Richtantenne Yagi für UKW FM

      Nachtrag, bzw. Ergänzungen zum bisherigen Aufbau

      Wie man in den Bildern sieht, zeigen die Anschlüsse am Dipol nach unten, meist sinnvoll.
      Elektrisch ist es egal, ob sie nach oben oder unten zeigen.
      In manchen Fällen möchte man sie eher oben haben, ist somit kein Problem.
      Beim Befestigen des Dipols benötigt man eine Schraubenlänge von mindestens 50 mm.
      Die mitgelieferten Schrauben 40 mm bei den Elementhaltern sind somit zu kurz.
      Der Umfang des Dipols muss nicht auf 1 mm stimmen, ist ja keine schmalbandige Hochgewinnyagi.
      Ich habe auf etwa 2 mm genau gearbeitet, bis 5 mm bleiben wir locker im grünen Bereich.

      Hier noch mal zur Übersicht die Länge der Elemente:
      Element
      Name
      Länge mm
      Durchmesser mm
      Reflektor
      REF
      1520
      8
      Dipol **
      DE
      1400
      6 / 3,5
      Direktor 1
      D1
      1296
      8
      Direktor 2
      D2
      1348
      8
      Direktor 3
      D3
      1286
      8

      **: Schleifendipol mit 2860 mm Umfang, siehe Beschreibung zuvor

      Anbei zwei Bilder, wie alle anderen Elemente befestigt werden, selbsterklärend.
      Ich benutze exakt die Elementhalter, kompletter Satz mit Schraube und Scheiben:
      tinos-funkshop.de/p/elementhalter-15mm-set-b

      Vorhin legte ich die fertig aufgebaute Antenne, also mit allen Elementen, auf die Waage.
      Sie wiegt knapp 1000 Gramm, jedoch ohne Kabel, Symmetrierung, Masthalter, etc.
      Die Mastbefestigung wird vermutlich ein Blechwinkel mit U-Rohrschellen.

      Hinweis zum Flachbandkabel, wichtig!
      Ein symmetrisches Flachbandkabel darf man nicht direkt auf Metall verlegen.
      Das heißt, man darf es nicht z.B. mit Kabelbindern am Boom oder Mastrohr befestigen.
      Ausnahme, sehr selten, symmetrische Leitung, die zusätzlich noch einen Schirm hat.
      Grund, eine symmetrische Leitung "betrachtet" Metall in der Nähe als Hochfrequenzerde.
      Ich schrieb zuvor von Flachbandkabel, Balkon und Fenster.
      Flachbandkabel hat den großen Vorteil, daß man es durch ein Fenster legen kann.
      Das gilt allerdings nur für Fenster aus Kunststoff oder Holz, nicht bei Alufenstern.
      Bei Kunststofffenstern oder Balkontüren schauen, wo nicht direkt am Rahmen Metall ist.

      Andreas
      Bilder
      • elemont1.jpg

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      • elemont2.jpg

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      Lust auf drehbare Antenne?

      Wer Spaß an Radio-DX UKW hat, sollte durchaus über einen Rotor nachdenken.
      Ich nahm ihn, um mir grob ein Bild der Antennendiagramme zu machen.
      Der Aufbau ist bei mir auf dem Dachboden, wenig störendes Metall in der Nähe.

      Im ersten Bild sieht man den Rotor mit Mastrohr, provisorisch in einen Schraubstock eingespannt.
      Zweites Bild ein alter Sansui, oben das Steuergerät des Rotors, Drehung bis gut 360 ° möglich.
      Der Sansui G-3000 lief mir mal vor Jahrzehnten mit Endstufenschaden zu.
      Ich war noch Schüler, reparierte ihn damals erfolgreich, wurde damals meine zweite Stereoanlage.
      Er stand dann 25 Jahre auf dem Dachboden, mindestens 10 Jahre nicht mehr angeschlossen.
      Das hinterließ Spuren, beim Einschalten leuchtete nichtmals die Skalenbeleuchtung.
      Schuld war der Netzschalter, Kontakte stark oxidiert, ich musste den notgedrungen zerlegen.
      Dann noch Kontaktsätze gereinigt und ihm ein paar neue Lämpchen für die Beleuchtung gegönnt.
      Der Sansui bietet sich als Testobjekt wegen der analogen Feldstärkeanzeige an.
      Außerdem sind Japaner meist nicht sonderlich empfangsstark, interessant für Mastverstärker.

