Магнітна антена із коаксіального кабелю. Досліди з магнітними рамковими антенами. Робимо самі. Відео

Діапазон частот 1-30 МГц зазвичай називається короткохвильовим. На коротких хвилях можна приймати радіостанції за тисячі кілометрів.

Яку антену вибрати для короткохвильового прийому

Незалежно від того, яку антену ви оберете, найкраще, щоб вона була зовнішньою(На вулиці), найбільш високо розташована і знаходилася подалі від ліній електропередач та металевого даху (для зниження перешкод).

Чому зовнішня краще за кімнатну?У сучасній квартирі та багатоквартирному будинку знаходиться безліч джерел електромагнітного поля, які є настільки сильним джерелом перешкод, що найчастіше приймач приймає одні перешкоди. Природно, що зовнішня (навіть на балконі) буде менше схильна до дії цих перешкод. Крім цього, залізобетонні будівлі екранують радіохвилі, а отже всередині приміщення корисний сигналбуде слабшим.

Завжди використовуйте коаксіальний кабельдля зв'язку антени з приймачем це також знизить рівень перешкод.

Тип приймальної антени

Насправді, на КВ діапазоні тип приймальні антенине настільки критичний. Зазвичай буває достатньо дроту довжиною 10-30 метрів, а коаксіальний кабель можна підключити в будь-якому зручному місці антени, хоча для забезпечення більшої широкосмугової (багатодіапазонності), кабель краще підключати ближче до середини дроту (вийде Т-антена з екранованим зниженням). У такому разі обплетення коаксіального кабелю до антени не підключається.

Дротові антени

Хоча більше довгі антениможуть прийняти більше сигналів, вони також прийматимуть більше перешкод.Це дещо зрівнює їх із короткими антенами. Крім цього, довгі антени перевантажують (з'являються "фантомні" сигнали по всьому діапазону, так звана інтермодуляція) побутові та портативні радіоприймачі сильними сигналами радіостанцій, т.к. у них невеликий у порівнянні з аматорськими чи професійними радіоприймачами. У цьому випадку в радіоприймачі треба включити атенюатор (перемикач встановити положення LOCAL).

Якщо ви використовуєте довгий провід і підключаєтеся до кінця антени, краще використовуватиме для підключення коаксіального кабелю узгоджуючий трансформатор (балун) 9:1, т.к. "Довгий провід" має високий активний опір (порядку 500 Ом) і таке узгодження знижує втрати на відбитий сигнал.

Узгоджувальний трансформатор WR LWA-0130, співвідношення 9:1

Активна антена

Якщо у вас немає можливості повісити зовнішню антену, то можна використовувати активну антену. Активна антена- це, як правило, пристрій, що поєднує в собі рамкову антену (або феритову або телескопічну), широкосмуговий високочастотний підсилювач і преселектор (хороша активна КВ антена коштує понад 5000 рублів, правда для побутових радіоприймачів немає сенсу купувати дорогу, цілком підійде щось на кшталт Degen DE31MS). Для зниження перешкод від мережі краще вибрати активну антену, яка працює від батарейок.

Сенс активної антени в тому, щоб якнайсильніше придушити перешкоду і посилити корисний сигнал на рівні РЧ (радіочастоти), не вдаючись до перетворень.

Крім активної антени можна використовувати будь-яку кімнатну, яку зможете зробити (дротяну, рамкову або феритову). У залізобетонних будинках кімнатну антенутреба розташовувати подалі від електропроводки, ближче до вікна (краще на балконі).

Магнітна антена

Магнітні антени (рамкова чи феритовая), у тому мірою, при сприятливому збігу обставин, дозволяють знизити рівень “міського шуму” (вірніше сказати, підвищити співвідношення “сигнал-шум”) з допомогою своїх спрямованих властивостей. Більш того, магнітна антена не приймає електричної складової електромагнітного поля, що також знижує рівень перешкод.

До речі, ЕКСПЕРИМЕНТ – це основа радіоаматорства. Зовнішні умови грають у поширенні радіохвиль істотну роль. Що добре працює в одного радіоаматора може зовсім не працювати в іншого. Найнаочніший експеримент поширення радіохвиль можна провести з телевізійною дециметровою антеною. Обертаючи її навколо вертикальної осі, можна помітити, що найбільш якісне зображення не завжди відповідає напрямку на телецентр. Це з тим, що радіохвилі при поширенні відбиваються і “змішуються коїться з іншими” (відбувається інтерференція) і найбільш “якісний” сигнал надходить із відбитою хвилею, а чи не з прямою.

Заземлення

Не варто забувати про заземленні(через трубу опалення). Не слід заземлювати на захисний провід (PE) у розетці. Особливо “люблять” заземлення старі лампові радіоприймачі.

Із жарт

Боротьба з перешкодами радіоприйому

На додаток до всього, для боротьби з перешкодами та навантаженнями можна використовувати преселектор(Антенний тюнер). Використання цього пристрою дозволяє певною мірою придушити позасмугові перешкоди та сильні сигнали.

