Активная рамочная антенна

Рамочная антенна с соотношением сторон 1:3

Эмил Тафро предложил конструкцию и испытал несколько типов антенн на основе прямоугольной проволочной рамки с соотношением сторон 1:3.

Преимущество таких рамочных антенн в небольшой высоте подвеса при условии, что короткая сторона расположена вертикально. Так например, рамку для 40-метрового диапазона (рис.

42) достаточно поднять на высоту около 10 метров, чтобы нижняя ее сторона была в 5 метрах от земли.

Запитывается рамка 50-омным коаксиальным кабелем. Для настройки рамки до КСВ 1:1 в заданном участке диапазона полезно включить в разрыв нижней стороны рамки короткозамкнутый шлейф (рис.43).

Можно изготовить двухдиапазонную антенну, например для 80 и 40 метров, разместив внутри рамки на 80 м антенну на 40 м (рис.44).

Для желающих получить более эффективную антенну, можно предложить дополнить активную рамку, например рефлектором (подобная конструкция для диапазона 40 метров показана на рис.45) или добавить еще один или несколько рамочных директоров.

Была построена 4-элементная рамочная антенна с соотношением сторон 1:3 для 40 метров и проведены ее испытания в сравнении с 3-х элементной полноразмерной Яги, размещенной на высоте 45 метров. Обе антенны имели фиксированное направление на США.

Из 100 связей с американскими радиолюбителями 90 давали предпочтение по силе сигналов рамочной антенне и все 100 корреспондентов были лучше слышны на “рамки” чем на Яги. При этом диапазон 40 метров в направлении США “открывался” на 30…

45 минут раньше и “закрывался” на такое же время позже при использовании 4-х элементной рамочной антенны. На рис.46 показана схема двухдиапазонной (40 и 80 метров) двойной рамочной антенны.

Поскольку расстояние между рамками выбрано оптимальным для 80 метров и равно 10,6 м, для 40 метров это много, и пришлось принимать дополнительные меры по согласованию активной вамки 40-метрового диапазона с 50-омным кабелем путем включения между точками питания рамки и 50-омным фидером четвертьволнового отрезка 75-ом-ного кабеля (его физическая длина с учетом коэффициента укорочения равна 7 метров). В табл.1 даны размеры двухэлементных антенн для пяти диапазонов.

Диапазон, МГц Активная рамка Рефлектор Расстояние между рамками, м
Короткая сторона, м Длинная сторона, м Короткая сторона, м Длинная сторона, м
3,5 10,60 31,80 11,13 33,39 10,20
7 5,30 15,90 5,56 16,68 5,00
14 2,67 8,01 2,80 8,40 2,50
21 1,78 5,34 1,87 5,61 1,70
28 1,33 3,99 1,39 4,17 1,27

“RADIO Т9”, июнь/июль 1999, с. 28, 29.

Тафро Э.Опубликована: 2005 г.0Вознаградить Я собрал 0 0

x

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

Источник: http://cxem.net/cb/1-79.php

Магнитная антенна своими руками

При упоминании магнитной антенны сразу наполняют память конструкции на ферритовом стержне, отчасти правильно. Разновидности одного типа устройств. Магнитной называется рамочная антенна, периметр которой много меньше длины волны. Всем известные зигзаги, биквадрат (слова-синонимы) являются родственниками рассматриваемой технологии.

Никакого отношения не имеют антенны на магнитном основании. Просто способ крепления. Магнитное основание для антенны надежно удерживает прибор на крыше авто. Поговорим сегодня об особой конструкции. Прелесть магнитных антенн: удается обеспечить сравнительно большое усиление на сравнительно длинных волнах. Размер магнитной антенны мал.

Давайте обсудим заглавие, расскажем, как может быть сделана магнитная антенна своими руками.

Магнитная петлевая антенна

Магнитные антенны

Теория гласит: в колебательном контуре из катушки индуктивности, конденсатора излучения не происходит. Замкнуто, волна качается на резонансной частоте сколь угодно, затухая, ввиду наличия активного сопротивления. Элементы контура, индуктивность, емкость, имеют чисто реактивный (мнимый) импеданс.

Причем размер зависит от частоты по незамысловатому закону. Нечто вроде произведения круговой частоты (2 П f) на значение индуктивности или емкости, соответственно. При некотором значении противоположные по знаку мнимые компоненты становятся равны.

В результате импеданс становится чисто активным, в идеале равен нулю.

В действительности биения затухают, каждый контур на практике характеризуется добротностью. Напомним, что импеданс состоит из чисто активной (действительной) части (резисторы), мнимой.

К последним относятся емкости, сопротивление которых мнимое отрицательное и индуктивности с положительным мнимым сопротивлением. Теперь представим, что в контуре обкладки конденсатора начали разводить до тех пор, пока не оказались на противоположных концах индуктивности.

Называется вибратором (диполем) Герца, представляет собой разновидность укороченного полуволнового, прочих видов вибраторов.

Максимум направленности соответствует оси стержня. Оба направления равноправны. Ввиду малого периметра рамочной антенны относительно длины волны сопротивление достаточно низкое. Не просто 1 Ом, доли Ома. Приближенно значение оценим формулой:

R = 197 (U / λ)4 Ом.

Под U понимается периметр в метрах, аналогично — длина волны λ. Наконец, R – сопротивление излучению, не путайте с активным, показываемым тестером. Параметр используется при расчете усилителя для согласования нагрузки. Следовательно, для ферритовых антенн, нужно значение помножить на квадрат числа витков.

Свойства магнитных антенн

Посмотрим, как сделать магнитную антенну самостоятельно. Вначале определите длину окружности и емкость подстроечного конденсатора. Особенности магнитной антенны таковы: конструкция требует согласования в обязательном порядке. Отличительным признаком является невероятное число вариантов проведения этой операции, вырисовывается отдельная тема разговора.

Антенна магнитная

Длина периметра магнитной антенны колеблется в пределах 0,123 — 0,246 λ. Если требуется перекрыть диапазон, то нужно правильно подобрать конденсатор. В свободном пространстве, магнитной антенны диаграмма направленности в виде тора, наблюдаем, расположив виток параллельно земле.

Поляризация будет линейная горизонтальная. Это годный вариант для приема телевещания. Недостаток: угол возвышения лепестка зависит от высоты подвеса. Считается, что для расстояния до Земли λ цифра составит 14 градусов. Непостоянство считаем отрицательным качеством.

Для радио магнитные антенны применяются часто.

Усиление составляет 1,76 дБи, на 0,39 меньше полуволнового вибратора. Размер последнего для частоты составит десятки метров – куда денешь громадину. Выводы делайте сами. Магнитная антенна невелика (периметр составляет 2 метра для длины волны 20 метров, меньше метра поперечником).

Для сравнения на частоте 34 МГц, с которой хорошо знакомы дальнобойщики, благодаря рациям, длина волны составляет 8,8 метра. Известно: хороший полуволновый вибратор вместит редкий Камаз. Кстати, ранее приводили описание конструкции рамочной антенны, образуемой резиновой прокладкой заднего стекла легкового автомобиля ВАЗ.

