Ferritstabantenne

Als Ferritstabantenne oder Ferritantenne (englisch Loopstick antenna) bezeichnet man eine Magnetantenne, bei der eine Spule aus isoliertem Schaltdraht oder Hochfrequenzlitze auf einem Ferritstab aufgebracht ist. Die Antenne eignet sich für den Empfang von Längst-, Lang-; Mittelwellen oder gegebenenfalls auch Kurzwellen und für Sonderanwendungen in der Telekommunikation gelegentlich auch bei Ultrakurzwelle.

Ferritantenne mit Spulensatz für Lang-, Mittel- und Kurzwelle, Länge 160 mm

Aufbau und Beschaltung

Die Spule bildet mit einem parallel geschalteten Drehkondensator einen Schwingkreis, der beim Abstimmen auf ein Sendesignal in Resonanz gebracht wird. Zur Abstimmung können auch Kapazitätsdioden verwendet werden. Zum werksseitigen Grundabgleich wird die Spule auf dem Ferritkern verschoben und abschließend mit Kleber fixiert. Der Hochfrequenz-Verstärkereingang des Rundfunkgerätes kann direkt an diesem Schwingkreis angeschlossen sein oder er ist über eine weitere Spule auf dem Ferritstab induktiv angekoppelt. Letztere Lösung ist bei niederohmigen Verstärkereingängen vorteilhaft. Bei einem Rückkopplungsaudion (Empfangsprinzip einfacher Röhrenradios) kann zusätzlich eine Rückkopplungsspule auf dem Ferritstab angebracht sein. Ein Ferritstab kann bei entsprechender Länge auch mehrere Schwingspulen für verschiedene Empfangsbänder (Lang-, Mittel- und Kurzwelle) tragen.

Alternativ zu Ferrit als Material für den Antennenkern sind auch andere weichmagnetische Materialien geeignet. Je nach Betriebsfrequenz und erforderlicher Güte sind laminierte Stabkerne aus weichmagnetischen Metallbändern einsetzbar. Diese Antennenkerne haben den Vorteil einer hohen mechanischen Festigkeit, ohne die beim Ferrit bekannte Bruchneigung zu besitzen. Besonders geeignet sind amorphe Metallbänder, die bei Dicken von typisch 0,020 mm und speziellen Legierungen mit geringster Magnetostriktion hoch belastbar sind. Derartige Antennen sind ohne Verlust der Antennen-Eigenschaften „biegbar“. Die Anwendungen dieser Antennen sind wegen der höheren Kosten für den Kern jedoch nur auf Spezialgebiete beschränkt.

Eigenschaften

Ferritantennen haben eine Polarisations- und Richtwirkung:

• Zeigt das Ende eines Ferritstabes zum Sender, so ist die Empfangsfeldstärke minimal.
• Bildet er mit der Richtung zum Sender und zum meist vertikalen Sendemast einen Winkel von 90 Grad, so ist die Feldstärke maximal. Der Grund liegt im Verlauf der magnetischen Feldlinien eines senkrechten Sendemastes: Sie verlassen diesen als waagerechte Ringe. Bei einer horizontal aufgehängten Sendeantenne muss der Ferritstab in vertikale Richtung zeigen.

Dieser Effekt wird auch zur Funkpeilung mit Peilempfängern genutzt (Minimumpeilen), allerdings sind hierfür zwei Peilungen aus unterschiedlichen Orten nötig, um festzustellen, welches Ende der Ferritantenne zum Sender zeigt.

Ferritantennen werden oft fest in den Empfänger eingebaut, so dass man für einen optimalen Empfang zuweilen das gesamte Gerät drehen muss. Röhrenradios hatten jedoch oft eine manuelle Drehvorrichtung für die eingebaute Ferritantenne.

Ferritstabantennen lösten weitgehend die zuvor üblichen Rahmenantennen ab. Der Vorteil ist, dass Ferritstabantennen bei vergleichbaren Empfangsleistungen nur etwa 1/20 des Raumbedarfes einer Rahmenantenne beanspruchen.

Versuchsaufbau einer peilfähigen Ferritantenne zum Empfang von Langwelle und Mittelwelle

Anwendung

Ferritantennen sind für den Empfang von Funkwellen mit Frequenzen unter 8 MHz eine sehr gute Lösung, da sie aufgrund ihrer Richtungsempfindlichkeit, der ausschließlichen Aufnahme magnetischer Felder und der Frequenz-Selektivität viele Störsignale weniger stark aufnehmen als Stab- oder Drahtantennen. Auch können sie problemlos innerhalb des Geräte-Gehäuses untergebracht werden – dieses muss hierzu jedoch aus Isolationsmaterial bestehen. Heute werden Ferritantennen in den meisten Radios – außer Autoradios – für den Empfang von Lang- und Mittelwellen verwendet. Außerdem findet man sie in Funkuhren und RFID-Systemen. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind professionelle Pagersysteme (Funkrufempfänger, z. B. Feuerwehr), die auf UKW-Frequenzen arbeiten und die Anwendung von besonders kleinen Antennen erfordern. Aufgrund ihrer kleinen Abmessungen und Drahtquerschnitte und aufgrund der Hystereseverluste des Ferritmaterials haben Ferritantennen einen schlechteren Wirkungsgrad als Rahmenantennen und sind deshalb als Sendeantennen nur bedingt und nur für kleine Sendeleistungen geeignet. Ferritantennen eignen sich sehr gut für Anwendungen im Längst- und Langwellenbereich wie zum Empfang von Wetter- und Geophysikalischen Sferics, Schumann-Resonanzen und Atmosphärischen Impulsstrahlungen.

Weblinks

Commons: Ferritstabantennen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Literatur

• Karl Rothammel u. Alois Krischke, Rothammels Antennenbuch, Franckh-Kosmos Verlag Stuttgart, 11. Auflage 1995, ISBN 3-440-07018-2
• Wolfgang Friese, Außergewöhnliche Empfangsantennen und ihre Anpassung für den Längst-bis Kurzwellenbereich