UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

Wellenangler
Santiago 3
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UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#1

Beitrag von Wellenangler »

Hallo allerseits,

ich möchte einen UNUN zum Betrieb einer endgespeisten (d.h. hochohmig gespeisten) Halbwellen-Dipol-Antenne ("EFHW") an einem Funkgerät mit einem normalen koaxialen 50-Ohm-Ausgang bauen. Da die tatsächliche Speisepunktimpedanz einer EFHW wohl in erheblichem Maße von den jeweiligen Umgebungsbedingungen abhängig zu sein scheint, bräuchte man für eine "perfekte" Anpassung je nach Aufbauort allerdings ggf. unterschiedliche Windungsverhältnisse für den UNUN. Ich könnte nun mehrere UNUNs mit unterschiedlichen Windungsverhältnissen bauen und jeweils den am besten passenden verwenden, aber prinzipiell besteht ja auch die Möglichkeit, eine Spule mit mehreren Abgriffen zu versehen, also z.B. bei 2 Primärwindungen und insgesamt 16 Sekundärwindungen die Sekundärwindungen 14 (für ein Impedanzverhältnis 1:49), 15 (für ein Impedanzverhältnis 1:56) und 16 (für ein Impedanzverhältnis 1:64) jeweils auf einen eigenen Anschluss herauszuführen.

Hat jemand Erfahrungen, ob diese Bauform (bei der ja bei Nutzung der 1:49- oder 1:56-Ausgänge ein Teil der Spule "in der Luft hängt") irgendwelche praktischen Nachteile gegenüber "normalen" UNUNs mit nur einem antennenseitigen Anschluss hat? Die Forums-Suchfunktion liefert zwar viele Treffer zum Suchbegriff UNUN, aber konkret zu meiner Frage habe ich nichts gefunden. Falls das Thema schon irgendwo behandelt wurde, wäre ich für einen Link dankbar.
73,
Wellenangler
heavybyte
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#2

Beitrag von heavybyte »

Hallo Wellenangler,

ich habe genau das, was du vor hast, vor kurzem gemacht.

Ich habe zwar keine Abgriffe an der Sekundärwicklung angebracht, sondern ich habe den Draht der Wicklung so lang gelassen, dass ich bei meinen Versuchen, nach anfänglichen Messungen, nach und nach noch eine Windung durch den Ringkern gezogen habe und somit das Überseztzungsverhältnis in Schritten hoch gesetzt habe.
Ausgehend von einem anfänglichen Windungsverhältnis von 1:9, so wie in einigen Publikationen im Internet zu finden ist.

Gemessen habe ich einmal mit meinem NanoVNA und zum Zweiten empirisch, indem ich meinen Signalgenerator im Keller auf 7,1 MHz, 1V ss Ausgang an einer 1m langen Behelfsantenne betrieben habe um die Feldstärke einschätzen zu können.

Ergebnis: Laut NanoVNA lag des beste VSWR-Ergebnis bei grottenschlechten 2,5, Minimum erreicht durch Schnippeln an der Länge des Drahtes.
Das VSWR wurde noch schlechter, als ich die Sekundärwicklung erhöhte.
Das deckte sich auch mit der Feldstärkemessung auf meinem SDR, das Signal änderte sich analog der VSWR-Messung.

Nungut, ich muss gestehen, dass mein Vorgehen nicht professionell genug war, um etwas Allgemeingültiges aussagen zu können.
Wahrscheinlich wird man nicht drumherum kommen, einen ATU zu verwenden.

Ich war auf jeden Fall ziemlich enttäuscht und habe jetzt wieder auf Dipol umgestellt.
Mein nächster Schritt wird sein, an den Enden des Dipols Traps anzubringen und damit quasi eine W3DZZ nachzubauen.

Für die höheren Frequenzen plane ich eine Maria-Maluca zu bauen, das wird mein nächstes Projekt.

Gruß
Lothar
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#3

Beitrag von Wellenangler »

heavybyte hat geschrieben: Fr 25. Sep 2020, 20:34 Hallo Wellenangler,

ich habe genau das, was du vor hast, vor kurzem gemacht.

Ich habe zwar keine Abgriffe an der Sekundärwicklung angebracht, sondern ich habe den Draht der Wicklung so lang gelassen, dass ich bei meinen Versuchen, nach anfänglichen Messungen, nach und nach noch eine Windung durch den Ringkern gezogen habe und somit das Überseztzungsverhältnis in Schritten hoch gesetzt habe.
Ausgehend von einem anfänglichen Windungsverhältnis von 1:9, so wie in einigen Publikationen im Internet zu finden ist.

