedanzanpassung. Dazu gehören die kapazitive Kopplung, bei der die Energie über einen kleinen Kondensator eingespeist wird, oder das Gamma-Match, bei dem das Koaxialkabel direkt an einem bestimmten Punkt der Hauptschleife angeschlossen und über einen Serienkondensator angepasst wird.   

Kapitel 3: Die Alex Loop im Fokus – Ein Praxisbeispiel analysiert

Die AlexLoop ist eine der bekanntesten und am weitesten verbreiteten kommerziellen Magnetic Loop Antennen, die speziell für den Portabel- und QRP-Betrieb entwickelt wurde. Eine Analyse ihrer technischen Daten und der vielfältigen Nutzererfahrungen bietet einen exzellenten Einblick in die praktische Anwendung des Konzepts.

3.1 Technische Daten und Merkmale

Die Spezifikationen der AlexLoop unterstreichen ihren Fokus auf Portabilität und den Betrieb mit geringer Leistung. Die folgende Tabelle fasst die wesentlichen technischen Daten zusammen.

MerkmalSpezifikationQuellen
Frequenzbereich7 MHz – 30 MHz (40m, 30m, 20m, 17m, 15m, 12m, 10m)
Maximale Leistung20 W (SSB), 10 W (FM/AM/CW/Digital)
Impedanz50 Ω
PolarisationVertikal (bei typischem Aufbau)
Gewichtca. 1,5 kg (inklusive Tragetasche)
Abmessungen (Tasche)41 cm x 27 cm x 9 cm
LieferumfangAntenne, integrierter manueller Tuner, 2,6 m Koaxialkabel, gepolsterte Tragetasche

3.2 Synthese der Nutzererfahrungen

Die Erfahrungsberichte von Funkamateuren weltweit zeichnen ein konsistentes Bild der Stärken und Schwächen der AlexLoop.

  • Positive Aspekte: Anwender loben durchweg die exzellente Portabilität, den schnellen, werkzeuglosen Aufbau in wenigen Minuten und das durchdachte Design mit der massgeschneiderten Tragetasche, die oft Platz für den gesamten Portabel-Shack bietet. Der Empfang wird als aussergewöhnlich rauscharm und «ruhig» beschrieben, was die theoretischen Vorteile der H-Feld-Kopplung in der Praxis bestätigt. Viele Nutzer berichten von erstaunlichen Weitverbindungen (DX), die selbst mit geringer Leistung (QRP) und aus kompromittierten Standorten wie dem Hotelzimmer oder dem Balkon gelingen. Die einfache und intuitive Abstimmung, oft unterstützt durch Frequenzmarkierungen am Tunerknopf oder eine optionale LED-Anzeige, wird ebenfalls häufig positiv hervorgehoben.   
  • Negative Aspekte und Kritikpunkte: Der relativ hohe Preis wird oft als ein Hauptkritikpunkt genannt. Die geringe Belastbarkeit von maximal 20-25 Watt wird von manchen Funkamateuren, die gelegentlich mehr Leistung nutzen möchten, als limitierend empfunden. Die systemimmanente schmale Bandbreite erfordert bei jedem nennenswerten Frequenzwechsel ein präzises Nachstimmen, was den «Search and Pounce»-Betrieb, also das schnelle Absuchen des Bandes nach Stationen, als umständlich und unpraktisch erscheinen lässt. Einige Anwender bemängeln das Fehlen einer ausführlichen gedruckten Bedienungsanleitung oder einer standardisierten Stativaufnahme, die manchmal eine Eigenbaulösung erfordert. Vereinzelt wird auch von «Handkapazität» berichtet, einem Phänomen, bei dem sich das SWR ändert, sobald man die Hand vom Abstimmknopf entfernt, was die Feineinstellung erschwert.   

3.3 Aufbau und Inbetriebnahme in der Praxis

Der Aufbau der AlexLoop ist, den Nutzerberichten folgend, denkbar einfach und auf den schnellen Einsatz im Feld ausgelegt. Der Prozess umfasst typischerweise das Auspacken der Komponenten aus der Tasche, das Zusammenstecken der leichten Rahmenelemente, das Formen der flexiblen Koaxialkabel-Schleife und deren Befestigung am Rahmen, den Anschluss der Schleifenenden an die Tuner-Box und schliesslich die Montage der gesamten Einheit auf einem leichten Foto- oder Lampenstativ. Der gesamte Vorgang ist in der Regel in unter fünf Minuten abgeschlossen.   