При малых габаритах работало устройство достаточно хорошо.

Кстати, конструкция считается прагматичнее, нежели типичные штыревые антенны авто, где настройка ведется изменением индуктивности. Потерь получается меньше. Диаграмма направленности охватывает высокие углы места, касаясь вертикали. В случае со штыревой антенной возможности нет.

Самодельная антенна

Как правильно выбрать длину окружности. С увеличением растет усиление. Должна удовлетворить условию, приведенному выше, быть по возможности больше. Иногда нужно перекрыть диапазон частот. Рост периметра увеличивает полосу пропускания устройства.

При ширине типичного канала 10 кГц теряет смысл. Будут автоматически отсекаться соседние несущие станций вещания. Необязательно больше значит лучше. Ради усиления затевался сыр-бор.

Антенна выбирается периметром максимальная, предоставляя требуемую избирательность.

Теперь главный вопрос: определить емкость. Чтобы параллельно индуктивности петли образовали резонанс по известной школьной формуле. Определение параметров контура согласно выражению:

L = 2U (ln(U/d) – 1,07) нГн;

U и d – длина витка, диаметр. Подвох. U = П d, следовательно, вместо отношения можно брать натуральный логарифм числа Пи. Ошибка ли автора, сказать не беремся. Быть может, учитывается факт, что настроечный конденсатор отнимает часть длины, усилитель… Емкость находим по индуктивности из выражения резонанса контура:

f = 1/ 2П √LC; откуда

С = 1/ 4П2 L f2.

Однако в литературе рекомендуют пользоваться приближенной формулой для расчета:

С = 25330 / f2 L,

где f — частота резонанса в МГц, а L – индуктивность в мкГн.

Антенна приемника

Что касается способа снятия сигнала, то это делаем со стороны подстроечного конденсатора по обоим бокам, либо с противоположной стороны круговой петли.

В последнем случае рекомендуется ввести управление конденсатором при помощи серводвигателя на расстоянии, полагаем, большинству читателей это покажется сильно надуманным, на свете не так много радиолюбителей, уверенных в нужности изготовленной собственноручно магнитной антенны.

Какие бывают магнитные антенны

Не всегда магнитные антенны круглые (идеальная форма). Встречаются восьмиугольные, квадратные. Читатели догадались: биквадрат WiFi относится к последней категории, причем рамка сдвоенная. Бывает, больше контуров, увеличивает усиление в одной плоскости диаграммы направленности. Учитывая факт, что КПД антенны вычисляется формулой:

КПД = 1 / (1 + Rп/R),

Видим необходимость снижения сопротивления потерь Rп до минимума. В противном случае результативность устройства резко падает.

На практике мало значит, сделать антенны из золота, серебра, чтобы ловить НТВ, нереально. В названном аспекте пойдут алюминий, медь, предпочтительна последняя.

Для магнитных антенн подходит конденсатор с воздушным зазором, большими пластинами. Старайтесь качественно выполнить пайку выводов.

Пример. Длина периметра составляет одну десятую λ, следовательно, сопротивление излучения составит 0,02. Теперь читатели видят, как сильно придётся постараться, чтобы довести КПД до 50%. Сопротивление потерь в этом случае не превышает 0,02 Ом. Чтобы достичь такого результата, берите толстую медную жилу. С увеличением сечения проводника падает удельное сопротивление.

У контура высокая добротность (низкие потери), получается, напряжение резонанса много выше, нежели при отклонении частоты.

Следовательно, полоса пропускания магнитной антенны не отличается большой шириной, потребуется устройство подстраивать. Делается при помощи конденсатора.

Надеемся, что ответили на вопрос, как сделать магнитную антенну. Отыграйте подачу: удивите домашних уверенным приемом сигнала в любую погоду.

Источник: https://VashTehnik.ru/radioapparatura/magnitnaya-antenna-svoimi-rukami.html

Активная приемная рамочная антенна

ПодробностиКатегория: Радиосвязь

   В любительской радиосвязи магнитные антенны (рамки, периметр которых составляет око­ло 0,3л) обычно используются как для приема, так и для передачи.

Для этого они должны быть согла­сованы по импедансу как с прием­ным, так и с передающим трактом радиостанции и выдерживать зна­чительные токи и напряжения, ко­торые возникают в антенне при ра­боте передатчика. Однако если рамочная антенна используется только для приема, то требования к электрической прочности ее эле­ментов сильно снижаются.

Кроме того, при творческом подходе к ее конструированию можно получить устройство, позволяющее значи­тельно улучшить прием слабых сигналов в сложной помеховой об­становке, столь характерной для современных городов.

На выводах магнитной антенны электромагнитная волна индуци­рует напряжение, которое пропор­ционально скорости изменения магнитного поля. Подключив к рамке магнитной антенны конден­сатор, с помощью которого обра­зуется колебательный контур, на­строенный на требуемую частоту, можно значительно увеличить на­пряжение на выводах антенны.

Если потери в рамке, изготовлен­ной, например, из медной трубки, невелики (как правило, рамка со­стоит из одного витка), то доброт­ность контура получается очень высокой.

Наиболее распространенным способом отбора энергии из ра­мочной антенны является исполь­зование индуктивной связи.

Одна­ко более эффективен другой под­ход — непосредственное подклю­чение к колебательному контуру высокоимпедансного буферного усилителя. В этом случае удается избежать шунтирования контура петлей связи, что повышает его добротность. Кроме того, буфер­ный усилитель позволяет миними­зировать потери в узле согласова­ния.

При использовании буферного усилителя уровень выходного сиг­нала может быть примерно на 30 — 40 дБ выше, чем в случае ин­дуктивной связи с антенной. Это дает возможность принимать чрез­вычайно слабые сигналы.

Кроме того, направленные свойства ра­мочной антенны в сочетании с хо­рошим подавлением помех дают возможность принимать слабые сигналы на расстоянии нескольких метров от работающего компьюте­ра.

Буферный усилитель (рис.1) выполнен по дифференциальной схеме, имеет широкую полосу пропускания (от 3 до 30 МГц), низ­кий ток потребления (около 3 мА при напряжении питания 9 В), ми­нимальную входную емкость (око­ло 3 пФ) при максимальной дей­ствительной части входного импеданса и выходное сопротивление 50 Ом. Коэффициент усиления — около 1.

Общий провод буферного усили­теля подключается точно в сере­дине рамки. Резистор R1 задает ток, потребляемый усилителем.

Включенные в прямом направле­нии диоды VD1 — VD6 обеспечи­вают на базах транзисторов посто­янное напряжение около 4 В.

Не­желательно применять вместо ди­одов стабилитрон, поскольку в этом случае возникают проблемы с подавлением генерируемого им шума в широкой полосе частот.

Выходное сопротивление кас­кадов на биполярных транзистоpax VT3 и VT4 довольно высокое (несколько килоом), поэтому для согласования с 50-омной нагруз­кой используется понижающий широкополосный трансформатор L1-L2-L3.