Gemessen habe ich einmal mit meinem NanoVNA und zum Zweiten empirisch, indem ich meinen Signalgenerator im Keller auf 7,1 MHz, 1V ss Ausgang an einer 1m langen Behelfsantenne betrieben habe um die Feldstärke einschätzen zu können.

Ergebnis: Laut NanoVNA lag des beste VSWR-Ergebnis bei grottenschlechten 2,5, Minimum erreicht durch Schnippeln an der Länge des Drahtes.
Das VSWR wurde noch schlechter, als ich die Sekundärwicklung erhöhte.
Hallo Lothar,

vielen Dank für Deine Antwort.

Vorneweg: Ich bin kein Antennenfachmann und verfüge zu diesem Thema bestenfalls über ein "gesundes Halbwissen". Falls ich hier also irgendwo Unsinn von mir geben sollte, wäre ich dankbar, wenn mich jemand darauf hinweist.

Was mich bei Deinen Versuchen etwas verwundert, sind die recht hohen Windungsverhältnisse, die Du verwendet hast - ein Windungsverhältnis von 1:9 ergibt ein Impedanzverhältnis von 1:81, bei einem Windungsverhältnis von 1:10 wäre das Impedanzverhältnis schon 1:100. Soweit mir bekannt ist, liegen die Speisepunktimpedanzen einer EFHW je nach Umgebung irgendwo zwischen rund 2000 und rund 3500 Ohm. Daraus ergäben sich bei 50 Ohm am Geräteausgang Impedanzverhältnisse zwischen rund 1:40 und rund 1:70, wozu die "üblichen" Unun-Windungsverhältnisse von 2:14 (Impedanzverhältnis 1:49), 2:15 (Impedanzverhältnis 1:56) und 2:16 (Impedanzverhältnis 1:64) einigermaßen passabel passen.

Du hattest Publikationen im Internet erwähnt, in denen ein Verhältnis von 1:9 empfohlen wird. Ist es möglich, dass es dabei eventuell um UNUNs zur Verwendung mit nichtresonanten "random wires" statt mit endgespeisten Halbwellendipolen ging? Die Bezeichnung "random wire" ist dabei ziemlich irreführend, weil die üblicherweise verwendeten Längen alles andere als zufällig sind und danach ausgewählt werden, dass man mit einem einfachen Draht ohne Traps Betrieb auf möglichst vielen Bändern machen kann, weil sich bei den ausgewählten Längen auf vielen Amateurfunkbändern eine halbwegs ähnliche Speisepunktimpedanz (in der Größenordnung von 450 Ohm) ergibt. Dementsprechend kommt dabei ein UNUN mit einem Impedanzverhältnis von 1:9 (und einem Windungsverhältnis von 1:3) zum Einsatz. Sofern ich das richtig verstanden habe, funktioniert das Ganze aber wohl nicht ordentlich ohne Antennentuner, weil bei "random wires" die Antennenimpedanz im Gegensatz zu einem resonanten Dipol kein vorwiegend reeller Widerstand ist, sondern erhebliche kapazitive bzw, induktive Blindanteile enthält.
73,
Wellenangler
heavybyte
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#4

Beitrag von heavybyte »

Moin Wellenangler,

du hast völlig recht, ich habe einen unun für random wire ausprobiert, angelehnt an dieses Thema: https://www.qsl.net/dk7zb/Baluns/MTFT.htm
Deshalb hatte ich ja auch die Verwendung eines ATU als mögliche Problemlösung erwähnt.
Ich hatte gerade mal etwas zu schnell aus der Hüfte geschossen, denn es waren 9 Windungen sekundär und drei primär, was einem Verhältnis von 1:3 entpricht.

Sorry, dass ich das durcheinander gebracht habe.

Da ich erstmal ausprobieren wollte, ob das überhaupt funktioniert, habe ich darauf verzichtet Windungen anzuzapfen, habe stattdessen das Ende der Wicklung zu- und abgewickelt.
Ich hatte mir gedacht, wenn die Antenne funktioniert, dann bleibt sie dauerhaft und ich muss dann nicht ständig umschalten, dann hätte ein Windungsverhältnis ein- für allemal gepasst.

Nach dem Misserfolg habe ich mich aber nicht länger mit der Geschichte befasst.

