Die Magnetic Loop Antenne

# Magnetic Loop Antenne – klein, leistungsfähig und faszinierend

Die **Magnetic Loop Antenne**, häufig auch einfach **Mag-Loop** oder **Small Transmitting Loop (STL)** genannt, ist eine besonders interessante Antennenform für Funkamateure und CB-Funker, die mit wenig Platz auskommen müssen.

Auf den ersten Blick wirkt eine Magnetic Loop fast unscheinbar: Ein relativ kleiner Ring aus Kupfer- oder Aluminiumrohr, dazu ein Abstimmkondensator und eine kleine Einkoppelschleife. Trotzdem kann eine gut konstruierte Magnetic Loop erstaunlich gute Ergebnisse erzielen.

Gerade dort, wo eine klassische Dipol-, Yagi- oder Vertikalantenne wegen Platzmangel, Nachbarschaft oder baulichen Einschränkungen nicht möglich ist, kann die Magnetic Loop eine interessante Alternative darstellen.

Allerdings hat sie auch ihre Besonderheiten. Die Antenne ist **sehr schmalbandig**, muss deshalb präzise abgestimmt werden und kann beim Senden an bestimmten Bauteilen **sehr hohe HF-Spannungen** erzeugen. Eine Magnetic Loop ist deshalb keineswegs einfach nur ein „kleiner Draht im Kreis“.

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## Was ist eine Magnetic Loop?

Eine Magnetic Loop besteht grundsätzlich aus drei wichtigen Teilen:

1. **Hauptschleife**
2. **Abstimmkondensator**
3. **Einkopplung zur Funkstation**

Die Hauptschleife besteht normalerweise aus einem möglichst verlustarmen Leiter, beispielsweise Kupferrohr. Zusammen mit dem variablen Kondensator bildet sie einen **hochwertigen HF-Schwingkreis**.

Vereinfacht ausgedrückt:

**Loop = Spule + Kondensator + Resonanz**

Bei der Resonanzfrequenz wird die Induktivität der Schleife durch die Kapazität des Kondensators kompensiert. Dadurch entsteht ein sehr hoher Kreisstrom innerhalb der Schleife.

Die Energie des Senders wird meistens nicht direkt über den Kondensator in die Loop eingespeist. Stattdessen wird eine kleinere **Koppelschleife** verwendet.

Diese galvanisch getrennte Einkopplung hat unter anderem den Vorteil, dass die Anpassung zwischen Funkgerät und Loop relativ einfach realisiert werden kann.

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# Warum kann eine so kleine Antenne überhaupt funktionieren?

Das ist einer der faszinierendsten Punkte.

Eine normale Halbwellendipolantenne für das 20-Meter-Band ist ungefähr 10 Meter lang. Für das 40-Meter-Band sind es ungefähr 20 Meter.

Eine Magnetic Loop kann dagegen deutlich kleiner gebaut werden.

Das bedeutet allerdings **nicht**, dass die Physik überlistet wird.

Die geringe Größe wird mit anderen Eigenschaften erkauft:

* sehr hoher Q-Faktor
* geringe Strahlungswiderstände
* hohe HF-Ströme
* schmale Bandbreite
* sehr genaue Abstimmung
* höhere Verluste bei ungünstiger Konstruktion

Eine kleine Loop kann also durchaus funktionieren, aber die Konstruktion muss sorgfältig ausgeführt werden.

Die Effizienz hängt insbesondere davon ab, wie groß die Loop im Verhältnis zur Wellenlänge ist und wie gering die ohmschen Verluste von Leiter, Verbindungen und Kondensator sind.

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# Der wichtigste Punkt: der Strahlungswiderstand

Bei einer kleinen Magnetic Loop ist der **Strahlungswiderstand sehr klein**.

Das ist entscheidend für das Verständnis der Antenne.

Ein Teil der Energie wird tatsächlich als elektromagnetische Welle abgestrahlt. Ein anderer Teil geht jedoch durch Verluste verloren.