Симметричная схема эффектив­но подавляет сигналы четных гар­моник, поэтому интермодуляционные продукты 2-го порядка незначи­тельны. К сожалению, у полевых транзисторов большой разброс па­раметров, поэтому пару нужно пред­варительно отобрать. Кроме того, высокая селективность рамочной антенны позволяет смягчить требо­вания к интермодуляционным пара­метрам буферного усилителя, т.к.

при добротности контура 1000 на частоте 6 МГц уже хорошо подав­ляются сигналы, присутствующие на соседних частотах. Повышение напряжения с 9 до 12 В увеличива­ет динамические параметры буфер­ного усилителя. Транзисторы VT3 и VT4 должны иметь граничную частоту не менее 5 ГГц. Если использовать более низкочастотные транзисторы, то уменьшается рабочая полоса час­тот буферного усилителя.

Кроме того, снижается входной импеданс.

Для монтажа схемы буферно­го усилителя печатная плата не использовалась (рис.2). В ав­торском варианте широкополосный трансформатор намотан на кольцевом сердечнике R12.5. Первичная обмотка содержит 40 витков литцендрата (с отводом от середины); вторичная обмот­ка — 3 витка литцендрата. Дрос­сель L4 можно намотать на коль­цевом сердечнике или использо­вать малогабаритный промыш­ленный.

Рамка антенны (рис.3) из­готовлена из медной 16-миллиметровой трубки и имеет диаметр 1 м.

Конденсаторы переменной емкости с воздушным диэ­лектриком имеют скользя­щие контакты токосъемов роторных пластин. Ухудше­ние контакта в токосъемах приводит к значительному снижению добротности кон­тура.

Избавиться от этого явления можно, только при­меняя 2-секционный КПЕ. в котором обе сек­ции включены последо­вательно. В этом случае контурный ток не проте­кает по скользящим кон­тактам.

Кроме того, вы­воды КПЕ следует под­ключать к рамке корот­кими толстыми проводника­ми (лучше всего из широкой медной ленты).

Для снижения минималь­ной частоты настройки, кото­рая при использовании КПЕ 2×8 — 500 пФ и рамке диа­метром 1 м составляет око­ло 6 МГц, необходимо па­раллельно КПЕ подключить конденсатор постоянной ем­кости. При этом возникают такие же проблемы с реали­зацией минимального пос­ледовательного сопротивле­ния, как и для конденсатора переменной емкости.

Поэто­му следует использовать только большие конденсаторы с низкоомными контактными клеммами большой площади, подключаемые к контуру очень короткими проводами. Радиолюбители-эксперимента­торы могут попытаться полностью компенсировать потери в колеба­тельном контуре.

Для этого сигнал с выхода буферного усилителя следует подать в цепь антенны, используя, например, небольшую петлю связи. Ориентируя эту петлю по отношению к рамке антен­ны, можно добиться эффекта ре­генерации, что позволит увеличи­вать добротность контура до не­скольких сотен тысяч.

Однако та­кая настройка очень критична, для каждой частоты положение петли связи необходимо подбирать зано­во.

В авторском варианте буферный усилитель работал от батарейки емкостью 310 мАч, которая обес­печивала примерно 110 часов ра­боты.

Источник: http://radiofanatic.ru/radiosvyaz/230-aktivnaya-priemnaya-ramochnaya-antenna.html

Приемные антенны КВ диапазона – Радионаблюдатель (SWL)

Диапазон частот 1-30 МГц традиционно называется коротковолновым. На коротких волнах можно принимать радиостанции, расположенные за тысячи километров.

Какую антенну выбрать для коротковолнового приёма

Независимо от того, какую антенну вы выберите, лучше всего, чтобы она была внешней (на улице), наиболее высоко расположена и находилась подальше от линий электропередач и металлической крыши (для снижения помех).

Читайте также:  Драйвер светодиода своими руками на микросхеме lm3406

Почему внешняя антенна лучше комнатной? В современной квартире и многоквартирном доме находится множество источников электромагнитного поля, которые являются настолько сильным источником помех, что зачастую приемник принимает одни помехи. Естественно, что внешняя антенна (даже на балконе) будет меньше подвержена действию этих помех. Кроме этого, железобетонные здания экранируют радиоволны, а следовательно внутри помещения полезный сигнал будет слабее.

Всегда используйте коаксиальный кабель для связи антенны с приемником, это также снизит уровень помех.

Тип приемной антенны

На самом деле, на КВ диапазоне тип приемной антенны не столь критичен.

Обычно бывает достаточно провода длинной 10-30 метров, а коаксиальный кабель можно подключить в любом удобном месте антенны, хотя для обеспечения большей широкополосности (многодиапазонности), кабель лучше подключать ближе к середине провода (получится Т-антенна с экранированным снижением). В таком случае оплетка коаксиального кабеля к антенне не подключается.

Хотя более длинные антенны могут принять больше сигналов, они также будут принимать больше помех, что, в конечном счете, уравнивает их с короткими антеннами.

Кроме этого, длинные антенны перегружают (появляются «фантомные» сигналы по всему диапазону, так называемая интермодуляция) бытовые и портативные радиоприемники сильными сигналами радиостанций, из-за того, что у них небольшой динамический диапазон, по сравнению с любительскими или профессиональными радиоприемниками. В этом случае в радиоприемнике надо включить аттенюатор (переключатель в положение LOCAL).

Если вы используете длинный провод и подключаетесь к концу антенны, то лучше будет использовать для подключения коаксиального кабеля согласующий трансформатор (балун) 9:1, т.к. антенна «длинный провод» имеет высокое активное сопротивление (порядка 500 Ом) и такое согласование снижает потери на отраженный сигнал.

Трансформатор для антенны длинный провод 9:1

Согласующий трансформатор WR LWA-0130, соотношение 9:1

Активная антенна

Если у вас нет возможность повесить внешнюю антенну, то можно использовать активную антенну.

Активная антенна — это, как правило, устройство, сочетающее в себе рамочную антенну (или ферритовую или телескопическую), широкополосный малошумящий высокочастотный усилитель и преселектор (хорошая активная КВ антенна стоит свыше 5000 рублей, правда для бытовых радиоприемников нет смысла приобретать дорогую, вполне подойдет что-то вроде Degen DE31MS). Для снижения помех от сети лучше выбрать активную антенну, работающую от батареек.

Смысл активной антенны в том, чтобы как можно сильнее подавить помеху и усилить полезный сигнал на уровне РЧ (радиочастоты), не прибегая к преобразованиям.

Кроме активной антенны можно использовать любую комнатную, которую сможете сделать (проволочную, рамочную или ферритовую). В железобетонных домах комнатную антенну надо располагать подальше от электропроводки, ближе к окну (лучше на балконе).

Магнитная антенна

Магнитные антенны (рамочная или ферритовая), в той или иной мере, при благоприятном стечении обстоятельств, позволяют снизить уровень «городского шума» (вернее будет сказать, повысить соотношение «сигнал-шум») за счет своих направленных свойств. Более того, магнитная антенна не принимает электрическую составляющую электромагнитного поля, что также снижает уровень помех.