Endgespeist wäre für mich eine gute Sache, denn die örtlichen Verhältnisse bei mir wären dazu deutlich besser, als die Mittenspeisung eines Dipols.

Mein Haus besitzt eine Loggia, das ist ein ins Dach eingelassener offener Bereich, balkonähnlich. Dort habe ich einen Antennenmast stehen und von dort führen auch die Kabel ins Shack.

Jetzt habe ich von dort einen Dipol zu einem Alumast im Garten gespannt und das Speisekabel hängt von der Mitte nach unten in den Garten und führt von dort ins Shack, was vor allem meiner Frau ein Dorn im Auge ist.

Das würde ich gerne ändern, weshalb ich ganz interessiert deiner Geschichte folge.

Angeregt durch deinen Hinweis auf die Halbwelle, kommt mir da gerade ein Gedanke:
Ich könnte den derzeitigen Dipol in der Mitte, jetziger Fusspunkt, kurzschliessen und hätte somit eine Halbwelle.
und dann nochmal mittels unun einen Versuch starten.

Mein erster Versuch war nur ein Draht diagonal übers Dach gelegt. Mein Haus besitzt ein sogen. Pultdach, da kann man gut darauf herumspazieren.

Die Zustimmung meiner Frau wäre mir sicher. :sup:

Gruß
Lothar
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#5

Beitrag von heavybyte »

Habe heute Nachnittag meinen Gedanken umgesetzt, was soll man bei dem besch...nen Wetter auch sonst machen :sup:

Habe den Speisepunkt meines Dipols, zweimal 9,20m, gedacht fürs 40m-Band, kurzgeschlossen und am Ende, auf der Loggia, mittels Unun an ein Koax (Highflexx 7mm) gehängt.
Die "heissen" Enden der Antenne sind mittels je 1m- Nylonschnur gegen die Aufhängung abgespannt.

Den Unun habe ich wie in folgendem Beitrag gestaltet, 1:64 Übersetzung: https://buildthings.wordpress.com/ham-r ... k-balun/#2

Ich habe hier auch noch einen weiteren Unun, den ich morgen einsetzen werde, einen trifilar gewickelten.

Umfangreiche Messungen sind morgen angesagt, aber dafür sind Sonntage ja gut geeignet.

Ich werde berichten.

at a glance: Der Regen scheint einen grossen Einfluss auf des Ergebnis zu haben, aber genaueres werde ich morgen durch Messungen erfahren.
....und das Entfernen der Speiseleitung im Garten, hat mir grosse Sympathien eingebracht :sup:


Gruß
Lothar
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heavybyte
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#6

Beitrag von heavybyte »

Moin Gemeinde,

wie versprochen meine Messungen:

Vorweg, mein Dipol mit 2X9,20m, also Gesamtlänge von 18,40m, war auf 7,1MHz abgestimmt und auch mit einem min. SWR von 1,7 ziemlich in Resonanz.

Jetzt habe ich einfach den Dipol in der Mitte kurzgeschlossen, das ganze Anschlussgeraffel entfernt und somit einen Halbwellenstrahler von 18,40cm erzeugt.
Daran einen Unun mit Übersetzungsverhältnis 1:64 ans eine Ende angeschlossen.

Erste Messung ist eine Überraschung, das Gebilde zeigt eine Resonanz bei 8,5 MHz. Wie ist das möglich?
Endfed.jpg

Flugs habe ich noch 2m verlängert, nächste Messung immer noch zu hoh:
Endfed1.jpg
Dann noch mehr verlängert, 4,60m dran, sodass die Gesamtlänge bei 23m liegt:
Endfed2.jpg
Bingo
Fast ins Auge getroffen und mit einem hervorragenden SWR.

Aber wie ist die Länge zu erklären?
23m Länge für 7,1MHz passt so garnicht.
Da muss ich wohl noch ein bisschen Grundlagenforschung betreiben.

Anyway, damit habe ich die Lösung für mein störendes Kabel im Garten gefunden.

Gruß
Lothar
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criticalcore5711
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#7

Beitrag von criticalcore5711 »

25,11m wären doch 5/8, 20,09m wäre L/2.

Schon seltsam. :clue:

Beeinflusst die Umgebung das ganze so stark?
"Und als Buße Zehn Bloody Marry und ein F***" :dlol:
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#8

Beitrag von heavybyte »

criticalcore5711 hat geschrieben: So 27. Sep 2020, 13:57 25,11m wären doch 5/8, 20,09m wäre L/2.
Vergiss den Verkürzungsfaktor nicht.
Als Dipol war die Länge von zweimal 9,20m, also 18,40m gesamt, ziemlich richtig.

