Hints and Wrinkles

Antennas (aerials), coupling the antenna, ground

Last update: 12/24/2006

Tips und Tricks

Antennen, Antennen-Ankopplung, Erde

Letzte Bearbeitung: 16.06.2011

What kind of antenna should I use?

When you have enough space, you can use wire antennas of 80 to 450 feet (Who has that much space?). Outside wire antennas with a lenght of about 33 to 80 feet give also good reception. My construction plans are for antenna lenghts 30 to 90 feet. Use wire diameters of 18 to 8 AWG. The wire should hang free and high and clear of obstructions. Keep away from power line. In case of coming thunderstorms it is wise to disconnect your wire antenna from your crystal set outside of the house and connect to ground.

Also important is a good "earth" connection. Metal water pipe is a good choice. Never connect the antenna wire or earth wire to the power outlet.

Do not forget the sentence of the former detector designers: The antenna is the best r.f amplifier!

Which type of antenna coupling is the best?

The more tightly the antenna is coupled to the tuned circuit

• the louder the reception will be

• tuning range will be reduced

• selectivity suffers.

It doesn´t matter whether the coupling is direct, capacitive or inductive. There are many examples of how connect the antenna to a receiver. When you want a selective receiver loose coupling is required. When you want to receive your local station at mximum volume, you use tight coupling. You may also build a crystal set which both and make it switchable.

When there is no local station and you receive only distant stations you should connect a long antenna wire and use tight coupling during daytime. After dark antenna coupling is best made less tight because otherwise separation of stations suffers.

I couple the antenna via an air-spaced tuning cap to the "hot" end of the circuit and I adjust the capacity to a low value (approx. 20-100 pF).

Which ground is best?

A crystal receiver needs an antenna and a ground. Normally the ground connection is made to the metal water pipe or central heating. This connection must be electrically sound. When you have no water pipe or central heating to connect to, use a long ground wire like the antenna but close to the wall or to the floor, preferrably away from the antenna wire. This "ground" wire can be as long as the antenna wire.

Never use the power-line ground connection! Danger of electrocution!

Loop antenna (Frame antenna)

No antenna wire in or at your home allowed or no good ground to connect to? Build a loop antenna receiver or a loop antenna for your receiver.

Loop antenna: Square loops having a side lenght of 2 meters (78 inches) (in case of problems with the large size a side length of 1 meters (39 inches) and six turns). Wind three turns of isulated copper wire on some supporting framework (wooden cross frame or wooden pegs inserted into a wall, but keep the windings a foot or so away from the walls and the floor. Connect the loop to the antenna jack (best in series with a 82 pF capacitor) and ground jack of your receiver. Keep in mind that the loop is directional. You can construct also a special frame (loop) antenna receiver.

Aluminum-foil antenna

There is no possibility to string an antenna outside? There is only space for a receiving antenna 3 meters (10 feet) long? In this case use an aluminum foil antenna. get a roll of aluminium foil with a width of 12 inches from the local grocery store. Cut a lenght of 3 meters. Carefully put up this lenght of foil in a room whil keeping it smooth and taking care not to tear it. Crumple part of one end to install a crocodile clip. Connect to the antenna input socket of the receiver and connect a ground wire to the earth socket. There you are. This antenna is clearly better than a wire of the same lenght!!! May be connect the antenna with a 80 pf capacitor in series to the antenna input socket.

Ferrite rod inductor doubles as tuned circuit and receiving antenna.

When your local medium wave broadcast station is in the vincinity (with a 2.5 to 200 kW broadcast station about 25 kilometers (15 miles) distance) you may build a crystal receiver which needs neither external wire antenna nor ground. Wind a coil on a card board tube (length approx. 10 centimeters (4 inches), diameter 6 centimeters (2.4 inches)). Use rf litz wire (like my types 17 or 18) for the coil. Wind 25 turns to connect to a variable capacitor of 330 to 500 pF. You will need 20 to 26 ferrite rods!!! Each ferrite rod diameter approx. 1cm, lenght approx. 15cm. Place the rods inside the coil former.

Note that this antenna will have directional properties in dependance of how the ferrite rod is oriented in relation to the broadcast transmitter. Click here for a schematic.

Crystal phones: When you use such phones: More information about crystal phones and the additional resistor you will find here.

