Luftspule für das KW-Anpassgerät verständlich erklärt

Wir werfen heute einen Blick in die Welt des Kurzwellenfunks (KW). Ein unverzichtbares Hilfsmittel ist hier ein KW-Anpassgerät, das Sie als einen Antennentuner auffassen können. Dessen Aufgabe ist es, die Impedanz zwischen dem Sender und der Antenne anzupassen beziehungsweise abzustimmen.

Auf diese Weise können die Leistung, die von der Antenne aufgefangen wird, optimiert und unerwünschte Reflexionen zugleich deutlich reduziert werden. Die Luftspule ist nun das zentrale Bauteil eines solchen Anpassgerätes und auf genau diese werden wir im Folgenden näher eingehen.

Wissenswertes über den Kurzwellenbereich (KW)

Kurzwellen kommen insbesondere beim Rund-, Amateur-, See- und Flugfunk zur Anwendung, aber auch im Rahmen der militärischen und Notfallkommunikation. Da die relativ niederfrequenten elektromagnetischen (Radio)Wellen an der Ionosphäre reflektiert werden, können KW-Signale sehr große Entfernungen überwinden, was sie gerade für internationale Funkverbindungen so wertvoll macht. Der Kurzwellenbereich (KW) umfasst das gesamte Frequenzband von 1,6 bis 30 Mega-Hertz (MHz), das noch in dieser Weise untergliedert wird:

• Unterer KW-Bereich: 1,6 – 5 MHz
• Mittlerer KW-Bereich: 5 – 15 MHz
• Oberer KW-Bereich: 15 – 30 MHz

Was ist eine Luftspule?

Eine Luftspule ist erst einmal eine elektrische Spule ohne Eisen- oder Ferritkern. Ihre Windungen aus isoliertem Kupferdraht sind entweder freistehend oder auf einem Isolator wie Kunststoff oder Keramik aufgewickelt. Der Name „Luftspule“ leitet sich daraus ab, dass sich zwischen den Windungen nichts weiter als Luft befindet.

Die Funktionalität der Luftspule im KW-Anpassgerät

Auch im KW-Anpassgerät nimmt eine Spule, in diesem Fall eben die Luftspule, Einfluss auf die Induktivität der Schaltung. Gemeinsam mit Kondensatoren und Widerständen baut sie einen Schwingkreis oder besser gesagt einen Tiefpassfilter auf, der für eine optimale Ankopplung der Antenne an die zu empfangenden Sendefrequenzen sorgt, was die Effizienz der Funkübertragung ganz erheblich verbessert.

Warum wird hier ein Ferritkern lieber weggelassen?

Die Vorteile dieser Bauart lassen sich so zusammenfassen:

• Bei Hochfrequenzanwendungen bewirkt ein Ferritkern oftmals eine unerwünschte magnetische Sättigung, wodurch sich die Eigenschaften der Spule deutlich verändern.
• Ohne Eisen- oder Ferritkern sind die Energieverluste sehr begrenzt. In diesem Zusammenhang spricht man von einem hohen Gütefaktor beziehungsweise großen Q-Wert.
• Luftspulen verfügen per se über eine weitgehend konstante Induktivität, was sie eben ideal für den Kurzwellenfunk macht, der sich über einen breiten Frequenzbereich erstreckt.
• Aufgrund ihres geringen Ohmschen Widerstandes generieren Luftspulen kaum Verluste, was bei Hochfrequenzanwendungen ein wichtiges Krieterium darstellt.

Aufbau und Herstellung einer Luftspule

Jede Luftspule besteht aus mehreren Kupferdraht-Windungen, die entweder freistehend oder auf einem isolierenden Träger gewickelt sind. In der Regel wird hierzu Kupferdraht mit einer Lackisolierung verwendet. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit beziehungsweise Verringerung des Widerstandes kann der Draht auch mal versilbert sein. Es gilt zudem: Je größer der Durchmesser, desto kleiner die Verluste. Die Induktivität der Spule steigt mit der Anzahl der Windungen. Um einer ungewollten Änderungen der Induktivität zum Beispiel durch mechanische Belastungen vorzubeugen, sollte beim Bau der Spule auf ein hohes Maß an Stabilität geachtet werden.

Einsatzgebiete von Luftspulen in KW-Anpassgeräten

Wie oben bereits erwähnt, werden Luftspulen benötigt, um eine optimale Abstimmung zwischen Sender und Antenne zu gewährleisten. In Schwingkreisen und Filtern bewerkstelligen sie bestimmte Frequenzselektionen für die Sender und Empfänger. Aufgrund ihrer geringen Verluste und hohen Effizienz sind Luftspulen ideal für leistungsstarke Sender geeignet und daher ein unverzichtbares Bauteil in der Hochleistungs-Funktechnik.

Fazit

Die Luftspule ist gerade in einem KW-Anpassgerät ein essenzielles Bauteil. Sie sorgt für eine hervorragende Abstimmung zwischen Sender und Antenne und trägt somit zu einer deutlichen Verbesserung der Funkübertragung bei. Dank guter Stabilität und ihres hohen Gütefaktors stellt die Luftspule über einen weiten Frequenzbereich eine zuverlässige Induktivität bereit, was sie für Hochfrequenzanwendungen geradezu prädestiniert. Jeder, der sich mit Kurzwellenfunk beschäftigt, kann tatsächlich lange über die Vorzüge der Luftspule fabulieren.