Habsch gerademal nachgerechnet, 7,1MHz entspricht einer Wellenlänge von 42,25m

hmmmm.... das wäre ein Verkürzungsfaktor von ~0,8, ein bisschen Umwelt dazu und schon passts einigermassen.

Aber 23m mit dem gleichen VF wären 28,75m für die halbe Welle, 57,5m oder 5,2MHz.

Ein 5/8 scheidet aus, weil niederohmig.

Ich speise ja hochohmig ein, Übersetzung 1:64.

Hab gerade nochmal gemessen, es wird sogar noch besser:
Endfed4.jpg

Gruß
Lothar
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#9

Beitrag von heavybyte »

Ich muss noch etwas nachschieben, das lässt mir jetzt doch keine Ruhe, bin nämlich mittlerweile garnichtmehr so sicher, dass mein Dipol noch diese 9,20m Schenkellänge hatte, mir ist eingefallen, dass ich daran in letzter Zeit schon einige Male herum schnippelte.

Ich werde alles nochmal abbauen und die Drahtlänge neu vermessen.

Dass die Antenne momentan genau auf der Sollfrequenz liegt, ist ausser Frage. Ich habe noch einen Plott gemacht in dem man sehr schön auch die harmonischen SWR-Minima bei doppelt und dreifacher Frequenz sehen kann:
Endfed5.jpg

Anyway, zum Thema kann man auf jeden Fall sagen, dass das Konzept der EFHW hervorragend funktioniert, hätte ich so nicht erwartet.

Ich freue mich, dass sich meine Arbeit heute gelohnt hat.

Ich melde mich nochmal, wenn ich die Drahtlänge genau nachgemessen habe.

Nachtrag:

So also, hab alles abgebaut und vermessen und es ist wie ich schon ahnte....ja,ja, ich muss mich entschuldigen.....das Alter, der Draht ist genau 20,5m lang, mitsamt meiner Verlängerung.

Die Physik hat gesiegt, alles ist wieder im Lot, das Universum gerettet :sup:


Gruß
Lothar.
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#10

Beitrag von criticalcore5711 »

:dlol: ich wusste doch, ich hab mich nicht verrechnet.

Ja klar VK war da nicht berücksichtigt.

Na dann mal gutes gelingen. :tup:
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#11

Beitrag von heavybyte »

Danke für die Hilfe kritischer Kern,
ich muss das Ganze jetzt ordentlich aufhängen und die Flickstücke (Verlängerung) ersetzen.

Aber auch ein Sorry an den Themenstarter, ich wollte nicht den Thread hijacken, denke aber, dass diese Erkenntnisse auch für ihn interessant sind, ist ja das gleiche Unterfangen.

Um nochmal kurz auf die Eingangsfrage zurück zu kommen:
Wellenangler hat geschrieben: Fr 25. Sep 2020, 19:56 ....snip...bräuchte man für eine "perfekte" Anpassung je nach Aufbauort allerdings ggf. unterschiedliche Windungsverhältnisse für den UNUN.
Das könnte durchaus sein, war bei mir jetzt nicht nötig, aber wenn man so eine Antenne fest installiert, dann kann man das durchaus so machen wie ich anfänglich schrieb, lass den Wickeldraht lang genug und im Bedarfsfall gibst du etwas zu, oder wickelst wieder ab.

Wenn die stationäre Antenne einmal abgestimmt ist, brauchst du auch keinen Umschalter mehr, zumal ich solch einen Schalter als kritisch ansehe, wenn er der Witterung ausgesetzt ist und das wäre er, auch in einem Gehäuse, da er ja am Anfang des Strahlers angebracht wird.