На жаль, у місті всі ці хитрощі можуть не дати бажаного результату. При включенні радіоприймача чути тільки шум (зазвичай шум сильніший на низькочастотних діапазонах). Деколи початківці радіоспостерігачі навіть підозрюють свої радіоприймачі в несправності або негідних характеристиках. Перевірити приймач легко. Вимкніть антену (складайте телескопічну антену або переключіть її на зовнішню, але її не приєднуйте) і відрахуйте показання S-метра. Після цього витягніть телескопічну антену або підключіть зовнішню. Якщо свідчення S-метра значно збільшилися, значить з радіоприймачем все гаразд, а вам не пощастило з місцем прийому. Якщо рівень перешкод близький до 9 або вище, то нормальний прийом буде неможливий.

Пошук та втома джерела перешкоди

На жаль, місто повне "широкополосних" перешкод.Багато джерел генерують електромагнітні хвилі широкого спектра як іскровий розряд. Типові представники: імпульсні блоки живлення, колекторні електродвигуни, автомобілі, мережі електроосвітлення, мережі кабельного телебаченнята Інтернет, маршрутизатори Wi-Fi, ADSL модеми, промислове обладнання та багато іншого.

Найпростіший спосіб "пошуку" джерела перешкод - обстежити приміщення за допомогою кишенькового радіоприймача (не важливо якого діапазону, ДВ-СВ або КВ, тільки FM діапазону). Обійшовши кімнату, можна легко помітити, що в деяких місцях приймач шумить сильніше – це і є “місце локалізації” джерела перешкод. "Шуметь" буде практично все, що підключено до мережі (комп'ютери, енергозберігаючі лампи, мережеві дроти, зарядні пристроїта ін), а також сама електропроводка.

Саме для того, щоб хоч якось знизити згубну дію міських перешкод і стали популярні "супер-пупер" наворочені радіоприймачі та трансівери. Міський радіоаматор просто не може комфортно працювати на побутовій апаратурі, яка гідно себе показує "на природі". Потрібна більша вибірковість і динаміка, а цифрова обробка сигналу (DSP) дозволяє “творити чудеса” (наприклад, придушувати тональні перешкоди), недоступні аналоговим методам.

Звичайно, найкраща КВ антена - спрямована (хвильовий канал, QUARD, антени хвилі, що біжить і т.д.). Але будемо реалістами. Побудувати спрямовану антену, навіть просту, досить складно та дорого.

Дана публікація призначена для початківців
радіоаматорів і для тих, хто не має доступу
на покрівлю свого будинку. Сушко С.О. (Ex. UA9LBG)

Магнітні антени (Magnetic Loop) типу-ML через свої малі розміри стають все більш популярними. Всі вони можуть розміщуватися на балконах та підвіконнях. Безперечно, що класичну популярність здобули одновиткові магнітні антени з вакуумним конденсатором і петлею зв'язку, за допомогою яких можна проводити радіозв'язки навіть з іншими континентами.

Дворамкові антени у вигляді вісімки порівняно недавно почали з'являтися в середовищі радіоаматорів, хоча на зорі появи Сі-Бі зв'язку в Росії, такі антени з певним успіхом практикувалися в автомобільних радіо-охоронних системах діапазону 27МГц, див.рис.1.а. Автомобільна антенаскладалася з двох однакових рамок (петель) L1; L2 та загального резонансного конденсатора С1, що стоїть у пучності напруги. З периметром антени близько 5 метрів радіоаматор Стерликов А.( RA9SUS) провів зв'язки з 36 країнами потужність до 30 Вт. Живлення антени проводилося безпосередньо від коаксіального кабелю. А такі антени практикувалися з кінця 60-х, початку 70-х років минулого століття. Еквівалентну схему такої антени зображено на рис. 1.б.

Хоча одновитковіMLв даний час широко застосовуються в середовищі радіоаматорів, особливістю двох-виткової полягає в тому, що її апертура вдвічі більша в порівнянні з класичною. Конденсатором С1 можна змінювати резонанс антени з перекриттям частотою в 2-3 рази, а загальний периметр кола двох петель ≤ 0,5λ. Це можна порівняти з напівхвильовою антеною, а її мала апертура випромінювання компенсується підвищеною добротністю. Узгодження фідера з такою антеною краще здійснювати за допомогою індуктивного або ємнісного зв'язку.

Теоретичний відступ: Подвійну петлю можна розглядати як змішану коливальну системуLL таLC-системи. Тут для нормальної роботи обидва плечі навантажені на середовище випромінювання синхронно та синфазно. Якщо на ліве плече подається позитивна напівхвиля, то і на праве плече подається така сама. ЕРС самоіндукції, що зародилася в кожному плечі, буде за правилом Ленца протилежна ЕРС індукції, але так як ЕРС індукції кожного плеча протилежні у напрямку, то ЕРС самоіндукції буде завжди збігатися з напрямком індукції протилежного плеча. Тоді індукція в котушці L1 сумуватиметься з самоіндукцією від котушки L2, а індукція котушки L2 - з самоіндукцією L1. Так само, як і в LC-контурі, сумарна потужність випромінювання може в кілька разів перевищувати вхідну потужність. Подача енергії може здійснюватися на будь-яку котушку індуктивності і будь-яким способом.

Перетворюючи антену з прямокутної форми на круглу (рис.1.а), ми отримуємо антену, зображену на рис.2.а. Справедливо вважається, що кругла форма магнітної антени ефективніша, ніж прямокутна.

Поступово спростився конструктив рамки L1 та L2, їх стали включати у вигляді вісімки, на рисунках 2.а. та 2.б. Так з'явилася дворамкова ML у вигляді вісімки. Назвемо її умовно ML-8.