Магнитная рамочная антенна

К слову сказать, ЭКСПЕРИМЕНТ — это основа радиолюбительства. Внешние условия играют в распространении радиоволн существенную роль. Что хорошо работает у одного радиолюбителя, может совсем не работать у другого. Самый наглядный эксперимент распространения радиоволн можно провести с телевизионной дециметровой антенной.

Вращая её вокруг вертикальной оси можно заметить, что наиболее качественное изображение не всегда соответствует направлению на телецентр.

Это связано с тем, что радиоволны при распространении отражаются и «смешиваются с другими» (происходит интерференция) и наиболее «качественный» сигнал приходит с отраженной волной, а не с прямой.

Заземление

Не стоит забывать о заземлении (через трубу отопления). Не стоит заземлять радиоприемник на защитный провод (PE) в розетке. Особенно «любят» заземление старые ламповые радиоприемники.

Изошутка

Борьба с помехами радиоприему

В добавок ко всему, для борьбы с помехами и перегрузками можно использовать преселектор (антенный тюнер). Использование этого устройства позволяет до определенной степени подавить внеполосные помехи и сильные сигналы.

К сожалению, в городе все эти ухищрения могут не дать желаемого результата. При включении радиоприемника слышен только шум (как правило, шум сильнее на низкочастотных диапазонах). Порой начинающие радионаблюдатели даже подозревают свои радиоприемники в неисправности или недостойных характеристиках. Проверить приемник просто.

Отключите антенну (сложите телескопическую антенну или переключите на внешнюю, но ее не присоединяйте) и отсчитайте показания S-метра. После этого выдвиньте телескопическую антенну или подключите внешнюю. Если показания S-метра значительно увеличились, значит с радиоприемником все в порядке, а вам не повезло с местом приема.

Если уровень помех близок к 9 баллам или выше, то нормальный прием будет невозможен.

Увы, город полон «широкополосных» помех, т.е. источники генерируют электромагнитные волны широкого спектра. Типичные представители: импульсные блоки питания, коллекторные электродвигатели, автомобили, сети кабельного телевидения и Интернет, маршрутизаторы Wi-Fi, ADSL модемы, промышленные предприятия и многое другое.

Самый простой способ «поиска» источника помех — обследовать помещение с помощью карманного радиоприемника (не важно какого диапазона, ДВ-СВ или КВ, только не FM диапазона).

Обойдя комнату можно легко заметить, что в некоторых местах приемник шумит сильнее — это и есть «место локализации» источника помех.

«Шуметь» будет практически все, что подключено к сети (компьютеры, энергосберегающие лампы, сетевые провода, зарядные устройства и пр.), а также сама электропроводка.

Именно для того, чтобы хоть как-то снизить пагубное действие городских помех и стали популярны «супер-пупер» навороченные радиоприемники и трансиверы.

Городской радиолюбитель просто не может комфортно работать на бытовой аппаратуре, которая достойно себя показывает «на природе».

Требуется большая избирательность и динамика, а цифровая обработка сигнала (DSP) позволяет «творить чудеса» (например, подавлять тональные помехи), недоступные аналоговым методам.

Конечно, самая лучшая КВ антенна — направленная (волновой канал, QUARD, антенны бегущей волны и т.д.). Но будем реалистами. Построить направленную антенну, даже простую, довольно сложно и дорого.

Источник: http://swl.net.ru/archives/629

Антенны рамочные. Только для приёма?

Две активные КВ антенны

Представленная в [2] антенна относится к типу так называемых приемных активных рамочных антенн. Рамка этой антенны позволяет принимать не менее 4-х ВЧ коротковолновых радиолюбительских диапазонов. Выходное сопротивление антенного устройства рассчитано на подключение кабеля с волновым сопротивление 75 Ом.

Для уменьшения влияния массивных металлических предметов устройство следует устанавливать подальше от них.

Рис.1     Расстояние между концами рамки составляет 10 мм. Сама рамка подключаются к схеме устройства через разъем и закреплена на фотоштативе.

     Для настройки в резонанс в устройстве применен 2-х секционный переменный конденсатор. На различных КВ диапазонах к нему подключаются дополнительные емкости: 14 – 30 мГц – S1 и S2 разомкнуты; 7 мГц – S1 разомкнут, S2 замкнут; 3,5 мГц – S1 замкнут, S2 разомкнут.

Дроссели L1,L2 выполнены на кольцах и содержат 25 витков провода диаметром 0,2. ВЧ-трансформатор содержит 3х10 витков такого же провода.          Активная рамочная антенна потребляет ток около 8 мА при напряжении источника питания 9 В. В ней применены транзисторы VT1,VT2 типа КП302 А, Б, они заменимы на КП303 Д, Г.

VT3 – КТ306 (316, 325).

Elektronisches Jarbuch 1990 (свободный перевод RA0CCN).

     К сожалению в описании приведенной конструкции, взятой с сайта «Радиомания – сайт радиолюбителей», не приводится конструкция самой рамки и некоторые другие сведения. Но в интернете и радиолюбительских СМИ наиболее часто встречаются такие конструкции рамок (рис.2 – 4):

Рис.2. Квадрат со стороной 1 м из медной трубки d=25мм,связь с TRX через петлю связи из 50-омного кабеля (не показана).
Рис.3. Конструкция DF9IV [4]. Кольцо Д=400 мм из медной трубки д=12 мм, внутри которого провод в изоляции сечением 8 мм кв. Cвязь с TRX через петлю связи.
     Эта конструкция повторена В.Брагиным (UA9KEE) [5], только вместо трубки применен коаксиальный кабель РК-75-17-31 d=25,1 мм и внутренним проводником d=4 мм.

Рис.4. Конструкция RV1AU, кольцо D=420 мм из кабеля d=18 мм. Cвязь с TRX через петлю связи.

          Любая из приведенных конструкций рамки (без петли связи, естественно) может работать в описанной выше схеме активной КВ антенны. С учетом дифференциального входа усилителя требуется лишь сделать отвод от середины рамки и соединить его с общим проводом усилителя.      

     Данные такой конструкции рамки-кольца приведены в материале (Joachim Swender, Aktive Schlifanenne fur Empfang. – Funkamauter, 1999, № 7, S. 787 – 789), опубликованного в [1].