      Zurück zum ersten Bild, dort sehen wir zwei Winkel und die von mir benutze Elektroader.
      Solche verzinkten Stahlwinkel bekommt man problemlos für 1 - 2 Euro in Baumärkten.
      Wie im vierten Bild ersichtlich, schrauben wir den Winkel direkt an den Boomverbinder.
      Um daran das Mastrohr zu befestigen, benötigen wir zwei U-Rohrschellen, bzw. Mastschellen.
      Die gibt es im Autoersatzteilhandel für den Auspuff oder bei Tinos Funkshop:
      tinos-funkshop.de/c/antennen-b…s/u-rohrschellen-verzinkt
      Im dritten Bild sieht man die Halterung einer alten Sat-Schüssel, auch prima geeignet!

      Vermutlich im nächsten Beitrag schreibe ich was zur Richtwirkung, nur Dipol bis Yagi komplett.
      Ich gönnte mir den Spaß und machte auch Messungen bei teilweise aufgebauter Antenne.

      Andreas
      Bilder
      • rotor1.jpg

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      • rotor2.jpg

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      • rotor3.jpg

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      Es sind 120 km, ebenfalls eher ungünstig. Der Blick Richtung WSW fällt bei mir auf ansteigendes Gelände.
      Höhe Antenne: 530 m

      Profil hängt dran. Links liegt der Fuß des Sendemastes, rechts der Erdboden meines Grundstückes. Das Gelände steigt zunächst auf ca. 700 m, ziemlich in der Mitte muss sich das Signal noch über den Erzgebirgskamm quälen.

      Viele Grüße
      Christian
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      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von „chriss_69“ ()

      Christian, in der Tat was ungünstig!

      Tröste Dich, je nach Richtung sieht es bei mir ähnlich aus.
      Gerade habe ich noch mal bei Wiki Ochsenkopf nachgeschlagen:
      de.wikipedia.org/wiki/Sender_Ochsenkopf
      Grob sollten die UKW-Antennen in mindestens 1100 m Höhe sein.
      So sieht es schon wesentlich besser aus, weite Strecke Sichtkontakt.
      Vermutlich kannst Du direkt mit der Antenne ohne zusätzlichen Verstärker empfangen.
      Bayern 2 und 3 sind auch im richtigen Arbeitsbereich der Antenne, Mitte 98 MHz.

      Anbei ein paar bei mir ermittelte Daten.
      In Aachen steht ein Sender mit 20 kW, etwa 105 km von mir entfernt.
      Den bekomme ich mit Signalstärke 3 von 5 laut Anzeige Sansui.
      Die effektive Masthöhe UKW dürfte etwa 400 m sein.
      In Richtung Aachen sieht es bei mir gut aus, kaum Gebirgszüge dazwischen.
      Als direkten Vergleich nahm ich einen Sender in 75 km Entfernung, annähernd gleiche Signalstärke.
      Gleiches Problem wie bei Dir, die Antenne ist genau auf den Gebirgskamm ausgerichtet.
      Von innerhalb 10 km ab Antenne bei mir habe ich einen Höhenunterschied von ca. 250 m.
      Der Sender strahlt mit 100 kW ab, effektive Antennenhöhe UKW ca. 400 m.
      Die Entfernung ist etwas geringer, ansonsten gut mit Deinen Gegebenheiten vergleichbar.

      Wer will, kann jetzt Antennenmaterial bestellen, die Antenne ist ja soweit fertig.
      Bestellt man bei Tinos Funkshop, sollte man noch 2 Meter RG179 bestellen:
      tinos-funkshop.de/p/rg-179-b-u
      Ich werde einen Balun mit Antennenkabel zeigen, wie man von 300 Ω symmetrisch auf 75 Ω Koax kommt.