У ML-8 на відміну від ML з'явилася своя особливість, - у неї може бути два резонанси, коливальний контур L1 С1 має свою резонансну частоту, а L2 С1 має свою. У завдання конструктора входить домогтися єдності резонансів і максимального ККД антени, отже виготовлення петель L1 і L2 повинні бути однакові. На практиці інструментальна похибка в кілька сантиметрів змінює ту чи іншу індуктивність, частоти налаштування резонансів розходяться, а антена отримує певну дельту за частотою. Іноді конструктором це робиться навмисне. Особливо це зручно робити у багатовиткових петель. На практиці ML-8 активно використовують LZ1AQ; K8NDS та ін. однозначно стверджуючи, що така антена працює значно краще за одно-рамкову, а зміна її положення в просторі можна легко керувати просторовою селекцією, що підтверджує фото нижче за текстом антени на 145МГц.

Попередні розрахунки показують, що у ML-8 для діапазону 40 метрів діаметр кожної петлі при максимальному ККД складе трохи менше 3-х метрів. Зрозуміло, що таку антену можна встановлювати лише на вулиці. А ми мріємо про ефективну ML-8 антену для балкона або навіть для підвіконня. Звичайно, можна зменшити діаметр кожної петлі до 1 метра і налаштувати резонанс антени конденсатором С1 на необхідну частоту, але ККД такої антени впаде більш ніж у 5 разів. Можна піти іншим шляхом, зберегти розрахункову індуктивність петлі, використовуючи в ній не один, а два витки, залишивши резонансний конденсатор з тим самим номіналом. Безперечно, що апертура антени зменшиться, але кількість витків «N» частково відшкодує цю втрату, згідно з наведеною нижче формулою:

З наведеної формули видно, що кількість витків N є одним з множників чисельника і стоїть в одному ряду як з площею витка-S, так і з його добротністю-Q.

Наприклад, радіоаматор OK2ER(див. рис.3) вважав за можливе використовувати 4-х витковий ML діаметром всього 0,8м в діапазоні 160-40м.

Автор антени повідомляє, що на 160 метрів антена працює номінально і більше використовується для радіоспостереження. У діапазоні 40м. достатньо скористатися перемичкою, що зменшує робочу кількість витків удвічі. Звернемо увагу на матеріали, що використовуються, - мідна труба петлі взята від водяного опалення, кліпси, що з'єднують їх в загальний моноліт, використовуються для монтажу водопровідних пластикових труб, а герметичний пластиковий ящик придбаний в магазині електрики. Узгодження антени з ємністю фідером, і напевно за однією з представлених схем, див. Рис.4.

Крім вище сказаного, нам потрібно розуміти, що негативно впливає на добротність Q-антени в цілому:

З наведеної формули, бачимо, що активний опір індуктивності Rк і ємність коливальної системи Ск повинні бути мінімальними. Саме тому, всі ML роблять з мідної труби, якнайбільшого діаметру, але є випадки, коли полотно петлі роблять з алюмінію, а добротність такої антени і її ККД падає від 1,1 до 1,4 рази.

Що стосується ємності коливальної системи, то тут все складніше. При постійному розмірі петлі L, наприклад на резонансної частоті 14МГц, ємність З складе всього 28пФ, а ККД = 79%. На частоті 7МГц, ККД = 25%. Тоді як на частоті 3,5МГц при ємності 610 пФ, її ККД = 3%. Тому ML використовують найчастіше на два діапазони, а третій (найнижчий) вважається просто оглядовим. Отже, під час розрахунків ми «танцюватимемо від грубки», тобто. від обраного радіоаматором найвищого діапазону з мінімальною ємністю С1.

Діаграма спрямованості ML-8залишається такою, як і у варіанта ML. В обох варіантів антен повністю зберігається вімірна діаграма спрямованості та відповідна поляризація. На фото за допомогою газорозрядної лампи наочно показані рівні випромінювання антени з різних боків.

Проектуємо антену на діапазон 20м.

Тепер ми озброєні початковими знаннями про проектування ML-8 і спробуємо вручну розрахувати свою антену.

Довжина хвилі для частоти 14,5 МГц становить (300/14,5) – 20, 68м.

Довжина кола кожної чверть-хвильової петлі L1; L2 становитиме 5,17м. Приймемо -5м.

Діаметр рамки складе: 5/3.14 – 1,6м.

Висновок:Поодинока петля ML може і впишеться в інтер'єр балкона, але ML-8 навряд ...

Згорнемо кожну петлю вдвічі, але її діаметр, при збереженні заданої індуктивності (4мкГн), буде дещо відрізнятися в меншу сторону. Вдамося до досить популярного калькулятора радіоаматора і визначимо геометричні розміри двох-виткової петлі з такою самою індуктивністю.

Відповідно до розрахунків параметри кожної петлі будуть наступними: При діаметрі полотна (мідної труби) в 22мм, діаметр подвійної петлі складе 0,7м, відстань між витками -0,21м, індуктивність петлі складе 4,01мкГн. Необхідні розрахункові параметри петлі інші частоти зведені в таблицю 1.

Таблиця 1.

Примітка: антена ML-8 має як розширену смугу пропускання, а й підвищене посилення.

