Die HF-Stromzange


Eine empfindliche Anzeige für HF-Strom

Verfasser: Hermann Metzger, DJ8TL

Aufgabenstellung
Der Reflektor eines Hexbeams ist hinsichtlich seiner Resonanzfrequenz abzugleichen.
Ein SWR-Meter allein reicht für den Abgleich nicht aus.

Überlegungen zur Lösung der Aufgabe
Der Reflektor (Direktor) eines Beams wird durch Strahlungskopplung erregt. Bei symmetrischem Aufbau und Resonanz tritt in der geometrischen Mitte des passiven Elementes ein Strommaximum auf, welches hinsichtlich der Frequenzlage zu detektieren ist. Für den Abgleich ist es also nicht erforderlich, die genaue Größe des Stromes zu messen. Das Antennenelement ist durch Verlängern oder Verkürzen auf die gewünschte Resonanzfrequenz abzustimmen.

Für diesen Zweck gibt es mehrere veröffentlichte Schaltungen (u.a. Rothammel, CQ-DL etc.), die hier dienlich sein können. Aufbau und Dimensionierung werden jedoch oftmals nur skizzenhaft beschrieben.


Schaltung HF-Stromzange, Zeichnung: DJ8TL
Eine bewährte Schaltung mit Dimensionierungsangaben
(Schaltung groß: klicken!)


Ein Eisenpulver - Ringkern z.B. Typ T68-6 (Kennfarbe gelb, 2 – 50 MHz) ist diagonal zu teilen. Das kann geschehen durch Sägen mit einer Diamantsäge, oder besser durch Brechen. Dazu muss der Kern entlang der vorgesehenen Bruchlinie in einen Schraubstock mit genau parallel geführten und glatten Backen eingespannt werden (nicht zu fest!). Mit einem scharfkantigen Flacheisen als „Brechwerkzeug“ wird der Kern durch einen leichten Hammerschlag abgeschert. Das Flacheisen muss dabei sowohl auf einer der Backen des Schraubstocks als auch an beiden Kernhälften plan aufliegen. Ein Meißel eignet sich für diesen Zweck nicht.
Als hilfreich erweist es sich, den Kern mittels einer 3-Kant-Schlüsselfeile entlang der vorgesehenen Bruchlinie an den Breitseiten leicht einzukerben. (0,2 mm reicht)
Auf keinen Fall darf mit dem Hammer auf den Kern geschlagen werden. Dies führt immer zu unkontrolliertem Bruch und Materialzerstörung!

Kernteilung Zeichnung: DJ8TL
Nach der Teilung des Kerns wird eine der beiden Kernhälften mit ca. 30 Wdg. Kupfer-Lack-Draht, 0,3 - 0,4 mm Ø, einlagig eng bewickelt. Die Wicklung ist mit Sekundenkleber festzulegen.
In Verbindung mit der zweiten Kernhälfte ergibt sich ein Stromwandler, dessen Spannung mittels einer Verdopplerschaltung (D1, C1, D2, C2) gleichgerichtet wird. Der Abschlusswiderstand (R1) ist unbedingt zu empfehlen, da ein Stromwandler im Leerlauf eine unkontrollierbare Ausgangsspannung liefert, welche die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren überfordern könnte. Aus gleichem Grund sind hier Germanium-Dioden nicht vorteilhaft.
Die Kernhälften kann man mit etwas Heißkleber in einer großen Wäscheklammer aus Kunststoff fixieren. Die fünf Elektronik-Bauteile finden in einem der beiden Griffe Platz.

Die Anzeige des detektierten HF-Stroms erfolgt am besten mit einem Drehspulmesswerk. Digital anzeigende Geräte sind nur bedingt geeignet, da zum einen die Abgleicharbeit erschwert wird und zum anderen unter HF-Einfluss die Gefahr der Falschanzeige besteht.
Die Länge der Zuleitung spielt - wie angegeben - keine Rolle. Man kann das Messgerät also weit abgesetzt von der Messstelle neben dem Sender aufstellen.
Die erforderliche HF-Leistung an der Speisestelle des Beams zum Abgleich eines passiven Antennenelements beträgt bei der vorgeschlagenen Anordnung zirka 1 Watt.
Die Verwendung eines Kerns aus anderem Material ist durchaus möglich; man muss dann allerdings mit einem gegebenenfalls wesentlich höheren Leistungsbedarf rechnen, wodurch der Einfluss unerwünschter und das Ergebnis verfälschender kapazitiver Kopplung zunimmt.
Aus diesem Grund ist die gelegentlich beschriebene Verwendung eines so genannten Klappkerns (Entstörmaterial) nicht empfehlenswert.
Bei größeren Leitungsdurchmessern kann ein Kern aus gleichem Material und entsprechend größerem Durchmesser eingesetzt werden.
Die beschriebene HF-Stromzange eignet sich auch z.B. zum Feststellen von Mantelwellen auf einem Koax-Kabel oder zum Nachweis von unerwünschten Erdströmen an der Station. Ein Erdleitungs-Koppler kann mit dieser Einrichtung auf beste Wirksamkeit (höchsten Strom) abgeglichen werden und so weiter.
Abschließend soll nicht unerwähnt bleiben, dass ein solch einfacher Aufbau nicht kalibrierfähig ist; d.h. man kann damit zwar HF-Strom nachweisen und Minima und Maxima feststellen, nicht jedoch die tatsächliche Stromstärke in Ampere messen.
 
Eine solche oder ähnliche Hilfseinrichtung sollte dennoch an jeder Kurzwellenstation vorhanden sein.

Viel Erfolg beim Nachbau und beim experimentieren!

Hermann, DJ8TL