   Таким образом, для схемы, показанной на рис.1, номинал индуктивности дросселей L1, L2 – около 100 мкГ. Кольцо трансформатора 13х7,9х6,4 мм с начальной магнитной проницаемостью 800.        Поскольку принцип построения схемы в указанной публикации тот же, что и в приведенной в начале обзора, приведу кратко текст статьи «Активная КВ антенна» из [1].
Рис.5     Антенна работает в полосе частот от 6 до 30 мГц. Выходное сопротивление антенны 50 Ом. Она представляет собой рамку (см. рис.5), которая настраивается на рабочую частоту конденсатором переменной емкости. К рамке подключен усилитель с дифференциальным входом, выполненный по каскодной схеме. Применение полевых транзисторов на входе обеспечивает высокое входное сопротивление и малую входную емкость усилителя, что позволяет полностью подключить рамку к усилителю с высоким коэффициентом передачи устройства в целом, а также дает возможность без переключений перекрыть большую полосу частот. В усилителе использованы высокочастотные полевые транзисторы и биполярные СВЧ транзисторы с граничной частотой около 5 гГц.     Качественно выполненный выходной трансформатор Т1 позволяет получить полосу частот усилителя 1 … 100 мГц. Усилитель имеет коэффициент передачи около 1 при работе на нагрузку 50 Ом. Для повышения входного сопротивления усилителя на высокочастотном крае полосы рабочих частот антенны в цепи стоков полевых транзисторов VT1 и VТ3 включен дроссель L1. Напряжение питания на базах биполярных транзисторов (около 4 В) стабилизировано цепочкой диодов VD1 – VD6. Заменить их стабилитронами нельзя, так как высокочастотный шум, генерируемый ими в режиме стабилизации, может свести на нет все достоинства усилителя.Усилитель можно питать от малогабаритной батареи напряжением 9 В (“Крона”). Потребляемый ток не более 3 мА.     Обмотки трансформатора Т1 содержат: I – 3 витка, II и III – по 20 витков литцендрата.Переменный конденсатор С1 от радиовещательного приемника размещен в разрезе рамки в виде кольца из медной трубки D=1 м. Диаметр трубки d=16 мм. К рамке подключают только выводы от статоров, что минимизирует влияние руки при настройке антенны на рабочую частоту. Перекрытие у антенны по частоте большое, поэтому переменный конденсатор надо снабдить хорошим верньерным устройством и хотя бы простой шкалой.     Рамка закреплена вертикально на деревянном основании, на котором установлены конденсатор С1 и остальные элементы усилителя. Точно от середины рамки вдоль поддерживающей деревянной стойки идет провод отвода от рамки к усилителю.     Высокая добротность рамки (на частоте 6 мГц – около 1000) обеспечивает высокий коэффициент передачи устройства в целом и хорошую избирательность. Кроме того, от мешающих станций можно отстроиться, используя пространственную селекцию с помощью оптимальной ориентации рамки антенны.     Надеюсь, что поданные в такой редакции материалы и ссылки подвигнут радиолюбителей на повторение или создание новых конструкций активных антенн.

Источники:

1. Активная КВ антенна. Радио, 2000, № 5.2. Рамочная КВ антенна. Радиомания – сайт радиолюбителей, раздел «Антенны».3. Г.Беликов. Антенна конструкции RV1AU. http://www.qsl.net/rv1au 4. Малогабаритная КВ антенна. Радио, 1989, № 7, с.90.5. В.Брагин. Антенна из коаксиального кабеля. Радио, 1990, № 2, c.38.Галак Г.А.

Источник: http://us0kf.ucoz.ru/publ/antenny_ramochnye_tolko_dlja_prijoma/3-1-0-125

Магнитные антенны из коаксиального кабеля

Главная > Советы электрика > Магнитные антенны из коаксиального кабеля

Магнитная рамочная домашняя антенна – отличная альтернатива классическим наружным. Такие конструкции позволяют передавать сигналы до 80 м. Для их изготовления чаще всего применяют коаксиальный кабель.

Классический вариант магнитной рамочной антенны

Рамочная магнитная установка – подтип малогабаритных любительских антенн, которые могут быть установлены в любой точке населенного пункта. При одинаковых условиях рамки показывают более стабильный результат, чем аналоги.

В домашней практике используют наиболее удачные модели популярных производителей. Большинство схем приведено в любительской литературе радиотехников.

Магнитная рамочная антенна из коаксиального кабеля в помещении

Сборка антенны своими руками

Материалы для изготовления

Основным элементом является коаксиальный кабель нескольких типов, длиной 12 м и 4 м. Для сооружения рабочей модели также нужны деревянные планки, конденсатор 100 пФ и коаксиальный разъем.

Сборка

Магнитная рамочная антенна сооружается без специальной подготовки и знания технической литературы. Придерживаясь порядка сборки, можно с первого раза получить рабочее устройство:

  • деревянные планки соединить крестом;
  • в дощечках пропилить канавки, глубиной соответствующие радиусу проводника;
  • на планках у основания креста просверлить отверстия для закрепления кабеля. Между ними вырезать три канавки.

Точная выдержка размеров позволяет соорудить конструкцию с высоким приемом радиочастот.

Форма магнитных рамок

Магнитная антенна из коаксиального кабеля – петля из проводника, которая подключается к конденсатору. Петля, как правило, имеет вид круга.

Это обусловлено тем, что такая форма повышает эффективность конструкции. Площадь этой фигуры наибольшая по сравнению с площадью других геометрических тел, следовательно, и охват сигнала будет увеличен.

Производители товаров для радиолюбителей выпускают именно круглые рамки.

Установка конструкции на балконе

Чтобы приборы работали на конкретном диапазоне волн, сооружают петли различных диаметров.

Существуют также модели в виде треугольников, квадратов и многоугольников. Применение таких конструкций обусловлено в каждом конкретном случае разными факторами: расположение устройства в комнате, компактность и др.

Круглые и квадратные рамки считаются одновитковыми, т.к. проводник не скручен. На сегодняшний день специальные программы типа KI6GD позволяют рассчитывать характеристики только одновитковых антенн.

Этот вид неплохо зарекомендовал себя для работы на высокочастотных диапазонах. Главным недостатком их является крупногабаритность.

Многие специалисты стремятся к работе на низких частотах, поэтому магнитная рамочная установка так популярна.

Проведенные сравнительные расчеты нескольких схем с одним, двумя и более витками, при аналогичных условиях эксплуатации показали сомнительную эффективность многовиточных конструкций.

Увеличение витков максимально целесообразно исключительно для уменьшения габаритов всего устройства.

К тому же для реализации данной схемы необходимо повышение расхода кабеля, следовательно, неоправданно увеличивается стоимость самоделки.

Полотно магнитной рамки

Для максимальной эффективности работы установки необходимо добиться одного условия: сопротивление потерь в полотне рамки должно быть сопоставимо с величиной сопротивления излучения всей конструкции.

Для медных тонких трубок это условие легко выполняется. Для коаксиальных кабелей большого диаметра такого эффекта добиться сложнее из-за высокого сопротивления материла. На практике применяются оба типа конструкций, т.к.

Читайте также:  Измеритель индуктивности на базе arduino

другие типы работают намного хуже.

Приемные рамки

Если устройство выполняет исключительно функцию приемника, то для ее работы можно использовать обычные конденсаторы с твердыми диэлектриками. Приемные рамки для уменьшения габаритов выполняют многовиточными (из тонкой проволоки).

Для передающих приборов такие конструкции не подходят, т.к. действие передатчика будет работать на нагрев установки.