У висоту така антена складе лише 1,50-1,60м. Що цілком прийнятно для антени типу - ML-8 балконного варіанта і навіть антени вивішеної за межі вікна багатоповерхового житлового будинку. А її монтажна схема виглядатиме як на рис. 6.а.

Живлення антениможе бути з ємнісним або з індуктивним зв'язком. Варіанти ємнісного зв'язку зображені на рис.4 і можуть бути обрані за бажанням радіоаматора.

Найбільш бюджетний варіант – це індуктивний зв'язок. Не варто повторюватися в схематичному зображенні петлі зв'язку, вона абсолютно ідентична як у антен типу-ML крім підрахунку її периметра.

Розрахунок діаметра(d) петлі зв'язку ML-8виготовляється з розрахункового діаметра двох петель.

Довжина кола двох петель становить після перерахунку 4,4*2 = 8,8 метрів.

Розрахуємо уявний діаметр двох петель D = 8,8 м/3,14 = 2,8 метри.

Розрахуємо діаметр петлі зв'язку-d = D/5. = 2,8/5 = 0,56 метри.

Оскільки в даній конструкції ми використовуємо двовиткову систему, то і петля зв'язку повинна мати також дві петлі. Скручуємо її вдвічі і отримуємо двох-виткову петлю зв'язку діаметром близько 28см. Підбір зв'язку з антеною здійснюється в момент уточнення ПВВ у пріоритетному діапазоні частот. Петля зв'язку може мати гальванічну зв'язок з точкою нульової напруги (рис.6.а.) і знаходиться ближче до неї.

Елементи налаштування та індикації антени

1. Для налаштування в резонанс магнітної антени, найкраще використовувати вакуумні конденсатори з великою пробивною напругою та високою добротністю. Більш того, використовуючи редуктор та електропривод, його налаштування можна здійснювати дистанційно.

Ми проектуємо бюджетну балконну антену, до якої можна підійти будь-якої миті, змінити її положення в просторі, перебудувати або переключити на іншу частоту. Якщо точки «а» і «б»(див.Рис.6.а.) замість дефіцитного і дорогого змінного конденсатора з великими зазорами підключити ємність виготовлену з відрізків кабелю RG-213 з погонною ємністю 100пФ/м, можна моментально змінювати частоту налаштування, а підстроювальним конденсатором С1 уточнювати резонанс налаштування. Кабель-конденсатор можна скрутити в рулон і герметизувати будь-яким із способів. Такий комплект ємностей можна мати на кожен діапазон окремо, а включати в схему за допомогою звичайної розетки в парі з електричною вилкою. Зразкові ємності С1 за діапазонами вказані в таблиці1.

2. Індикацію налаштування антени в резонанс краще проводити прямо на самій антені (наочніше). Для цього досить далеко від котушки зв'язку на полотні 1 (точка нульової напруги) намотати щільно 25-30 витків дроту МГТФ, а індикатор налаштування з усіма його елементами герметизувати від опадів. Найпростіша схемазображено на рис.7.

Електричний випромінювачЦе ще один додатковий елемент випромінювання. Якщо магнітна антена випромінює електромагнітну хвилю з пріоритетом магнітного поля, електричний випромінювач буде виконувати функцію додаткового випромінювача електричного поля-Е. По суті, він повинен замінити початкову ємність C1, а струм стоку, який раніше марно проходив між закритими обкладками С1, тепер працює на додаткове випромінювання. Тепер частка потужності, що підводиться, додатково випромінюватиметься електричними випромінювачами, рис. 6.б. Смуга пропускання збільшиться до меж смуги радіоаматорського діапазону як у ЕН-антеннах. Місткість таких випромінювачів невисока (12-16пФ, не більше 20), а тому їх ефективність на низькочастотних діапазонах буде невелика. Ознайомитися з роботою ЄН-антен можна за посиланнями:

Антена типу ML-8 радіо-спостерігачазначно спрощує конструкцію загалом. Як матеріал петель L1; L2 можна застосовувати більш дешеві матеріали, наприклад трубу ПВХ з алюмінієвим шаром всередині для прокладання водопроводу діаметром 10-12мм. Замість високовольтних конденсаторів можна застосовувати звичайні з малим ТКЕ, а для плавного налаштування на частоту використовувати здвоєні варикапи з керуванням з місця радіоспостереження.

Висновок

Усі міні-антени, якими б вони не були, по відношенню до простих натяжних і класичних антен вимагають великих трудових витрат і слюсарних навичок. Але відсутність можливості встановлювати зовнішні антени радіоаматори змушені користуватися як ЕН, так і ML-антенами. Конструктив двох-виткових Magnetic Loop зручний тим, що всі елементи налаштування, погодження та індикації можна розмістити в одному герметичному корпусі. Саму антену від вибагливих сусідів завжди можна сховати одним із доступних способів, відмінний приклад на фото нижче.

При згадці магнітної антени відразу наповнюють пам'ять конструкції на феритовому стрижні, почасти правильно. Різновиди одного типу пристроїв. Магнітною називається рамкова антена, периметр якої набагато менше довжини хвилі. Всім відомі зигзаги, біквадрат (слова-синоніми) є родичами цієї технології. Жодного відношення не мають антени на магнітній основі. Просто спосіб кріплення. Магнітна основа для антени надійно утримує пристрій на даху авто. Поговоримо сьогодні про особливу конструкцію. Чарівність магнітних антен: вдається забезпечити порівняно велике посилення порівняно довгих хвилях. Розмір магнітної антени малий. Давайте обговоримо назву, розповімо, як може бути зроблена магнітна антена своїми руками.