      Kleine Anmerkung, wer überlegt, einen Rotor zu kaufen.
      Den, den ich habe, gibt es nicht mehr, schon was älter.
      Einen recht ähnlicher Rotor bezüglich technischer Daten und Bedienung sieht man hier:
      funktechnik-bielefeld.de/hy-ga…r-automatik-antennenrotor

      Andreas
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      Hallo Andreas,

      auf Deinem Bild sieht es so aus, als hätte die Dipolmitte über die Schraube des Elementhalters elektrischen Kontakt mit dem Boom. Oder täusche ich mich da?

      Darunter, an den Anschlussenden, ist der Fall klar, da sorgt der Dipolverbinder für Isolation.
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      Jetzt mit Höhenprofil!



      Ich nahm ein Werkzeug für Fahrradfahrer, nur bedingt tauglich.
      Das Profil zeigt den Sender in 75 km Entfernung mit 100 kW, bei mir gut Signal 3 von 5.
      Links meine Antenne, 155 m Höhe und rechts der Sendemast mit effektiver Höhe 400 m.
      Ganz sauber ist das Profil nicht, da es (Rad)wege benutzt, nicht direkte Verbindung.
      Man sieht aber gut die Tendenz, ähnlich wie bei Christian.

      Andreas
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      • hlang.png

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      Christian, Ergänzung!

      Manche Antennenbauer schrauben die Elemente direkt auf das Boomrohr.
      Ich halte davon nicht viel, da man häufig mit einem Korrekturfaktor arbeiten muss.
      Hier in dem Fall ist der gering, kann man problemlos machen.
      Anders sieht es bei schmalbandigen Hochgewinnyagis aus.
      Auch gibt es Konstruktionen, bei der die Elemente durch das Boomrohr gesteckt werden.
      Meist macht man das isoliert, erfordert aber auch einen Korrekturfaktor.

      Andreas
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      Weitere Gedanken zu Christians örtlichen Gegebenheiten!

      Ich nahm Christians Diagramm und ergänzte es etwas.
      Vom Sendemast rechts in 1100 m effektiver Höhe zeichnete ich die blaue Linie.
      Wie man sieht, herrscht größtenteils Sichtverbindung, die Berge bei 60 bis 90 km stören nicht.
      Bei der Spitze ganz links wird das Sendesignal gestreut werden.
      Der Effekt ist gut vergleichbar mit der Streuung von Licht an einer Kante.
      Bei Christian an der Antenne erwarte ich ein recht brauchbares Signal ohne Vorverstärker.
      Mit brauchbar meine ich eine Signalstärke, bei der sauberer Stereoempfang möglich ist.
      Ich bin auf Christians Bericht gespannt, wenn er die Antenne aufgebaut hat!

      Andreas
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      • chrisdiagr.png

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      Hallo Andreas,
      Isolation Dipol: Korrekt, ich bezog mich auf oben, also Mitte der Schleife. Bisher dachte ich, dass der Dipol komplett vom Boom isoliert werden muss. Es vereinfacht die Montage, wenn das nicht notwendig ist.

      Wenn Deine Vorhersage passt, dass mit dieser Konstruktion bei mir B2-Stereo Empfang möglich ist, sollte doch schon mit einem einfachen Dipol der Sender zumindest nachweisbar sein. Das werde ich mal als Erstes testen.
      Viele Grüße
      Christian
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      Christian, richtig gedacht!

      Bei 98 MHz bringt die Antenne etwa 7 dBd, also 7 dB mehr als nur Dipol.
      Bist Du mit nur Dipol im Bereich Umschaltschwelle mono/stereo, bringen es die 7 dB.
      Nebenbei, 7 dB entspricht recht genau Leistung 20 kW -> 100 kW in meinen Beispielen.

      Prüfe mit dem Dipol, ob Du störende Signale auf selber oder ähnlicher Frequenz hast.
      Am Anfang schrieb ich was, wie man einen störenden Sender geschickt ausblendet.
      Gerade bin ich beim Verifizieren der Richtdiagramme, sieht gut aus.
      Vorher bekam ich hier einen Lokalsender nur brauchbar auf einer Frequenz.
      Jetzt mit der Richtantenne gehen auch weitere entferntere Sendestandorte problemlos.
      Langsam verliebe ich mich in die Yagi!