Оплетка коаксиального кабеля

Оплетка магнитной рамки дает больший КПД, чем медные трубки и утолщение диаметра проводника. Для домашних экспериментов не подойдут модели в черной пластиковой оболочке, т.к. она содержит большое количество сажи. Во время работы металлические части при сильном нагреве оболочки выделяют вредные для человека химические соединения. К тому же эта особенность снижает сигнал передачи.

Коаксиальный кабель SAT-50M производства Италии

Этот тип коаксиального кабеля подходит исключительно для антенн большого размера, т.к. их сопротивление излучения проводника полностью компенсирует входное сопротивление.

Воздействие внешних факторов

Благодаря физическим свойствам коаксиальных кабелей, антенны не подвержены воздействию температуры и осадков. Негативным последствиям поддается лишь оболочка, создаваемая внешними факторами – дождем, снегом, льдом, т.к.

вода имеет большие по сравнению с кабелем потери на высоких частотах. Как показывает практика, использовать такие конструкции на балконах можно в течение нескольких десятков лет.

Даже при сильных морозах не наблюдается значительного ухудшения приема.

Для повышения приема магнитные приборы из коаксиального кабеля лучше размещать в помещениях или местах уменьшенного воздействия осадков: под козырьками крыш, на защищенных частях открытых балконов. Иначе устройство будет работать в первую очередь на нагрев окружающей среды, и только потом на прием и передачу сигналов.

Главным условием стабильной работы является защита конденсатора от внешних воздействий – механических, погодных и т.д. При длительном воздействии внешних факторов из-за высокочастотного напряжения возможно образование дуги, что при перегреве быстро приводит к отпайке от схемы или выходу из строя данной детали.

Рамки для высокочастотных диапазонов выполняют горизонтальными. Для низкочастотных, при высоте более 30 м, целесообразно сооружение вертикальных конструкций. Для них высота установки не влияет на качество приема.

Расположение устройства

Если данный механизм будет расположен на крыше, то необходимо предусмотреть одно условие – эта антенна должна быть выше всех остальных. На практике добиться идеального размещения зачастую невозможно. Магнитная рамочная установка достаточно неприхотлива к близкому расположению сторонних предметов и сооружений – башен вентиляции и т.д.

Правильным будет расположение на крыше сердечником вдаль так, чтобы не было  поглощения сигнала большими моделями. Ввиду этого при установке на балконе снижается ее КПД. Такое расположение оправдано в тех случаях, когда обычные приемники работают некорректно.

Синхронизация рамки и кабеля

Согласование деталей достигается размещением индуктивной петли малых размеров в большую. Для симметричной связи в прибор включают специальный симметрирующий трансформатор. Для несимметричной – подключение кабеля напрямую. Заземление антенны производят в месте крепления шлейфа к основанию большого круга. Деформация шлейфа помогает добиться более точной настройки прибора.

Модификация устройства из коаксиального кабеля

Плюсы и минусы устройства

Преимущества

  • низкая себестоимость;
  • простота монтажа и обслуживания;
  • доступность исходных материалов;
  • установка в небольших комнатах;
  • долговечность устройства;
  • эффективная работа вблизи других радиоприборов;
  • отсутствие особых требований для достижения качественного приема (такие устройства работают стабильно и летом и зимой).

Недостатки

Главным недостатком является постоянная подстройка конденсаторов во время смены рабочего диапазона. Уровень помех уменьшается поворотом конструкции, что во время работы бывает крайне затруднительно из-за геометрических форм и расположения деревянных дощечек.

Из-за излучений на близком расстоянии происходит передача информации с магнитных лент (во время включения магнитофона) на устройства с катушками индуктивности (телевизоры, радио и т.п.) даже при выключенных антеннах.

Уровень наводок можно уменьшить за счет изменения расположения прибора.

Во время работы нельзя прикасаться к металлическим частям, из-за сильного нагрева можно получить ожоги.

Делаем сами. Видео

Как сделать широкополосную активную антенну своими руками, можно узнать из этого видео.

Магнитная рамочная антенна является наиболее целесообразным бюджетным решением для домашнего использования. Главные преимущества – работа на разных частотах, простота сборки и компактность. Хорошо выполненный прибор может получать и передавать отличный сигнал на достаточно большое расстояние.

Источник: https://elquanta.ru/sovety/magnitnye-antenny-kabelya.html

Рамочные антенны – My website

Рамочные антенны.

 Антенна Delta Loop с вертикальной поляризацией.

 Много различных публикаций довелось прочесть на тему антенн Delta Loop(DL), очень широко применяемых, радиолюбителями. Эта антенна относится к семейству рамочных антенн.

Но ни в одной из этих публикаций, не были так полно раскрыты все особенности применения этих популярных антенн, как это сделано в книге [Л.1] , автором которой, является John Devoldere , ON4UN.

Очень настоятельно рекомендую приобрести эту книгу.

Приведу только основные, базовые моменты из этой книги, в отношении DL. Сразу оговорюсь, что речь будет только о рамках, подвешенных вертикально.

Из всех рамочных антенн, DL считается самой наихудшей по усилению, т.к. занимает наименьшую площадь в пространстве, при заданном периметре.

Лидирует в этой группе антенн, круглая петля, затем идет восьми-угольник, шести-угольник, квадрат и в конце списка идет DL. Эта разница не столь значительна, но все же есть.

Её называют ,,квадрат бедного радиолюбителя,,. Она очень удобна тем, что требует только одну точку подвеса, Рис.1.

                                                                                                      Рис.1

Максимум усиления Loop получается при отношении

А/В= lg(100 F)

 Где F – рабочая частота(МГц)

 Например, для диапазона 7Мгц ~2.9, а для 3.5 Мгц ~ 2.6

В пределе, когда высота треугольника стремится к нулю, DL становится полуволновой передающей линией(полуволновый повторитель), закороченной на конце и следовательно , имеющей нулевой входной импеданс, а значит и нулевое излучение.

Также, как и квадрат, DL может излучать как горизонтальную, так и вертикальную поляризацию. Рассмотрим вертикальную поляризацию, Рис.2.

                     Рис.2

Точка питания DL -точки В и С, причем, растояние CD =0.25 лямбды, центральная жила кабеля, подключена к точке C, а оплетка кабеля – к точке В. В этом случае мы получаем два наклонных четверть-волновых вертикала CD и ED соединенных своими вершинами в точке D.

Нижняя сторона BAHGF питает второй вертикал ED в нужной фазе. Первый вертикал CD, имеет свой собственный встроеннный радиал BAH , второй вертикал ED, имеет свой-FGH. Распределение тока в нижней стороне таково, что они взаимно уничтожаются, т.к.протекают встречно.

Излучения сторон CD и ED скдадываются, т.к. стороны питаются в фазе. Таким образом дельта становится адекватной двум вертикалам, запитываемым в фазе и разнесенных на 0.25-0.3 лямбды.

Такая система имет увеличенный коэффициент усиления, по сравнению с одиночным вертикалом, к тому же, не нуждается в системе противовесов, как одиночный вертикал.