Магнітна петлева антена

Магнітні антени

Теорія говорить: у коливальному контурі з котушки індуктивності, конденсатора випромінювання немає. Замкнуто, хвиля гойдається на резонансній частоті як завгодно, згасаючи, через наявність активного опору. Елементи контуру, індуктивність, ємність мають чисто реактивний (уявний) імпеданс. Причому розмір залежить від частоти за простим законом. Щось на кшталт твору кругової частоти (2 П f) значення індуктивності чи ємності, відповідно. При деякому значенні протилежні за знаком уявні компоненти стають рівними. В результаті імпеданс стає суто активним, в ідеалі дорівнює нулю.

Насправді биття згасають, кожен контур практично характеризується добротністю. Нагадаємо, що імпеданс складається з суто активної (дійсної) частини (резистори), уявної. До останніх відносяться ємності, опір яких уявний негативний та індуктивності з позитивним уявним опором. Тепер уявімо, що в контурі обкладки конденсатора почали розводити доти, доки не опинилися на протилежних кінцях індуктивності. Називається вібратором (диполем) Герца, є різновидом укороченого напівхвильового, інших видів вібраторів.

Якщо перетворити котушку на єдине кільце, отримуємо найпростішу магнітну антену. Спрощене тлумачення, приблизно правильне. Сигнал знімається з протилежної сторони конденсатора через підсилювач на польових транзисторах. Надасть високу чутливість пристрою. Ну, а антена на феритовому стрижні вважають різновидом магнітного, тільки кілець замість одного сонм. Назву цей рід пристроїв отримав за високу чутливість до магнітної складової хвилі. Працюючи на передачу генерується, породжуючи відгук електричного поля.

Максимум спрямованості відповідає осі стрижня. Обидва напрями рівноправні. Зважаючи на малий периметр рамкової антени щодо довжини хвилі, опір досить низький. Не просто 1 Ом, частки Ома. Наближено значення оцінимо формулою:

R = 197 (U/λ) 4 Ом.

Під U розуміється периметр метрах, аналогічно – довжина хвилі λ. Нарешті, R – опір випромінюванню, не плутайте з активним тестером, що показується. Параметр використовується для розрахунку підсилювача для узгодження навантаження. Отже, для феритових антен потрібно значення помножити на квадрат числа витків.

Властивості магнітних антен

Подивимося, як зробити магнітну антену самостійно. Спочатку визначте довжину кола та ємність підстроювального конденсатора. Особливості магнітної антени такі: конструкція вимагає узгодження обов'язково. Відмінною ознакою є неймовірна кількість варіантів проведення цієї операції, вимальовується окрема тема розмови.

Довжина периметра магнітної антени коливається в межах 0,123 - 0,246 λ. Якщо потрібно перекрити діапазон, потрібно правильно підібрати конденсатор. У вільному просторі, магнітної антени діаграма спрямованості у вигляді тора, спостерігаємо, розташувавши виток паралельно землі. Поляризація буде лінійною горизонтальною. Це придатний варіант прийому телемовлення. Недолік: кут піднесення пелюстки залежить від висоти підвісу. Вважається, що для відстані до Землі цифра становитиме 14 градусів. Непостійність вважаємо негативною якістю. Для радіо магнітні антени застосовуються часто.

Посилення становить 1,76 дБі, на 0,39 менше напівхвильового вібратора. Розмір останнього для частоти складе десятки метрів – куди подінеш гігант. Висновки робіть самі. Магнітна антена невелика (периметр становить 2 метри для довжини хвилі 20 метрів, менше метра діаметром). Для порівняння на частоті 34 МГц, з якою добре знайомі далекобійники завдяки раціям, довжина хвилі становить 8,8 метра. Відомо: добрий напівхвильовий вібратор вміщує рідкісний Камаз. До речі, раніше наводили опис конструкції рамкової антени, яка утворюється гумовою прокладкою заднього скла легкового автомобіля ВАЗ. За малих габаритів працював пристрій досить добре.

До речі, конструкція вважається прагматичнішою, ніж типові штирьові антени авто, де налаштування ведеться зміною індуктивності. Втрат виходить менше. Діаграма спрямованості містить високі кути місця, торкаючись вертикалі. У випадку зі штирьовою антеною можливості немає.

Як правильно вибрати довжину кола. Зі збільшенням зростає посилення. Повинна задовольнити умову, наведену вище, бути по можливості більше. Іноді слід перекрити діапазон частот. Зростання периметра збільшує смугу пропускання пристрою. При ширині типового каналу 10 кгц втрачає сенс. Автоматично відсікатимуть сусідні несучі станцій мовлення. Необов'язково більше означає краще. Задля посилення затівався сир-бор. Антена вибирається периметром максимальна, надаючи необхідну вибірковість.