      Andreas
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      Kleiner Dämpfer beim Ausmessen Richtdiagramm!

      Ich hatte die Hoffnung, hier in der Gegend mir ein professionelles Messgerät ausleihen zu können.
      Der gute Mann antwortete postwendend, ein Meister Radio- und Fernsehtechnik.
      Den kenne ich noch aus Jugendzeiten, Messgeräte verleiht er nicht, bei mir macht er eine Ausnahme.
      Er schrieb mir auch genau, welche Antennenmessgeräte er hat, ich suchte mir die Spezifikationen heraus.
      Seine Messgeräte sind gut für BK-Anlagen oder Hausantennenanlagen, um auf sinnvolle Pegel zu kommen.
      Auch zeigen seine Geräte ein Spektrum an, sehr sinnvoll für diesen Zweck, Überblick.
      Nur selektive Messung einer Frequenz, steile Flanken auf ca. +/- 100 kHz, geht damit eher nicht.
      Genau das braucht man, wenn man keine Messkammer zur Verfügung hat, in "freier Wildbahn" misst.
      Man muss ja die anderen Radiosender möglichst gut ausblenden, um brauchbare Pegelwerte zu erhalten.

      Auch dafür habe ich eine Lösung, werde ich demnächst umsetzen.
      Zwei Ideen gehen mir gerade durch den Kopf.
      Ich werde bei einem Tuner/Receiver das Signal nach Filterung ZF nehmen, hinreichend schmalbandig.
      Möglicherweise greife ich direkt das ZF-Signal ab, messe den Pegel extern.
      Einfacher ist es, kein Eingriff notwendig, die analoge Feldstärkeanzeige zu benutzen.
      Problem bei solchen Feldstärkeanzeigen, fast immer Lügenbarometer, seltenst echte S-Werte 6 dB.
      Soll es nicht zu genau werden, kann man mit Dämpfungsgliedern ermitteln, was da in dB angezeigt wird.
      Es geht ja nur darum, ein Antennendiagramm zu verifizieren, eher qualitativ.
      Ob es nun bei Drehung 90 ° -29 dB oder -32 dB sind, stört beim Verifizieren des Diagramms nicht wirklich.
      Grob abgeschätzt, noch nicht sauber gemessen, sind es etwa 30 dB Hauptstrahlrichtung zu Drehung 90 °.
      Vermutlich am Wochenende geht es hier weiter!

      Andreas
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      Hallo Andreas, hallo Mitleser,

      Du hattest recht. Die Bayernsender sind bei mir empfangbar.
      Heute habe ich einen Provisoriums-Dipol in Betrieb genommen. Da mir mein Vater eine mit allen erdenklichen Materialien gefüllte Werkstatt hinterlassen hat, habe ich dafür eine etwas andere Konstruktion verwendet. Ein 2,80 m langes Stück Aluminiumleitung mit 6,5 mm Drahtdurchmesser fand sich in der Werkstatt an. Etwas Alurohr mit passendem Innendurchmesser ebenfalls. Damit habe ich beide Enden nach Deiner Steckmethode verlängert, so dass die Gesamtlänge nun 2,86 m beträgt. Die breitgeschlagenen Enden dienen gleichzeitig der Befestigung und dem Anschluss. Kupfer auf Alu hält nicht lang, sobald Feuchtigkeit an die Kontaktstelle kommt, für einen schnellen Test ist es aber in Ordnung. Nach einem sehr kurzen Stück Bandkabel kommt ein Balun 4:1, danach geht es mit einem Koaxkabel weiter, hier eine vorkonfektionierte Verlängerung von 20 m.
      Momentan liegt die Höhe des Dipols bei ca. 1,50 über der Dachhaut, die aus Aluschindeln besteht.