Reception-Report. Location Berlin, Germany:

Antenna coupling via 52 ohms coaxial cable.

The 'normal' connection of the antenna to the crystal set is the high impedance coupling. But in this case you have to use a simple wire antenna with direct connection to the set. When you use an outdoor antenna, perhaps it is a problem to find a good way to string the wire trough your flat with minimal loss.

Here can help antenna coupling via magnetic balun combined with a coaxial cable. The main advantage is the easy laying of the cable directly on the floor of the apartment. No additional loss. Another avantage is the reduction of noise emissions ( FAX, computer, tv-set) into the antenna inside of the apartment. In most cases you don't need any ground connection.

You have to connect your crystal set via a coil located near the crystal set coil (no galvanic connection to the ground of the set needed) to the 52 ohms cable (like RG58U). On the antenna side of the cable a magnetic balun will be connected. The balun can match in relation to the magnetic type 150 kHz up to 30 Mhz.

This can handle antenna lengths 7.5 up to 30 meters. The coax cable length is not a problem (up to 50 meters).

Construction of a balun for LF (long wave), b.c. band (MW) and short wave:
Drawing of the balun. Wind on the ferrite torodial core (e.g. Amidon FT50-72) 9 turns of a twisted 3 leads magnetic wire with a diameter of each AWG 28 (0.25 - 0.3 mm). The ends of the leads are marked with1a and 1b, 2a and 2b, 3a and 3b. Connect the ends as shown in the drawing.

Photo of the twisted wire. Photo of the balun transformer.

Connect to Ant the antenna and coax to the coaxial cable. The other end of the cable goes to the coupling coil. Typical data of a spider web type coil with a diameter of 9 cm, approx. 15 to 20 turns. In general: the coupling coil has approx. 10 to 15 percent of the crystal set coil. Find out the right number of turns by testing.

You can order such type of ferrite core here.

Welche Antenne soll ich verwenden?

Wenn sie genug Platz haben, koennen Sie Drahtantennen mit 30-150 Meter verwenden (Wer hat schon Platz dafuer?). Aussenantennen mit ca. 10-30 Meter Draht bringen auch schon guten Empfang. Meine Bauvorschlaege sind fuer Antennen-Laengen von 10-30 Meter geeignet. Wenn es geht, verwenden Sie Drahtstaerken von 1-3 mm. Die Antenne sollte moeglichst frei und hoch haengen. Bitte nicht in die Naehe von Stromleitungen legen. Vor Gewitter Antenne unbedingt vom Detektor trennen und ausserhalb des Hauses erden! Besonderes wichtig ist auch eine gute "Erde", die Wasserleitung ist gut geeignet. Verbinden Sie NIEMALS die Antenne oder Erde mit dem Strom-Netz!

Vergessen Sie nicht den Satz der damaligen Detektor-Bauer: Die Antenne ist der beste Hochfrequenz-Verstaerker!

Welche Antennen-Kopplung ist die beste?

Je fester die Antenne an den Schwingkreis gekoppelt wird, um so

• lauter wird der Empfang

• kleiner wird der Frequenzbereich

• geringer wird die Selektion

Dabei ist es eigentlich egal, ob die Kopplung direkt (galvanisch), kapazitiv oder induktiv erfolgt. Es gibt viele Schaltungen fuer Antennen-Ankopplungen. Wenn Sie einen selektiven Empfaenger haben wollen, koppeln Sie lose. Wollen Sie den Ortssender laut empfangen, koppeln Sie fest. Sie koennen auch einen Detektor bauen, der beide Moeglichkeiten schaltbar bietet.

Ist der naechste Rundfunk-Sender weit enfernt, sollten Sie am Tag eine lange Antenne und eine feste Kopplung waehlen. Bei Nacht muessen Sie die Kopplung loser machen, weil Sie sonst die Sender nicht mehr trennen koennen.

Ich kopple die Antenne mit einem luftisolierten Drehko an das "heisse" Ende des Schwingkreises an. Dabei achte ich darauf, dass die eingestellte Kapazitaet moeglichst klein ist (ca 20-100 pF).

Welche "Erde" ist am besten?