Тепер головне питання: Визначити ємність. Щоб паралельно до індуктивності петлі утворили резонанс за відомою шкільною формулою. Визначення параметрів контуру відповідно до виразу:

L = 2U (ln(U/d) - 1,07) нГн;

U та d – довжина витка, діаметр. Підступ. U = П d, отже замість відношення можна брати натуральний логарифм числа Пі. Чи помилка автора, сказати не беремося. Можливо, враховується факт, що настроювальний конденсатор забирає частину довжини, підсилювач ... Ємність знаходимо по індуктивності з виразу резонансу контуру:

f = 1/2П √LC; звідки

З = 1/4П 2 L f 2 .

З = 25330/f 2 L,

де f - частота резонансу МГц, а L - індуктивність в мкГн.

Антена приймача

Що стосується способу зняття сигналу, то це робимо з боку підстроювального конденсатора з обох боків або з протилежного боку кругової петлі. В останньому випадку рекомендується ввести управління конденсатором за допомогою серводвигуна на відстані, вважаємо, більшості читачів це здасться сильно надуманим, на світі не так багато радіоаматорів, впевнених у потребі виготовленої власноруч магнітної антени.

Які бувають магнітні антени

Не завжди магнітні антени круглі (ідеальна форма). Зустрічаються восьмикутні, квадратні. Читачі здогадалися: біквадрат WiFi відноситься до останньої категорії, причому здвоєна рамка. Буває більше контурів, збільшує посилення в одній площині діаграми спрямованості. Враховуючи факт, що ККД антени обчислюється формулою:

ККД = 1/(1 + Rп/R),

Бачимо необхідність зниження опору втрат Rп до мінімуму. В іншому випадку результативність пристрою різко падає. Насправді мало означає, зробити антени із золота, срібла, щоб ловити НТВ, неможливо. У названому аспекті підуть алюміній, мідь, переважно остання. Для магнітних антен підходить конденсатор із повітряним зазором, великими пластинами. Намагайтеся якісно виконати пайку висновків.

приклад. Довжина периметра становить одну десяту λ, отже опір випромінювання складе 0,02. Тепер читачі бачать, як сильно доведеться постаратися, щоб довести ККД до 50%. Опір втрат у разі не перевищує 0,02 Ом. Щоб досягти такого результату, беріть товсту мідну жилу. Зі збільшенням перерізу провідника падає питомий опір.

У контуру висока добротність (низькі втрати), виходить, напруга резонансу набагато вища, ніж при відхиленні частоти. Отже, смуга пропускання магнітної антени не відрізняється великою шириною, потрібно пристрій підлаштовувати. Робиться з допомогою конденсатора. Сподіваємось, що відповіли на запитання, як зробити магнітну антену. Відіграйте подачу: здивуйте домашніх впевненим прийомом сигналу за будь-якої погоди.

За довге радіоаматорське життя бував не на одному громадському радіозаході. І на хамфестах, і просто на шашликах радіоаматорів. Як правило гарним тломдо розмови є бубонець тихенько в SSB або телеграфі приймач. Якщо, звичайно, взагалі шашлик не зайняв рота, руки і мізки:-) Вільні тільки вуха:-) На одному й побачив ось це. На моє прохання автор описав конструкцію.
Валентин Побережник, UR5RGG
"Антенна застосовується з приймачем TECSUN PL-600. Живлення береться з приймача (в антеному гнізді є вільний контакт). Обидві схеми рівнозначні по посиленню, друга дозволяє його регулювання. Як говорить теорія, на HЧ діапазонах рамки з великою кількістю витків або розміром. Транзистори використовувалися з готівки Практично будь-який аналог працюватиме так само добре Нічого нового в цих схемах немає Пробував і симетричні схеми на 2-х транзисторах Помітного виграшу не помітив 1, зате з'явилися труднощі з вузлом обертання рамки антени (або тоді обертати з корпусом підсилювача та кабелем 2).Для обертання рамки щодо корпусу застосовані роз'єми, трійники та дільники СР-50. Залежно від бажання виконавця можна зробити два варіанти."

P.S. UY2RA
1. Виграш від застосування балансового (диференціального) входу оцінити можуть мешканці міських кварталів. І справа не в посиленні, ось чому – "No QRM magnetic loop" На природі перешкод майже немає, тому й непомітно:-).
2. Проблеми з вузлом передачі від рухомої рамки до нерухомого корпусу справді є. Але є рішення. Причому якщо є гроші, то можна від цього ще й виграти - nLogis RF-PRO-1B Active


Таким чином при бажанні можна отримати не тільки антену для походів і шашликів, а справно працює і "на великих трансіверах" другу або спеціальну антену. Згаданий варіант з виносом вгору та обертанням можна використовувати інфрачервоне керуванняабо прямо "заавтоматити" налаштування вихідного каскаду через мікроконтролер Ардуїно, слава богу коштує він копійки. Треба тільки мати вихід КСВ метра у трансівері.

А якщо більше довіряєте механіці - ще одне рішення - мотузкове:-) До речі, у нас в області є радіоаматори, які працюють на підприємствах, які могли б щось із цього випускати. Беру на себе роль інтернет-магазину:-)

• назад
• Вперед

You have no rights to post comments Недостатньо прав для коментування

Ну ось ми вже провели не один десяток зв'язків через супутники, що літають, і МКС в CW, SSB, RTTY і навіть SSTV моді. І, як зазвичай це буває, стали подумувати: а чи не "дотягтися" нам до якогось DX? Тому розбиратимемося на прикладі спроби "дістати" Японію. Насамперед згадаємо події останніх днів: будучи незадоволеними якістю зв'язку, ми прикупили (або зробили самі) пристрій управління антенами в горизонтальній площині (хоч би) і вдосконалили своє антенне господарство хоча б до 5/9 ел. Yagi на 145/435 Мгц. Тобто. привели свій технічний стан до "середньообнадійливого".