      Das Testgerät, ein Saba 9140, empfing heute Abend mit diesem Konstrukt klar die Sender vom Ochsenkopf, mono, aber rauschfrei. Was das so ungefähr an Pegel ist, muss ich noch mit einem Abgleichsender ermitteln, die Feldstärke-Anzeige stand auf 3 von 10 bei Bayern 2 (96 MHz) und Bayern 3 (99,4 MHz). Ich denke, das liegt irgendwo im unteren zweistelligen µV-Bereich.
      Bisher habe ich nur UKW aus dem Kabel der hiesigen Antennengemeinschaft genutzt, oder halt eine kurze Drahtantenne, die natürlich unter dem Blechdach kaum etwas eingefangen hat. Ich war überrascht, wie dicht das UKW-Band bei mir im Tal belegt ist. Einige tschechische Sender kommen rein, klar und in Stereo der nur 30 km entfernte Sendemast Geyer, auch der Sender Dresden, mit ca. 90 km Entfernung.

      Viele Grüße,
      Christian
      Bilder
      • Provi_1.JPG

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      Christian, herzlichen Glückwunsch!

      Ich bin eher vorsichtig mit Prognosen, war ja mehr oder minder Volltreffer mit Ochsenkopf.
      Es lohnt sich also, die Yagi aufzubauen, die bringt die fehlenden dB für Stereoempfang.
      Vermutlich kannst Du auf einen Vorverstärker verzichten, auch bei 20 m Antennenkabel.

      Eigentlich wollte ich im nächsten Beitrag auf das Antennendiagramm der Yagi eingehen.
      Momentan ist sie mit Flachbandkabel angeschlossen, also symmetrisch.
      Somit benötige auch ich einen Balun, mein Messzeugs ist für Koax.
      Ich werde einen sehr einfach nachbaubaren Kabelbalun vorstellen, 75 Ω <--> 300 Ω.
      Den werde ich dann für die Messungen nehmen, meine Dämpfungsglieder sind 75 Ω.
      Vor gut 10 Jahren war so ein Ding schon mal Thema:
      Antennen-Impedanz-Anpassung
      Bei mir wird er deutlich handlicher, habe dafür RG174 50 Ω mit weniger als 3 mm Durchmesser.
      Zuvor riet ich, RG179 75 Ω zu bestellen, ähnlicher Durchmesser, jedoch besser geeignet.

      Andreas
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      Christian, kleine Bitte!

      Du schriebst vom 9140 und seiner Signalanzeige in 10 Stufen.
      Wenn Du den Testsender anschließt, ermittele nicht nur den Pegel für Signalstärke 3.
      Mache es bitte für alle von 1 bis 10, kleine Tabelle, möglichst auf 98 MHz, Bandmitte.
      Das wird einigen Lesern ernsthaft helfen, bei sich die Signalstärke gut einschätzen zu können.

      Andreas
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      ...da sind die Kalibrierwerte der Saba-Feldstärkeanzeige. Das Diagramm enthält zwei Kurven. Blau ist der Ablesewert am Meßsender, der den Pegel bei unbelastetem Ausgang darstellt. Bei Abschluss mit 75 Ohm reduziert dieser sich auf die Hälfte, was -6 dB entspricht. Das stellt dann die magentafarbene Kurve dar. An einer echten Antenne passiert das ähnlich, vorausgesetzt die Anpassung stimmt.

      Empfänger: Saba 9140 (ZF-Teil ist mit einem CA3189 ausgerüstet)
      Meßsender: Leader 3216, mit schon lange abgelaufener Kalibrierung

      Die Anzeige reagiert nicht linear auf den Eingangspegel, am empfindlichsten ist die Mitte, wo 3-4 dB Unterschied für eine Anzeigeeinheit reichen. Ab 7 wird es deutlich mehr. Ab 9 schlägt der Begrenzer zu und der Wert steigt bei Erhöhung der Feldstärke kaum noch an.

      Um identische Bedingungen zu haben, habe ich das Signal über das 20 m lange BK-Verlängerungskabel in den Empfänger gespeist. Ein Vergleich mit einem kurzen Kabel ergab eine zusätzliche Dämpfung von ca. 2-3 dB durch diese 20 Meter.