Kapitel 4: Die MLA im praktischen Betrieb – Leistung, Abstrahlung und Optimierung

4.1 Abstrahldiagramme und Richtwirkung

Die Strahlungscharakteristik einer MLA unterscheidet sich je nach ihrer Ausrichtung zum Horizont.

  • Vertikale Montage: Dies ist die gebräuchlichste Aufbauweise. In der Ebene der Schleife (also horizontal) ist die Abstrahlung nahezu kreisförmig und somit omnidirektional. Senkrecht zur Ebene der Schleife (also entlang der Achse durch die Schleifenmitte) weist das Diagramm jedoch eine ausgeprägte Achterform auf, ähnlich einem Dipol. Dies resultiert in zwei tiefen Nullstellen (Minima) der Empfangs- und Sendeleistung. Diese scharf ausgeprägten Minima sind ein mächtiges Werkzeug: Durch Drehen der Antenne können lokale Störquellen oder sehr starke, unerwünschte Sender gezielt in eine Nullstelle gelegt und so effektiv ausgeblendet werden.   
  • Horizontale Montage: Wird die Schleife flach, also parallel zum Erdboden, montiert, ergibt sich eine omnidirektionale Abstrahlung mit einem sehr flachen Abstrahlwinkel von etwa 14 Grad. Dies macht sie in dieser Konfiguration zu einer ausgezeichneten Antenne für Weitverbindungen (DX).   

Ein entscheidender Punkt ist, dass die Abstrahlcharakteristik einer MLA im Vergleich zu einem Dipol um 90 Grad gedreht ist. Eine vertikal montierte Loop verhält sich strahlungstechnisch wie ein horizontal montierter Dipol, während eine horizontal montierte Loop einem vertikalen Dipol oder einer Groundplane-Antenne ähnelt. Dieses Wissen ist für die korrekte Ausrichtung und den effektiven Einsatz der Antenne unerlässlich.   

4.2 Der große Vergleich: Magnetic Loop vs. Dipolantenne

Die Frage, welche Antenne «besser» ist, lässt sich nicht pauschal beantworten, da beide Systeme ihre Stärken in unterschiedlichen Szenarien ausspielen. Die folgende Tabelle stellt die wichtigsten Eigenschaften gegenüber.

KriteriumMagnetic Loop Antenne (MLA)HalbwellendipolQuellen
PlatzbedarfSehr gering, Durchmesser oft < 1,5 mHoch, z.B. ca. 20 m für 40m-Band
StörunterdrückungSehr gut (H-Feld-Kopplung, Preselektor-Effekt)Anfällig für lokales E-Feld-Rauschen
BandbreiteSehr schmal (wenige kHz), ständiges Nachstimmen nötigBreit genug für ganze Bandsegmente
AufbauhöheRelativ unempfindlich, funktioniert auch bodennahKritisch, Leistung stark höhenabhängig
Effizienz (untere Bänder)Geringer als Full-Size-Dipol (ca. 2-3 S-Stufen Verlust)Hoch bei voller Größe und optimaler Höhe
PortabilitätExzellent, kompakt und leichtMäßig, benötigt lange Drähte und oft Abspannpunkte
Richtwirkung (vertikal)Bidirektional mit scharfen NullstellenBidirektional mit breiteren Keulen

In der Leistungsanalyse zeigt sich, dass eine MLA auf den oberen Bändern (20m bis 10m), insbesondere bei niedriger Aufbauhöhe, einem Dipol ebenbürtig oder sogar überlegen sein kann. Auf den unteren Bändern wie 40m oder 80m ist ein Dipol in voller Grösse physikalisch bedingt effizienter. Der entscheidende Faktor in der Praxis ist jedoch oft nicht die reine Signalstärke, sondern der Störabstand (SNR), und hier kann die MLA ihre Vorteile voll ausspielen und verständliche Signale aus einem Rauschteppich heben, in dem ein Dipol nur noch Rauschen liefert.   

4.3 Die Kunst der Abstimmung: SWR und Resonanz meisterhaft beherrschen

Die korrekte Abstimmung ist der Schlüssel zum erfolgreichen Betrieb einer MLA.