Zu diesen Verlusten gehören beispielsweise:

* Widerstand des Kupfer- oder Aluminiumrohres
* Verluste im Abstimmkondensator
* Verluste an Steckverbindungen
* schlechte Löt- oder Schraubverbindungen
* Verluste durch nahegelegene Metallteile
* Verluste durch die Umgebung

Der Wirkungsgrad lässt sich vereinfacht mit folgender Beziehung darstellen:

**η = Rᵣ / (Rᵣ + Rₗ)**

Dabei steht **Rᵣ** für den Strahlungswiderstand und **Rₗ** für die Verlustwiderstände.

Je größer der Strahlungswiderstand und je kleiner die Verluste sind, desto besser arbeitet die Antenne.

Genau deshalb sollte eine Magnetic Loop möglichst **groß gebaut werden, soweit es der verfügbare Platz zulässt**.

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# Warum Kupferrohr?

Für eine Sendeloop ist der verwendete Leiter besonders wichtig.

Kupfer ist wegen seiner guten elektrischen Leitfähigkeit sehr beliebt. Häufig wird deshalb Kupferrohr verwendet.

Der Grund:

Bei HF fließt der Strom aufgrund des **Skineffekts** überwiegend an der Oberfläche des Leiters.

Ein dickes Rohr kann daher eine sehr gute Kombination aus mechanischer Stabilität und geringer HF-Verlustleistung darstellen.

Auch Aluminium kann verwendet werden. Entscheidend ist nicht nur das Material, sondern die gesamte Konstruktion.

Besonders problematisch sind:

* dünne Leiter
* unnötig lange Verbindungen
* schlechte Kontakte
* oxidierte Übergänge
* minderwertige Kondensatoren
* unnötige Steckverbinder

Bei einer Magnetic Loop können schon relativ kleine zusätzliche Verluste den Wirkungsgrad deutlich verschlechtern, weil der Strahlungswiderstand der kleinen Antenne selbst sehr gering ist.

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# Die Abstimmung – der große Vorteil und gleichzeitig der größte Nachteil

Eine Magnetic Loop besitzt normalerweise eine **sehr hohe Güte (Q)**.

Das führt zu einem interessanten Effekt:

Die Antenne kann bei ihrer Resonanzfrequenz sehr gut funktionieren.

Aber:

**Sie ist extrem schmalbandig.**

Wenn man beispielsweise auf einer bestimmten Frequenz abstimmt und anschließend nur einige Kilohertz weitergeht, kann bereits eine neue Abstimmung notwendig sein.

Die Beziehung zwischen Resonanzfrequenz, Q-Faktor und Bandbreite wird vereinfacht durch

**Q = f / BW**

beschrieben.

Je größer der Q-Faktor ist, desto kleiner wird die Bandbreite.

Das ist eine direkte Folge des Prinzips der Magnetic Loop und kein Konstruktionsfehler.

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# Was bedeutet das beim praktischen Funkbetrieb?

Bei einem normalen Dipol kann man beispielsweise innerhalb eines Amateurfunkbandes einen relativ großen Frequenzbereich nutzen.

Bei einer Magnetic Loop sieht das anders aus.

Man dreht am Abstimmkondensator, bis die Antenne exakt auf die gewünschte Frequenz abgestimmt ist.

Wechselt man anschließend beispielsweise von:

**14,150 MHz → 14,250 MHz**

muss möglicherweise erneut abgestimmt werden.

Beim Wechsel des Bandes ist natürlich eine wesentlich größere Abstimmung erforderlich.

Für komfortablen Betrieb wird deshalb bei vielen Magnetic Loops eine **motorisierte Abstimmung** eingesetzt.

Ein kleiner Motor kann den Drehkondensator bewegen. Der Bediener kann die Antenne dann bequem vom Funkgerät aus abstimmen.

Das ist besonders praktisch, wenn sich die Antenne auf dem Dach, Balkon oder Mast befindet.

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# Ein besonderer Vorteil: geringe Größe

Der wahrscheinlich größte Vorteil der Magnetic Loop ist ihre kompakte Bauweise.

Eine klassische Antenne benötigt unter Umständen sehr viel Platz.

Eine Magnetic Loop kann dagegen beispielsweise auf einem Balkon, einer Dachterrasse oder in einem kleinen Garten untergebracht werden.

Gerade für Funker mit begrenztem Platz kann das einen enormen Unterschied machen.

Die ARRL beschreibt kleine Loops ebenfalls als interessante Alternative und weist darauf hin, dass mit verlustarmen Leitern und hochwertigen Abstimmkondensatoren auch kleine Schleifenantennen brauchbare Leistungen erreichen können.