Der Detektor-Empfänger braucht eine "Antenne" und "Erde". Normalerweise wird der Erde-Anschluss mit der Wasserleitung oder der Zentralheizung leitend verbunden. Diese Verbindung muss einen guten Kontakt haben. Wenn Sie keinen Wasser-Hahn oder keine Zentral-Heizung in der Naehe haben, koennen Sie auch einen weiteren isolierten Draht dicht an der Wand oder am Fussboden verlegen. Dieser "Erde"-Draht muss von der Antennne moeglichst weit weg verlegt werden. Er kann maximal so lang wie die Antenne sein.

Verwenden Sie NIE den Null-Leiter Ihrer Stromleitung. Gefahr! Stromschlag droht!

Rahmen-Antenne

Sie koennen keine Antenne in Ihrer Wohnung verlegen oder Sie haben keine Moeglichkeit eine gute "Erde" anzuschliessen? Dann bauen Sie einen Rahmen-Antennen- Detektor oder eine Rahmen-Antenne fuer Ihren Empfaenger.

Rahmenantenne: Sie brauchen 3 Windungen mit 2*2 Meter Kantenlaenge oder bei Platzproblemen 6 Windungen mit 1*1 Meter Draht. Die 24 Meter Draht koennen Sie an geeigneter Stelle in der Wohnung montieren. Halten Sie von den Waenden und Fussboden einen Abstand von 30cm ein. Diese Rahmen-Antenne wird mit Antenne (am besten uber einen 82pF Kondensator) und "Erde" des Detektors verbunden. Bedenken Sie bitte, dass die Rahmen-Antenne eine Richtwirkung hat. Sie koennen auch einen speziellen Rahmen-Antennen-Detektor bauen.

Aluminium-Folien-Antenne

Sie haben nicht die Moeglichkeit eine Aussenantenne zu installieren? Sie haben nur Platz fuer eine 3 Meter lange Antenne? Dann kann Ihnen die Alumimium-Folien-Antenne helfen. Sie besorgen sich Haushalts-Aluminium-Folie mit einer Breite von ca. 30 cm. Schneiden Sie eine Laenge von 3 Meter ab. Haengen Sie vorsichtig die "Antenne" moeglichst frei im Zimmer auf (die Folie moeglichst glatt haengen) und knuellen das eine Ende so zusammen, dass eine Krokodil-Klemme zupacken kann. Mit der Antennenbuchse verbinden, Erde an den Detektor-Empfaenger anschliessen. Fertig ist die Aluminim-Folien-Antenne. Diese Antenne ist deutlich leistungsstaerker als ein einfacher Draht gleicher Laenge!!! Eventuell ueber einen 82pf Kondensator ankoppeln.

Ferrit-Spule als Schwingkreis-Spule und Antenne.

Wenn Ihr Ortssender nicht weit entfernt ist (bei 2,5-200 kW-Sendern bis zu einer Entfernung von 25 Km), koennen Sie einen Detektor-Empfaenger bauen, der ohne Draht-Antenne oder Erde auskommt. Wickeln Sie die Schwingkreis-Spule auf einen Papp-Rohr (ca 10 cm lang, Durchmesser 6 cm). Verwenden Sie HF-Litze (z.B meine Typen 17 oder 18). Ca. 25 Windungen fuer einen Drehkondensator von 330-500 pF. Sie brauchen 20-26 Ferrit-Antennenstaebe!!! Jeder Stab sollte ca. 1cm Durchmesser haben, bei einer Laenge von ca 15 cm. Diese Staebe plazieren Sie innerhalb der Spule.

Beachten Sie, dass dieser Empfaenger eine Richtwirkung hat, in Abhaengigkeit von der Position des Ferritstabes. Klicken Sie hier fuer ein Schaltbild

Kristallhoerer: Wenn Sie einen Kristallhoerer verwenden wollen: Mehr Information zur Verwendung von Kristallhoerern und der Notwendigkeit des Parallelwiderstandes hier .

Empfangsbericht. Berlin, Deutschland:

Antennenankopplung über 52 Ohm Koaxial-Kabel
(online seit dem 13.11.2006)

Üblicherweise wird die Antenne an den Detektorapparat relativ hochohmig angekoppelt. So können nur Drahtantennen und Rahmenantennen verwendet werden, die direkt und möglichst gut gegen Dämpfung geschützt an die Antenenbuchse angeschlossen werden müssen. Das gilt sinngemäss auch für die Erde.