      Feldstärkeanzeige 3 heißt demnach, dass am Antennenausgang ein Pegel von 18 dB µV anlag. Durch die Dämpfung des Übertragungskabels blieben am Empfängereingang davon noch ca. 15-16 dB µV übrig. Da ist also auch noch etwas zu holen. Außerdem ist das der Grund, dass ein HF-Verstärker gut in der Nähe der Antenne aufgehoben ist.

      Für Stereo benötigt das Gerät 26 dB µV am Eingang, die Umschaltung auf Mono erfolgt bei nur 2 dB weniger. Die Umschaltschwelle ist übrigens einstellbar. Hinten am Gerät ist das Poti P2501 von außen zugänglich.

      So, nun bin ich neugierig, was mein Grundig T7500 an der Dipolantenne zustande bringt.

      Viele Grüße,
      Christian
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      Christian, besten Dank für die Tabelle!

      Ab ungefähr welchem Pegel schaltet der 9140 auf Stereoempfang um?
      Ich vermute, das wird knapp über Signalstärke 3 sein.
      Das mit dem Grundig T7500 ist eine gute Idee, auch höhere Liga.
      Von dem ebenfalls eine Tabelle mit Signalwerten, dann kann man schön vergleichen.

      Noch mal kurz was zum rauscharmen Verstärker direkt hinter der Antenne!
      Vermutlich bei manchen Lesern nicht angekommen, warum der direkt hinter die Antenne soll.
      Es macht einen erheblichen Unterschied, ob der direkt hinter der Antenne sitzt oder nach 20 m.
      Verstärkt man sofort hinter der Antenne, bleibt das unvermeidliche Rauschen niedrig.
      Verstärkt man erst nach 20 m Antennenkabel, zieht man das Rauschen deutlich hoch.
      Es gibt noch einen weiteren Effekt, den ich zuvor nicht erläuterte.
      Antennenkabel haben ein Schirmungsmaß, also Schutz vor ungewollter HF-Einstrahlung.
      Das heißt, unser Antennenkabel fängt sich etwas Fremdsender ein.
      Kommt der Verstärker erst nach den 20 m Antennenkabel, wird die Einstrahlung natürlich auch verstärkt.

      Andreas
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      Kleine Erläuterung zum 9140!

      Anbei ein Bild aus dem Datenblatt, was bei welchem Pegel angezeigt wird.
      Aufpassen, das ist der ZF-Pegel beim CA3189, nicht der Antennenpegel!
      Bei mir im Sansui werkelt ein HA1137W, der wesentlich mehr ZF-Pegel benötigt.
      Der ist eine taube Nuss, benötigt etwa 50 dBµV ZF für Stereobetrieb.
      Ich nahm den Sansui mit Absicht, später kommen ja noch die rauscharmen Vorverstärker.

      Andreas
      Bilder
      • ca3189meter.png

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      Grundig T7500:



      Das Gerät besitzt eine Kette von 8 LED für die Feldstärkeanzeige. Zwischenstände kann man abschätzen, da die letzte LED nicht sofort mit voller Helligkeit leuchtet.

      Es ergibt sich ein fast linearer Verlauf. Nur zum Beginn der Kurve gibt es eine Abweichung davon. Der Träger ist schon bei - 13 dB µV nachweisbar, durch erstes Flackern der ersten LED, allerdings kommt da noch kein brauchbares NF-Signal aus dem Gerät. Dafür braucht man die -7 dB µV im Diagramm.
      Das Gerät schaffte es heute tatsächlich, an meinem einfachen Dipol Bayern 2 in brauchbarem Stereo zu empfangen. Ich bin beeindruckt!
      Dessen Stereoeinschaltschwelle liegt bei nur 6 dB µV am Antenneneingang. Die Umschaltung auf Mono erfolgt dann mit ausreichend Hysterese bei 1 dB µV. Die Kanaltrennung ist da natürlich nicht besonders hoch, der Stereoeffekt ist nur gering im Vergleich zu einem starken Sender, aber dafür rauscht und zischelt es kaum.

      Für den Saba 9140 habe ich die Stereo-Schwellwerte im vorletzten Post ergänzt.

      Viele Grüße,
      Christian
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