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# Ein weiterer Vorteil: geringe elektrische Störungen

Ein besonders interessanter Aspekt der Magnetic Loop ist ihre Empfangscharakteristik.

Die kleine Loop reagiert stark auf die **magnetische Komponente** des elektromagnetischen Feldes.

Dadurch kann sie gegenüber bestimmten lokalen Störquellen Vorteile besitzen.

In einer Umgebung mit:

* Schaltnetzteilen
* LED-Beleuchtung
* Computern
* Netzteilen
* Fernsehern
* Ladegeräten
* Photovoltaikanlagen

kann eine Magnetic Loop unter Umständen einen deutlich angenehmeren Empfang ermöglichen als eine breitbandige Drahtantenne.

Dabei darf man allerdings nicht erwarten, dass jede Störung automatisch verschwindet.

Die tatsächliche Verbesserung hängt stark von der Störquelle, der Aufstellung und der Polarisation ab.

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# Die Richtwirkung

Eine Magnetic Loop besitzt außerdem eine ausgeprägte Richtcharakteristik.

Das kann beim Empfang sehr interessant sein.

Durch Drehen der Loop kann man beispielsweise einen bestimmten Sender stärker empfangen und gleichzeitig eine unerwünschte Störquelle abschwächen.

Diese Eigenschaft kann gerade im städtischen Umfeld sehr hilfreich sein.

Eine Störung, die von einer bestimmten Richtung kommt, kann durch entsprechendes Drehen der Loop teilweise in ein Empfangsminimum gebracht werden.

Dadurch kann das Verhältnis zwischen Nutzsignal und Störsignal verbessert werden.

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# Sehr interessant für DX

Eine Magnetic Loop kann insbesondere für **DX-Betrieb** interessant sein.

Je nach Aufbau und Montage kann die Abstrahlung einen relativ niedrigen Elevationswinkel besitzen.

Das kann für Weitverbindungen interessant sein.

Natürlich ersetzt eine Magnetic Loop keine große, optimal aufgebaute Richtantenne.

Aber genau hier liegt ihre Stärke:

**Eine kleine, gut abgestimmte Antenne kann deutlich bessere Ergebnisse liefern als eine theoretisch größere Antenne, die wegen schlechter Aufstellung stark beeinträchtigt wird.**

Für viele Funker zählt deshalb nicht nur die Größe der Antenne, sondern vor allem:

**Wo und wie kann ich sie aufstellen?**

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# Nachteile der Magnetic Loop

Natürlich hat diese Antenne auch einige Nachteile.

## 1. Sehr schmale Bandbreite

Das ist der offensichtlichste Nachteil.

Die Antenne muss regelmäßig nachgestimmt werden.

Wer ständig zwischen verschiedenen Frequenzen springt, wird eine Magnetic Loop möglicherweise als umständlich empfinden.

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## 2. Hohe HF-Spannung

Das ist ein besonders wichtiger Punkt.

Am Abstimmkondensator können beim Senden **sehr hohe HF-Spannungen** entstehen – selbst bei vergleichsweise geringer Sendeleistung.

Bei Magnetic Loops können im Resonanzkreis außerdem sehr hohe HF-Ströme auftreten.

Deshalb darf man während des Sendens niemals den Kondensator, die Loopanschlüsse oder andere Teile des resonanten Kreises berühren.

Bereits bei relativ niedriger Leistung können gefährliche HF-Spannungen auftreten.

**Eine Magnetic Loop muss deshalb so gebaut werden, dass spannungsführende Teile nicht berührt werden können.**

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# 3. Nicht jede Loop ist automatisch effizient

Im Internet findet man häufig Aussagen wie:

> „Magnetic Loops sind klein und genauso gut wie große Antennen.“

So pauschal stimmt das nicht.

Eine Magnetic Loop kann sehr gut funktionieren, aber ihre Effizienz hängt stark von der Konstruktion ab.

Eine schlecht gebaute Loop kann einen großen Teil der Sendeleistung in Wärme verwandeln.

Besonders kritisch sind:

* zu kleine Loop
* dünner Leiter
* schlechte Kontakte
* verlustreicher Kondensator
* zu kleine Anschlussleitungen
* nahe Metallteile
* ungünstige Montage

Die Größe der Loop spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle.