Почему же вершины , соединенные вместе не оказывают влияния на работу этих двух вертикалов? Причина в том , что ток минимален в точке D, а мы знаем, что на излучение влияет ТОЛЬКО ток в антенне. По этой причине, мы можем разомкнуть антенну в точке D. На работе DL это никак не отразится. Но в этом случае, DL становится однодиапазонной.

На работу всех вертикальных антенн, в радиусе нескольких лямбд, будет оказывать очень большое влияние – качество земли. От него зависит коэффициент отражения от земли, а следовательно и интенсивность излучения на низких углах.

Дельты с вертикальной поляризацией, не критичны к высоте подвеса, как и все вертикалы. На 3.5 Мгц, например, достаточно высоты нижней стороны от земли всего 3 метра, а верхней точки 21м.

Если мы запитаем дельту в точках A или G , то этом случае, горизонтальные токи в нижней стороне не будут полностью компенсироваться, поэтому в диаграмме появится значительная часть горизонтальной поляризации с углами , близкими к зениту, т.е.

совершенно бесполезными при работе на дальние дистанции. Сразу же можно сделать очень важное заключение о влиянии качества земли на работу вертикалов и горизонталов:

В СЛУЧАЕ ПЛОХОГО КАЧЕСТВА ЗЕМЛИ ВЕРТИКАЛЫ ТЕРЯЮТ ТОЛЬКО ИНТЕНСИВНОСТЬ ЛЕПЕСТКА, УСИЛЕНИЕ, СОХРАНЯЯ УГОЛ ИЗЛУЧЕНИЯ почти НЕИЗМЕННЫМ. ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛОВ, ЭТО ЖЕ, ПРИВОДИТ К УВЕЛИЧЕНИЮ УГЛА ИЗЛУЧЕНИЯ, ВПЛОТЬ ДО ЗЕНИТА.

 Это фундаментальное заключение, означающее, что даже при плохой земле, на антенны с вертикальной поляризацией, можно проводить дальние связи, т.к. угол излучения остается низким и только незначительно падает усиление.

То же, но в случае с антеннами, имеющими горизонтальную поляризацию, приводит к тому, что антенна становится неэффективной при дальних связях, т.к. угол излучения становится слишком высоким.

Все рамочные антенны слабо чувствительны к окружающим предметам.

Давайте взглянем на диаграммы, расчитанные на EZNEC-3.

Для моделирования, я использовал DL на диапазон 7 Мгц, подвешенную вертикально, над землей среднего качества.

На Рис.3, дана диаграмма DL, для вертикальной поляризации и горизонтальной, при высоте нижней стороны над землей- 1.7 метра.

                                                                                                                  Рис.3

Преимущество DL с вертикальной поляризацией, очевидно. Разница в усилении DL с вертикальной поляризацией 5,2db, правда угол излучения в этом случае далек от зенитного.

На Рис.4, то же самое, только, высота нижней стороны над землей – 10 метров. Разница в углах излучения 42 и 15, весьма существенная. Разница в углах сократилась, так же, как и в усилении.

                            Рис.4

На Рис.5, высота нижней стороны- 15 метров. Диаграмма DL с вертикальной поляризацией- раздваивается на два угла: 13 и 55 градусов. Разница в усилении, достигает 5 db.

                                                                                                                  Рис.5

На Рис.6, высота подвеса нижней стороны- 20 метров или поллямбды для 7 МГц.

                                                                                                                 Рис.6

Разница диаграмм еще более существенна. Преимущество DL с горизонтальной поляризацией- налицо, но это преимущество, достигнуто ценой высоты установки высоты нижней стороны – 20 метров.

На высоте поллямбды, практически все антенны с горизонтальной поляризацией превосходят вертикально излучающие антенны в усилении на 6 дб, или один балл на прием, и 4-х кратное увеличение по мощности на передачу.

Все эти расчетные графики, очень наглядно показывают преимущество DL с вертикальной поляризацией при малых высотах подвеса над землей, т.е. при высотах менее 0.5 лямбды. По ним можно легко выбрать вариант запитки DL, в зависимости от высоты подвеса нижней стороны.

На Рис.7, дан график импеданса DL, при питании ее кабелем 50 Ом. Мы видим, что весьма проблематично, будет перекрытие всего диапазона 3.5 МГц.

                                                                                                                  Рис.7

Для решения этой проблемы, можно рекомендовать, запитать DL, линией 400 Ом или увеличить диаметр провода полотна до 4-5 мм. На Рис.8, показан тот же график импеданса, но при питании линией 400 Ом. Мы видим существенно меньшую неравномерность импеданса, в полосе частот.

                                                                                                                  Рис.8

Резонансная длина дельты от 1.04 до 1.06 длины волны. Или, если по формуле

L(m)=299.8/F(MHz)

Из своего личного опыта эксплуатации этих антенн, могу сказать, что если вы настроили в резонанс антенну для горизонтальной поляризации, то при переходе на вертикальную, т.е. при замене положения точки питания, импеданс довольно сильно изменяется, что приходится учитывать , при согласовании.

На Рис.9 показан график зависимости активной и реактивной составляющей импеданса в зависимости от высоты нижней стороны над землей для DL с горизонтальной поляризацией и диапазона 3,5 МГц.

                                                                                                          Рис.9

На Рис.10 тот же график, но для DL с вертикальной поляризацией.

                                                                                                                    Рис.10

На Рис.11 приведен график зависимости усиления и угла излучения в зависимости от высоты нижней стороны для DL с горизонтальной поляризацией.

                              Рис.11

Источник: http://ve3kf.com/teoriya-afu/ramochnye-antenny-1/

Самодельная антенна для приёма эфирного цифрового телевидения

         Задание на каникулы. 12+. Без пивных банок.

 Это продолжение статьи, где простая антенна была сделана в виде кольца, из всего, что было под рукой, той самой статьи, где больше всего посетителей – 50 тысяч просмотров за 1,5 года, более 60 комментариев. Да это и понятно, поскольку цифровое телевидение шагает по стране, охватывая всё новые и новые области, увеличивая количество цифровых мультиплексных пакетов. Будущее за малогабаритными антеннами, комнатными и выносными в зависимости от расстояния. Как сделать кольцо более волшебным, обеспечив его работу с длинным кабелем, увеличить уровень сигнала на входе приёмника, расширить диапазон частот, чтобы вместить все мультиплексные пакеты –  об этом и пойдёт речь.

Читайте также:  Блокиратор автосигнализаций

 Когда количество комментариев перевалило за 60, я, учитывая все пожелания, модернизировал антенну и  решил проверить, на каком же предельном расстоянии от города она  будет принимать телевизионный сигнал без усилителя. Результат превзошёл все ожидания – побит рекорд антенны из пивных баночек.

В 90 километрах от Останкино, в низине, со второго этажа деревянного дома, внутри самого помещения, с кабелем 5,5 метров антенна  без усилителя принимала все мультиплексные пакеты. Поэтому, пожалуй, на сегодня это самая  простая двухэлементная антенна, доступная для самостоятельного изготовления.

Фото 1.
Фото 2.

                                                           Конструкция антенны.