  • Der Abstimmprozess: Die Abstimmung erfolgt idealerweise in zwei Schritten. Zuerst wird der Kondensator bei reinem Empfang auf das maximale Rauschen oder die höchste Signalstärke der gewünschten Frequenz eingestellt. Dieser Punkt markiert die Resonanz. Anschliessend wird mit geringer Sendeleistung (z.B. im AM-, FM- oder CW-Modus mit wenigen Watt) auf das niedrigste Stehwellenverhältnis (SWR) feinjustiert.   
  • Die SWR-Falle: Ein weit verbreiteter Irrtum ist der Glaube, ein externer oder im Transceiver eingebauter Antennentuner (ATU) könne eine verstimmte Loop anpassen. Ein ATU kann zwar die Impedanz am Transceiver auf 50 Ohm transformieren und so ein niedriges SWR anzeigen, er ändert jedoch nichts an der physikalischen Resonanzfrequenz der Antenne selbst. Sendet man neben der Resonanzfrequenz der Loop und «korrigiert» das SWR nur mit einem ATU, wird die Sendeleistung an der fehlangepassten Antenne reflektiert oder im Koaxialkabel in Wärme umgewandelt. Eine effiziente Abstrahlung findet nicht statt. Nur das direkte Abstimmen der Loop selbst auf die Sendefrequenz gewährleistet maximale Leistung.   
  • Feinfühligkeit: Aufgrund des hohen Gütefaktors ist die Abstimmung extrem spitz und feinfühlig. Eine Drehung des Kondensators um einen Millimeter kann den Unterschied zwischen einem perfekten SWR von 1:1 und einem unendlich hohen SWR ausmachen. Für den Fernbetrieb oder eine komfortable Bedienung sind daher motorische Abstimmungen mit einem hoch untersetzten Getriebe unerlässlich.   

4.4 Der entscheidende Vorteil: Überlegene Störunterdrückung

Dieser Abschnitt fasst die bereits angerissenen Mechanismen zusammen und verdeutlicht ihre kombinierte Wirkung. Die überlegene Störunterdrückung der MLA basiert auf zwei voneinander unabhängigen physikalischen Prinzipien, die sich gegenseitig verstärken:

  1. H-Feld-Kopplung: Die primäre Empfindlichkeit für die magnetische Feldkomponente macht die Antenne von Grund auf unempfindlicher gegenüber den meist elektrisch dominierten Störfeldern im Nahbereich von Haushalten.   
  2. Preselektor-Wirkung: Die extreme Schmalbandigkeit filtert starke Störsignale außerhalb des schmalen Empfangsfensters effektiv heraus, bevor sie den Empfänger erreichen und dort Probleme verursachen können.   

Diese Kombination macht die MLA in vielen urbanen und suburbanen Umgebungen zu einem Problemlöser, der erfolgreichen Funkbetrieb erst ermöglicht.

Kapitel 5: Sicherheit geht vor – Essenzielle Betriebshinweise

Der Betrieb einer Magnetic Loop Antenne birgt spezifische Gefahren, die unbedingt beachtet werden müssen. Die hohen Energien, die im kompakten Schwingkreis konzentriert sind, können bei unsachgemäßer Handhabung zu schweren Verletzungen führen.

5.1 Hohe Spannungen und Ströme: Die unsichtbaren Gefahren

Es muss unmissverständlich betont werden: An den offenen Anschlüssen des Abstimmkondensators entstehen während des Sendebetriebs extrem hohe Hochfrequenzspannungen. Selbst bei QRP-Leistungen von 5 bis 10 Watt können dies mehrere hundert bis über tausend Volt sein. Bei einer Sendeleistung von 100 Watt können Spannungen von bis zu 6.000 Volt auftreten. Gleichzeitig fliessen in der Leiterschleife Zirkulationsströme von bis zu 50 Ampere. Das Berühren der Antennenschleife oder der ungeschützten Teile des Kondensators während des Sendens ist lebensgefährlich und kann zu schweren Verbrennungen, einem elektrischen Schock oder zum Tod führen.   

5.2 Das Nahfeld und erforderliche Sicherheitsabstände

Eine sendende MLA erzeugt in ihrem unmittelbaren Nahfeld ein sehr starkes magnetisches Feld. Die Intensität dieses Feldes ist so hoch, dass eine in die Nähe gehaltene Leuchtstoffröhre ohne jeglichen elektrischen Kontakt zu leuchten beginnt – eine eindrucksvolle, aber auch mahnende Demonstration der konzentrierten Energie. Es ist daher zwingend erforderlich, einen Sicherheitsabstand zur Antenne einzuhalten, insbesondere während des Sendebetriebs. Längerer Aufenthalt im direkten Nahfeld der Antenne sollte unbedingt vermieden werden.   