Befindet sich der Bastel-Arbeitsplatz nicht idealerweise am Fenster, sodass die Antenne nicht gut Hochfrequenz aufnehmen kann oder ist der Erdanschluss zu weit entfernt, wird leistungsstarker Detektorempfang problematisch. Es ist wenig sinnvoll, eine Drahtantenne von draussen durch die halbe Wohnung oder in den Bastelkeller zu ziehen. Die Dämpfung wäre recht gross und hausinterne Funkstörungen (FAX, Computer, Fernseher) würden den Empfang verschlechtern.

Hier kann die Ankopplung über ein abgeschirmtes Hochfrequenz-Koaxialkabel (z.B. RG58) erfolgen. Dieses Kabel leitet die Antennenenergie recht verlustfrei und abgeschirmt gegen hausinterne Störungen vom Fenster oder von draussen zum Bastelplatz.

Die Koaxial-Leitung wird am Gerät über eine Koppel-Spule (wenn es geht, ohne leitende Verbindung zur Detektorapparat-Erde) auf dessen Eingangsspule gekoppelt. Auf der Antennenseite wird diese über einen Balun-Ringkern-Transformator (sogenannter Magnetic Balun) auf das Koaxialkabel gekoppelt. Dabei wird die Antenne impedanzmässig auf die 52 Ohm des Kabels transformiert. Versuche können gemacht werden, ob hinter dem Balun die Erde angekoppelt wird oder am Empfänger oder ganz wegelassen wird. Versuch macht hier klug. Die Antenne kann je nach Magnetmaterial des Baluns für LW, MW und KW genutzt werden.

Antennen von ca. 7,5 Meter bis ca. 30 Meter können gut angepasst werden. Das Koaxialkabel darf durchaus 30 Meter Länge haben.

Aufbau eines Baluns für die Rundfunkbänder (LW, MW, KW):
Skizze des Balun-Trafos. Auf einen geeigneten Ferrit-Ring (z.B. Amidon FT50-72) werden 9 Windungen einer verdrillten 3-Aderleitung aus Kupferlackdraht mit ca. 0,25 - 0,3 mm Durchmesser gewickelt. Die verdrillten Einzeldrähte erhalten an den Enden Markierungen 1a und 1b, 2a und 2b, 3a und 3b. Verbinden sie diese Enden, wie der Skizze zu entnehmen ist.

Nachtrag: Denken Sie daran, das der Ferrit-Ring auch tatsächlich für LW, MW,KW geeignet ist, z.B. Amidon FT50-72, denn sonst werden Teile des Frequenzbandes NICHT gut übertragen. Der FT50-72 ist gut geeignet für 0,5 bis 30 MHz, bedingt auf für 0,1 bis 0,5 MHz. Will man sicherer auch den Bereich Langwelle (150-320 kHz erfassen, ist vielleicht die Variante Amidon FT50-75 zu wählen, die geht aber dann nur bis ca. 15 MHz. Man könnte auch zwei Kerne wickeln: FT50-72 für 0,5 MHz bis 30 MHz (MW-KW) oder / und FT50-75 für 0,2 - 15 MHz (LW, MW , Teile der KW). Auch der FT50-98 oder FT50-99 wäre als Extra-Kern für LW geeignet.

Photo des gewickeltes Drahtes. Photo des Balun-Trafos.

Bei Ant schliessen Sie die Antenne an, bei coax wird ein 52-Ohm-Koaxial-Kabel angeschlossen. Am anderen Ende kommt dann die Koppelspule. Diese sollte zur Einkopplung an eine typische 9-cm Spiderwebspule ca 15-20 Windungen haben und kann auch als Spiderweb aufgebaut werden. Bei anderen Detektorspulen sollte die Windungszahl ca 10-15 % der Detektorspule haben. Die beste Windungszahl sollte durch Versuch ermittelt werden. Sowenig wie möglich Windungen verwenden.

Nachtrag: Keinesfalls kann das Koaxialkabel direkt an den (die) "normalen Antennneneingang(e) des Detektors angeschlossen werden, denn die Eingänge sind in der Regel hochohmiger, als die nötigen 52 Ohm.

Ein geeigneter Ringkern kann hier erworben werden.