Як і раніше, наш надійний помічник комп'ютер і вкладений у нього інтелект Sebastian Stoff - Orbitron допоможе нам вибрати супутник і час для спроби. Переглядаючи дані орбіт супутників, шукаємо максимально високо літаючий супутник (апогей-перигей). На сьогодні це АТ-7 із даними а/п 1440х1459 км. Тобто діаметр кола радіовидимості на Землі найширший. Другий супутник, через який можна спробувати – JAS-2 (FO-29) з апогеєм 1322 км. Далі використовуючи симуляцію руху АТ-7 по орбітах, знаходимо орбіту і час, де супутник займе місце посередині між нами та Японією. Краще це робити не в меркатор проекції, а в азимутальній, як на нашому малюнку. Відразу ж відбраковуємо орбіти, які припадали на той час, коли в Японії ніч. Навряд чи наші CQ-JA будуть кимось почуті у Японії глухої ночі.
Після цього в параметрах розрахунку перевіряємо який кут місця для супутника у цей момент. попередньо, для розрахунку ми опустили цю планку до рівня 3 градуси. Якщо ваші антени піднято високо над землею, і ваш QTH розташований високо над рівнем моря (наприклад, у мене всього 138 метрів), то ви можете спробувати і менше значення, але середньостатистичному українцеві краще цього не робити. Hi Теоретично, можна задати кут місця навіть негативним, зв'язок можливий, але на практиці ймовірність теж наближається до негативного діапазону... якщо це 54 градуси, і з трепетом очікуємо магічних 2-3 хвилин розкладу, протягом яких можливий зв'язок. За певного везіння та наполегливості зв'язку відбуваються. І часто. Подивіться самі лог Оскара і переконайтеся, що кожної доби відбувається десятка три-чотири міжконтинентальних зв'язків через цей супутник. Якщо виходить у них, то чому не вийде у нас? Ми хочемо провести QSO з американським континентом. Методика вже відпрацьована, як кажуть, терпіння і працю все перетруть. Тому бажаю успіху. Спробуйте.

EN5R Islands Activity

EN5R Islands Activity: UIA award

Магнітна рамкова домашня антена – чудова альтернатива класичним зовнішнім. Такі конструкції дозволяють передавати сигнали до 80 м. Для виготовлення найчастіше застосовують коаксіальний кабель.

Класичний варіант магнітної рамкової антени

Рамкова магнітна установка – підтип малогабаритних аматорських антен, які можуть бути встановлені у будь-якій точці міста. За однакових умов рамки показують стабільніший результат, ніж аналоги.

У домашній практиці використовують найвдаліші моделі популярних виробників. Більшість схем наведено у аматорській літературі радіотехніків.

Магнітна рамкова антена з коаксіального кабелю в приміщенні

Складання антени своїми руками

Матеріали для виготовлення

Основним елементом є коаксіальний кабель кількох типів, довжиною 12 м та 4 м. Для спорудження робочої моделітакож потрібні дерев'яні планки, конденсатор 100 пФ та коаксіальний роз'єм.

Складання

Магнітна рамкова антена споруджується без спеціальної підготовки та знання технічної літератури. Дотримуючись порядку складання, можна з першого разу отримати робочий пристрій:

• дерев'яні планки з'єднати хрестом;
• у дощечках пропилити канавки, що глибиною відповідають радіусу провідника;
• на планках біля основи хреста просвердлити отвори для закріплення кабелю. Між ними вирізати три канавки.

Точна витримка розмірів дозволяє спорудити конструкцію з високим прийомом радіочастот.

Форма магнітних рамок

Магнітна антена з коаксіального кабелю – петля із провідника, яка підключається до конденсатора. Петля, як правило, має вигляд кола. Це пов'язано з тим, що така форма підвищує ефективність конструкції. Площа цієї фігури найбільша порівняно з площею інших геометричних тіл, отже, і охоплення сигналу буде збільшено. Виробники товарів для радіоаматорів випускають саме круглі рамки.

Встановлення конструкції на балконі

Щоб пристрої працювали на конкретному діапазоні хвиль, споруджують петлі різних діаметрів.

Існують також моделі у вигляді трикутників, квадратів та багатокутників. Застосування таких конструкцій обумовлено в кожному конкретному випадку різними факторами: розташування пристрою в кімнаті, компактність та ін.

Круглі та квадратні рамки вважаються одновітковими, т.к. провідник не скручений. На сьогоднішній день спеціальні програмитипу KI6GD дозволяють розраховувати характеристики лише одновиткових антен. Цей вид непогано зарекомендував себе на високочастотних діапазонах. Головним недоліком їх є великогабаритність. Багато фахівців прагнуть роботи на низьких частотах, тому магнітна рамкова установка така популярна.

Проведені порівняльні розрахунки кількох схем з одним, двома та більше витками, за аналогічних умов експлуатації показали сумнівну ефективність багатовиткових конструкцій. Збільшення витків максимально доцільно виключно зменшення габаритів всього пристрою. До того ж для реалізації цієї схеми необхідне підвищення витрати кабелю, отже, невиправдано збільшується вартість саморобки.