5.3 Bewertung der HF-Exposition

Jeder Funkamateur ist gesetzlich verpflichtet, seine Sendeanlage hinsichtlich der Personensicherheit und der Einhaltung der Grenzwerte für die Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern zu bewerten. Für eine fundierte Abschätzung können Online-Rechner, wie sie beispielsweise von der ARRL angeboten werden, verwendet werden. Die folgende Tabelle listet die dafür notwendigen Parameter auf.

ParameterBeschreibungBeispielwerteQuellen
Leistung an der AntenneDie tatsächliche Sendeleistung in Watt, die an den Antennenklemmen anliegt (nach Abzug der Kabelverluste).10 W
Modulationsart (Tastgrad)Der prozentuale Anteil der Zeit, in der während eines Sendedurchgangs tatsächlich HF-Leistung abgegeben wird.SSB (20%), CW (40%), FT8 (50%), FM (100%)
Sende-/Empfangs-ZyklusDas zeitliche Verhältnis von Senden zu Empfangen.1 Minute Senden, 4 Minuten Empfangen
AntennengewinnDer Gewinn der Antenne in dBi. Für eine MLA kann ein Wert von 0 bis 3 dBi angenommen werden.2 dBi
BetriebsfrequenzDie Frequenz in MHz, auf der gesendet wird.14,2 MHz
UmgebungUnterscheidung, ob sich Personen im Feld aufhalten, die über die HF-Exposition informiert sind (kontrolliert) oder nicht (unkontrolliert, z.B. Nachbarn).Unkontrolliert

Die Eingabe dieser Parameter in einen entsprechenden Rechner liefert den minimalen Sicherheitsabstand, der für den jeweiligen Betriebszustand eingehalten werden muss.

Fazit: Das Urteil des Experten – Für wen eignet sich eine Magnetic Loop Antenne?

Die Magnetic Loop Antenne ist eine Antenne der Extreme und kein universeller Alleskönner. Ihre Leistungsfähigkeit hängt stark vom Anwendungsszenario ab.

Ihre unbestreitbaren Stärken liegen in der unübertroffenen Kompaktheit, der exzellenten Portabilität, der Unabhängigkeit von einem Gegengewicht oder Erdnetz und vor allem in der herausragenden Unterdrückung von lokalem Störnebel. Demgegenüber stehen ihre Schwächen: die prinzipbedingt geringe Belastbarkeit, die extrem schmale Bandbreite, die ein ständiges und präzises Nachstimmen erfordert, und der im Vergleich zu Antennen in voller Baugrösse geringere Wirkungsgrad auf den tiefen Kurzwellenbändern.   

Aus dieser Abwägung ergeben sich klare Anwenderprofile, für die eine MLA eine exzellente, oft sogar die bestmögliche Wahl darstellt:

  • Der «Balkon- und Apartment-Funker»: Für Funkamateure in Mietwohnungen oder mit Antennenverboten ist die MLA oft die einzig realisierbare und gleichzeitig leistungsfähigste Option. Ihre Kompaktheit und Störarmut ermöglichen erfolgreichen Funkbetrieb unter Bedingungen, an denen ein Dipol oder eine Vertikalantenne scheitern würde.   
  • Der «SOTA/POTA-Aktivierer»: Für den portablen Einsatz bei «Summits on the Air» oder «Parks on the Air» ist die Kombination aus geringem Gewicht, schnellem Aufbau und der Unabhängigkeit von Bäumen zum Abspannen von Drähten ideal.   
  • Der «Reisende Funkamateur»: Die Antenne passt problemlos ins Reisegepäck und ermöglicht den Funkbetrieb aus dem Hotelzimmer, vom Ferienhausbalkon oder vom Campingplatz aus.   

Hingegen ist eine MLA weniger geeignet für Funkamateure mit ausreichend Platz für Full-Size-Antennen, die regelmässig mit hohen Sendeleistungen arbeiten möchten, oder für den ambitionierten Contest-Betrieb, bei dem schnelle Frequenzwechsel über ganze Bandsegmente erforderlich sind.   

Abschliessend lässt sich festhalten, dass die Magnetic Loop Antenne kein «Wundermittel» ist, das die Gesetze der Physik ausser Kraft setzt. Sie ist jedoch eine hochspezialisierte und intelligent konstruierte Antennenlösung, die in den richtigen Händen und im passenden Szenario eine erstaunlich hohe Leistung erbringt und oft die Tür zu erfolgreichem Amateurfunk unter schwierigen Bedingungen öffnet.

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