Gruß
Lothar
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#12

Beitrag von Wellenangler »

heavybyte hat geschrieben: So 27. Sep 2020, 20:13 Aber auch ein Sorry an den Themenstarter, ich wollte nicht den Thread hijacken, denke aber, dass diese Erkenntnisse auch für ihn interessant sind, ist ja das gleiche Unterfangen.
Bezüglich Thread-Hijacking: kein Problem, Deine Ergebnisse sind für mich sehr interessant und ich freue mich, dass Deine Versuche zum Erfolg geführt haben.
heavybyte hat geschrieben: So 27. Sep 2020, 20:13 Um nochmal kurz auf die Eingangsfrage zurück zu kommen:
Wellenangler hat geschrieben: Fr 25. Sep 2020, 19:56 ....snip...bräuchte man für eine "perfekte" Anpassung je nach Aufbauort allerdings ggf. unterschiedliche Windungsverhältnisse für den UNUN.
Das könnte durchaus sein, war bei mir jetzt nicht nötig, aber wenn man so eine Antenne fest installiert, dann kann man das durchaus so machen wie ich anfänglich schrieb, lass den Wickeldraht lang genug und im Bedarfsfall gibst du etwas zu, oder wickelst wieder ab.

Wenn die stationäre Antenne einmal abgestimmt ist, brauchst du auch keinen Umschalter mehr, zumal ich solch einen Schalter als kritisch ansehe, wenn er der Witterung ausgesetzt ist und das wäre er, auch in einem Gehäuse, da er ja am Anfang des Strahlers angebracht wird.
Ja, für eine feste Installation ist die Version mit nur einem Abgriff und "handoptimierter" Windungszahl sicherlich problemloser. Ich möchte meine Antenne allerdings jeweils temporär an wechselnden Standorten und damit auch unter wechselnden Umgebungsbedingungen betreiben, daher mein Ansatz mit mehreren Abgriffen. Ich habe vor, jeden Abgriff auf eine eigene aus dem Gehäuse geführte Polklemme zu legen; damit kann man den Antennendraht bei Bedarf einfach auf einen anderen Spulenabgriff umklemmen und steht nicht vor dem Problem, einen Schalter wasserdicht zu bekommen. Material ist bestellt; mal schauen ob der Ansatz dann auch in der Praxis so funktioniert wie erhofft :-).
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#13

Beitrag von heavybyte »

Hallo Wellenangler,
ich verstehe dein Vorhaben.
Kann leider nicht mit Erfahrungen dienen, da ich selbige gerade eben erst selbst gemacht habe :sup:

Deiner Absicht solche Anzapfungen zu verwirklichen, steht ja nichts im Wege, das dürfte keine grosse Herausforderung werden.

Ich würde mich sehr freuen, wenn du darüber hier berichten würdest, das interessiert mich sehr.

Auf welcher Frequenz möchtest du arbeiten?

Eventuell könnte die Auswahl des Kernmaterials eine Rolle spielen.

Ich habe das Glück, dass ich aus Zeiten in denen ich meine PA konstruierte, noch eine grössere Menge an Kernmaterial hier herum liegen habe, konnte also aus dem Vollen schöpfen.

Gruß
Lothar
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#14

Beitrag von Wellenangler »

heavybyte hat geschrieben: Mo 28. Sep 2020, 21:19 Auf welcher Frequenz möchtest du arbeiten?
10m bis 40m
heavybyte hat geschrieben: Mo 28. Sep 2020, 21:19 Eventuell könnte die Auswahl des Kernmaterials eine Rolle spielen.

Ich habe das Glück, dass ich aus Zeiten in denen ich meine PA konstruierte, noch eine grössere Menge an Kernmateriel hier herum liegen habe, konnte also aus dem Vollen schöpfen.
Soweit ich das verschiedenen Artikeln zu dem Thema entnehmen konnte, wird für die oberen Bänder (20m und höher) wohl meistens Typ-43-Ferritmaterial empfohlen, für die tiefen Bänder (80m und 160m) dagegen wohl eher Typ-2-Eisenpulver, und 40m soll wohl mit beidem passabel funktionieren. Ich habe jetzt einen Amidon FT-140-43 bestellt. Da ich ohnehin nur QRP-Betrieb mache, sollte der von der Belastbarkeit her mehr als ausreichend dimensioniert sein und keinerlei Gefahr bestehen, dass er in die Sättigung gehen könnte.
73,
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Re: UNUN mit mehreren Spulenabgriffen

#15

Beitrag von heavybyte »

Wellenangler hat geschrieben: Mo 28. Sep 2020, 22:12 Soweit ich das verschiedenen Artikeln zu dem Thema entnehmen konnte, wird für die oberen Bänder (20m und höher) wohl meistens Typ-43-Ferritmaterial empfohlen,
Yep, kann bis 50MHz eingesetzt werden, genau diesen habe ich auch hier und jetzt benutzt.

Du bist auf einem guten Weg , viel Erfolg :sup:

Gruß
Lothar
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