Eine größere Loop hat im Allgemeinen bessere Voraussetzungen für einen höheren Wirkungsgrad als eine extrem kleine Loop.

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# 4. Hohe Anforderungen an den Drehkondensator

Der Abstimmkondensator ist eines der wichtigsten Bauteile der gesamten Antenne.

Er sollte:

* HF-tauglich sein
* möglichst geringe Verluste besitzen
* die erforderliche Spannung sicher vertragen
* mechanisch stabil sein
* ausreichend Abstand zwischen den Platten besitzen

Für höhere Sendeleistungen werden entsprechend hochwertige Kondensatoren benötigt.

Bei QRO-Anwendungen können sehr hohe Spannungen auftreten, weshalb für hohe Leistungen spezielle Komponenten erforderlich sein können.

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# 5. Mechanisch anspruchsvoller Aufbau

Eine Magnetic Loop sieht auf einer Zeichnung einfach aus.

In der Praxis gibt es jedoch einiges zu beachten.

Die Hauptschleife sollte möglichst sauber und mechanisch stabil aufgebaut werden.

Verbindungen sollten einen möglichst geringen Übergangswiderstand besitzen.

Die Konstruktion sollte außerdem möglichst wenig Metall in unmittelbarer Nähe haben.

Denn beispielsweise:

* Balkongeländer
* Dachrinnen
* Metallmasten
* Stahlbeton
* Metallzäune

können die Antenne beeinflussen.

Eine Magnetic Loop sollte deshalb möglichst frei und mit ausreichendem Abstand zu größeren Metallflächen montiert werden.

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# Magnetic Loop versus Dipol

Die Magnetic Loop gewinnt also nicht unbedingt den Wettbewerb um die maximale Leistung.

Sie gewinnt vor allem dort, wo **Platz ein Problem darstellt**.

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# Welche Größe ist sinnvoll?

Eine wichtige Faustregel lautet:

**Je größer die Loop im Verhältnis zur Wellenlänge, desto besser sind normalerweise die Voraussetzungen für einen guten Wirkungsgrad.**

Eine extrem kleine Loop kann zwar funktionieren, aber ihre Verluste werden im Verhältnis zur abgestrahlten Leistung immer problematischer.

Deshalb sollte man nicht versuchen, eine möglichst kleine Antenne zu bauen.

Besser ist:

**So groß wie möglich – so klein wie nötig.**

Als grobe Orientierung werden für verschiedene HF-Bänder deutlich unterschiedliche Loop-Durchmesser benötigt. Auf 20 m kann eine Loop von ungefähr einem Meter Durchmesser bereits sehr interessant sein, während auf 40 m und insbesondere 80 m größere Abmessungen wesentlich sinnvoller werden.

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# Magnetic Loop für CB-Funk

Auch für CB-Funk ist das Prinzip interessant.

Das CB-Band liegt ungefähr im Bereich von **27 MHz**.

Eine Magnetic Loop kann deshalb relativ kompakt aufgebaut werden.

Gerade für:

* Balkon
* Dachterrasse
* kleinen Garten
* Camping
* portable Funkstation
* temporäre Funkstellen

kann eine Magnetic Loop interessant sein.

Allerdings sollte man immer beachten, dass eine größere Antenne auch auf CB grundsätzlich bessere Voraussetzungen für einen hohen Wirkungsgrad bietet.

Eine extrem kleine Loop ist also nicht automatisch die beste Lösung.

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# Empfang versus Senden

Hier muss man zwischen zwei Anwendungen unterscheiden.

Eine Magnetic Loop kann als **Empfangsantenne** ausgesprochen interessant sein.

Beim Empfang sind die Verluste häufig weniger dramatisch als beim Senden. Außerdem kann die Richtwirkung helfen, lokale Störungen auszublenden.

Beim **Senden** steigen die Anforderungen deutlich:

* geringe Leitungsverluste
* hochwertiger Kondensator
* stabile Konstruktion
* gute Kontakte
* korrekte Anpassung
* ausreichende Spannungsfestigkeit
* ausreichende Strombelastbarkeit

Eine für Empfang optimierte Loop sollte deshalb nicht automatisch als geeignete Sendeantenne betrachtet werden.