Полотно магнітної рамки

Для максимальної ефективності роботи установки необхідно досягти однієї умови: опір втрат у полотні рамки має бути порівнянний з величиною опору випромінювання всієї конструкції. Для тонких мідних трубок ця умова легко виконується. Для коаксіальних кабелів великого діаметра такого ефекту досягти складніше через високий опір матеріалу. Насправді застосовуються обидва типи конструкцій, т.к. інші типи працюють набагато гірше.

Прийомні рамки

Якщо пристрій виконує виключно функцію приймача, для її роботи можна використовувати звичайні конденсатори з твердими діелектриками. Прийомні рамки для зменшення габаритів виконують багатовиточними (з тонкого дроту).

Для передавальних пристроїв такі конструкції не підходять, т.к. дія передавача працюватиме на нагрівання установки.

Обплетення коаксіального кабелю

Обплетення магнітної рамки дає більший ККД, ніж мідні трубкита потовщення діаметра провідника. Для домашніх експериментів не підійдуть моделі у чорній пластиковій оболонці, т.к. вона містить велику кількість сажі. Під час роботи металеві частини при сильному нагріванні оболонки виділяють шкідливі для людини хімічні сполуки. До того ж, ця особливість знижує сигнал передачі.

Коаксіальний кабель SAT-50M виробництва Італії

Цей тип коаксіального кабелю підходить тільки для антен великого розміру, т.к. їхній опір випромінювання провідника повністю компенсує вхідний опір.

Вплив зовнішніх факторів

Завдяки фізичним властивостям коаксіальних кабелів, антени не піддаються впливу температури та опадів. Негативним наслідкам піддається лише оболонка, створювана зовнішніми чинниками – дощем, снігом, льодом, т.к. вода має більші в порівнянні з кабелем втрати на високих частотах. Як показує практика, використовувати такі конструкції на балконах можна протягом кількох десятків років. Навіть при сильних морозах немає значного погіршення прийому.

Для підвищення прийому магнітні прилади з коаксіального кабелю краще розміщувати у приміщеннях або місцях зменшеної дії опадів: під козирками дахів на захищених частинах відкритих балконів. Інакше пристрій працюватиме в першу чергу на нагрівання навколишнього середовища, і лише потім на прийом та передачу сигналів.

Головною умовою стабільної роботи є захист конденсатора від зовнішніх впливів – механічних, погодних та ін. При тривалому вплив зовнішніх факторів через високочастотного напруги можливе утворення дуги, що при перегріві швидко призводить до відпаювання від схеми або виходу з ладу даної деталі.

Рамки високочастотних діапазонів виконують горизонтальними. Для низькочастотних, за висотою понад 30 м, доцільно спорудження вертикальних конструкцій. Для них висота установки не впливає на якість прийому.

Розташування пристрою

Якщо даний механізм буде розташований на даху, то необхідно передбачити одну умову - ця антена повинна бути вищою від усіх інших. На практиці досягти ідеального розміщення часто неможливо. Магнітна рамкова установка досить невибаглива до близького розташування сторонніх предметів та споруд – веж вентиляції тощо.

Правильним буде розташування на даху осердям вдалину так, щоб не було поглинання сигналу великими моделями. Зважаючи на це при встановленні на балконі знижується її ККД. Таке розташування виправдане у випадках, коли звичайні приймачі працюють некоректно.

Синхронізація рамки та кабелю

Узгодження деталей досягається розміщенням індуктивної петлі малих розмірів у більшу. Для симетричного зв'язку прилад включають спеціальний симетруючий трансформатор. Для несиметричної – підключення кабелю безпосередньо. Заземлення антени виробляють у місці кріплення шлейфу до основи великого кола. Деформація шлейфу допомагає досягти більш точного налаштування приладу.

Модифікація пристрою з коаксіального кабелю

Плюси та мінуси пристрою

Переваги

• низька собівартість;
• простота монтажу та обслуговування;
• доступність вихідних матеріалів;
• встановлення у невеликих кімнатах;
• довговічність устрою;
• ефективна робота поблизу інших радіоприладів;
• відсутність особливих вимог для досягнення якісного прийому (такі пристрої працюють стабільно і влітку, і взимку).

Недоліки

Головним недоліком є ​​постійне підстроювання конденсаторів під час зміни робочого діапазону. Рівень перешкод зменшується поворотом конструкції, що під час роботи буває дуже важко через геометричні форми та розташування дерев'яних дощечок. Через випромінювання на близькій відстані відбувається передача інформації з магнітних стрічок (під час включення магнітофона) на пристрої з котушками індуктивності (телевізори, радіо тощо) навіть при вимкнених антенах. Рівень наведень можна зменшити за рахунок зміни розташування приладу.

Під час роботи не можна торкатися металевих частин, через сильне нагрівання можна отримати опіки.

Робимо самі. Відео

Як зробити широкосмугову активну антену своїми руками можна дізнатися з цього відео.

Магнітна рамкова антена є найбільш доцільним бюджетним рішенням домашнього використання. Головні переваги – робота на різних частотах, простота складання та компактність. Добре виконаний прилад може отримувати та передавати відмінний сигнал на досить велику відстань.