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# NanoVNA – ein sehr nützliches Werkzeug

Wer eine Magnetic Loop selbst baut, sollte meiner Meinung nach nicht nur nach dem SWR-Meter des Funkgerätes arbeiten.

Ein **NanoVNA oder vergleichbarer Antennenanalysator** ist beim Aufbau ausgesprochen hilfreich.

Damit kann man unter anderem:

* Resonanzfrequenz bestimmen
* SWR beobachten
* Abstimmverhalten untersuchen
* Bandbreite messen
* Veränderungen durch die Aufstellung erkennen
* die Einkopplung optimieren

Wichtig ist aber:

**Ein gutes SWR bedeutet nicht automatisch einen hohen Wirkungsgrad.**

Eine Antenne kann hervorragend angepasst sein und trotzdem einen erheblichen Teil der Leistung in ihren Verlustwiderständen verheizen.

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# Der größte Vorteil in einem Satz

Die Magnetic Loop bietet eine bemerkenswerte Kombination aus:

**kleiner Baugröße + Resonanz + Richtwirkung + guter Selektivität.**

Genau deshalb ist sie für viele Funker so interessant.

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# Der größte Nachteil in einem Satz

Der größte Nachteil ist:

**Sie ist schmalbandig und benötigt eine sehr genaue Abstimmung.**

Dazu kommen hohe HF-Spannungen und bei sehr kleinen Konstruktionen teilweise erhebliche Wirkungsgradverluste.

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# Für wen ist eine Magnetic Loop besonders geeignet?

Eine Magnetic Loop ist besonders interessant für Funker, die:

* wenig Platz haben
* auf einem Balkon funken
* keine langen Drähte spannen können
* eine portable Antenne benötigen
* gerne selbst bauen
* mit DX experimentieren
* unter lokalen Störungen leiden
* eine relativ unauffällige Antenne suchen
* gerne mit Antennentechnik experimentieren

Für einen klassischen Funker mit großem Grundstück und ausreichend Platz ist dagegen eine gut aufgebaute Vollgrößenantenne häufig die bessere Lösung.

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# Fazit

Die Magnetic Loop ist eine faszinierende Antenne, die eindrucksvoll zeigt, wie viel man mit relativ wenig Platz erreichen kann.

Sie ist allerdings **keine Wunderantenne**.

Ihre guten Eigenschaften entstehen durch einen Kompromiss: Die Antenne wird klein, dafür steigt die Güte des Resonanzsystems und die Bandbreite wird sehr schmal.

Wer bereit ist, regelmäßig nachzustimmen und beim Aufbau sorgfältig auf geringe Verluste zu achten, kann mit einer Magnetic Loop sehr interessante Ergebnisse erzielen.

Besonders spannend ist die Antenne für den **Balkon- und Portabelbetrieb**, aber auch für DX und den Empfang in störungsreicher Umgebung.

Für den Selbstbau ist sie ebenfalls ein hervorragendes Projekt, weil man dabei sehr viel über:

* Resonanz
* Induktivität
* Kapazität
* Q-Faktor
* HF-Ströme
* Strahlungswiderstand
* Antennenverluste
* Anpassung
* Richtwirkung

lernen kann.

Und genau das macht die Magnetic Loop für viele Funker so interessant:

**Sie ist klein – aber technisch alles andere als simpel.**

Für den Funkbetrieb gilt deshalb:

### „So groß wie möglich, so verlustarm wie möglich und immer sauber auf Resonanz abstimmen.“

Eine sorgfältig konstruierte Magnetic Loop kann damit eine sehr interessante Alternative sein, wenn eine große klassische Antenne nicht möglich ist.

Ja. Ich würde die Antenne als **1-m-Magnetic-Loop für 26–28 MHz** auslegen. Diese Größe ist noch relativ kompakt, lässt sich mit handelsüblichem Kupferrohr bauen und ist für CB-Funk sehr interessant.

**Wichtig:** Für den CB-Betrieb in Deutschland gilt aktuell die Allgemeinzuteilung der Bundesnetzagentur. Für FM/AM sind 400 W ERP und für SSB 1200 W PEP vorgesehen; die konkrete Funkanlage muss die entsprechenden Bestimmungen einhalten. ([Bundesnetzagentur][1])