                       Самодельная антенна имеет своё название в классификации антенн.                         Это петлевая рамочная фазированная антенна.В литературе можно встретить  другие названия. Волновые рамочные антенны с активным рефлектором. Волновые направленные антенны «сплошного» питания.  Справочное пособие «Антенны. Том 1». Издание 11, переработанное.  Антенны КВ диапазона. Глава 15.4. Волновые рамки с рефлектором. Автор Карл Ротхаммель.

 Рамочные антенны называются петлевыми, если длина рамки превышает четвёртую часть длины волны. На практике в петлевых вибраторах используют рамки с периметром или длиной окружности равным длине волны.

Я сделал аналогичным образом, приняв длину кольца равной длине волны, так как всегда считал, что чем больше размеры антенны, тем более она эффективна.

Волшебство кольца заключалось в его длине, которая была в 4 раза больше четвертьволновой штыревой антенны и в 2 раза больше симметричного разрезного вибратора. Опыты с пивными банками подсказали, что чем шире излучатель, тем более широким диапазоном согласования он обладает.

Вместо проволоки и оплётки коаксиального кабеля я использовал металлопластиковую трубку с диаметром 16 мм. Уже 10 лет эта трубка заменяет всю водяную проводку в моей квартире, и я уже стал забывать, какие бывают ржавые трубы с каплями конденсата на их поверхности. 

Фото 3. Металлопласт.

 Металлопласт – оптимальный материал для изготовления самодельных антенн. Высокого качества алюминий, обтянутый со всех сторон пластиком не поддаётся коррозии и легко гнётся. Антенна, выполненная из этого материала, становится вечной (50 лет гарантии), и может работать как внешняя, не разлагаясь под воздействием внешней среды. Единственно о чём надо позаботиться, так это о надёжном контакте алюминия с коаксиальным кабелем. «Медь не дружит с алюминием», при таком соединении образуется термопара с отложением солей, нарушающих контакт. Поэтому, присоединяя коаксиальный кабель к трубке, я использовал шайбы, винты, гайки, хомуты. При эксплуатации на улице, все соединения, включая хомуты желательно защитить автомобильным герметиком.

Рис. 1. Эскиз соединений коаксиальных кабелей.
Фото 4. Винтовые соединения.
Фото 5. Все детали.

 При изготовлении антенны необходимо знать две величины – это длина кольца, равная длине волны и расстояние между кольцами, равное 4-й части длины волны, этот же размер имеет короткая трубка, препятствующая прохождению высокочастотных токов по оплётке кабеля, улучшающая согласование с кабелем длиною 5,5 метров. Такое же расстояние между центрами отверстий в фиксирующих планках.

Фото  6. В трубке проделываю отверстие и через него пропускается коаксиальный кабель (75 Ом). Оплётки кабелей креплю к зачищенной поверхности трубки с помощью хомута. Медные оплётки коаксиальных кабелей, которые непосредственно прижимаются к поверхности трубки пропаиваю.
Фото 7. В качестве оправки я использовал 3-х литровую банку. Оптимально подошла для частоты 546 МГц.

 Длина кольца равна;

L (метрах) = 300 / F (мегагерцах), где F – средняя частота вешания нескольких телевизионных мультиплексных пакетов или частота центрального мультиплексного пакета.

 Например, F = 546 МГц, тогда L = 300 / 546 = 0,55 (м) = 55 (см). Величину этой длины надо уменьшить на 1,5 см, тогда результирующая длина L* составит 53,5 см.

 Величина в 1,5 см найдена экспериментально в процессе регулировки антенны из металлопласта. Она учитывает не только толщину трубки, но и влияние материала, который её обтягивает, а также влияние второго кольца. Сам материал и второе кольцо смещают резонанс антенны вниз, поэтому кольца делаю на 1,5 см короче, чтобы точнее настроиться на центральную частоту.

 Диаметр окружности D = L*/ 3,14 = 53,5 / 3,14 = 17 (см).

Диаметр оправки для изготовления кольца  D* = D – 0,8 = 17 – 0,8 = 16,2 (см), где 0,8 – радиус металлопластиковой трубки.

Зазор в кольцах 1 см.

Расстояние между кольцами Lк = L / 4 = 55 / 4 = 13,7 (см).

Рис. 2. Зелёный сектор – оптимальное согласование.Чем ближе КСВ стремиться к единице, тем лучше антенна. Я рассчитывал её для частоты 546 МГц, это средняя частота 3-х московских мультиплексных пакетов. Благодаря большому диаметру трубки диапазон антенны получился шире.

                                                      Два кольца или одно?

Фото  9. В городе хватает одного кольца.

 Как показала практика, работа антенны зависит от условий эксплуатации. Кольцо обладает двухсторонней направленностью (восьмёрка в горизонтальной плоскости), поэтому способно принимать как прямой сигнал из окна, правда огибающий  соседний дом, так и отражённый от противоположной стены комнаты. Два сигнала, всё лучше, чем один, и складываясь вместе, они повысят уровень на входе приёмника. Это плохо для аналогового приёма, так как приведёт к много контурному изображению, но при цифровой обработке сигнала вполне допустимо и даже учтено и ноль в единицу или единица в ноль уже никак не превратится. Поэтому в городе, в квартирах из железобетонных блоков, плохо пропускающих радиоволны, но способные их отражать, хватало и одного кольца. Пристройка второго кольца в городской застройке могла привести к замешательству, поскольку диаграмма направленности становилась узкой и антенна вместо того, чтобы брать сигнал от окна поворачивалась к стене, потому, что отражённый сигнал был сильнее, так как отражался от большей площади, которая работала как рефлектор.

 Большинство посетителей блога, как я понял из комментариев, воспользовались одним кольцом.

Фото 10.  Я тоже решил попробовать. Уровень сигнала 33 процента при 100 процентном качестве.
 Заикания и мозаики не наблюдалось на всех мультиплексных пакетах.

 Но как  быть, если уровень сигнала передатчика стал слабее или качество приёма ухудшилось в результате изменения погодных условий? Самое простое решение временно воспользоваться тазиком для варенья, металлической крышкой от кастрюли, решёткой от барбекю.

Фото 11. Уровень сигнала возрос до 40 процентов при 100 процентном качестве.

  Эти элементы, электрическим соединением, несвязанные с петлёй, будут служить отражателем, который из восьмёрки, диаграммы направленности антенны, отражая второй лепесток, превратит  её в вытянутый эллипс, тем самым поднимет в ней усиление, а сама антенна теперь будет обладать односторонней направленностью, и её надо точнее ориентировать на телевизионный передатчик.

Сами же элементы, пристроенные к кругу, дают ей новое название, теперь это антенна для ленивых или двухэлементная антенна «волновой канал» с рефлектором без директоров.

Для убедительности достаточно сплющить петлю по горизонтали, и заменить тазик трубкой равной 0,6 длины волны, а можно оставить петлю в  виде окружности, а рефлектор сделать в виде замкнутого круга, и тогда сама антенна будет иметь уже другое название. 

Фото 12. Уровень сигнала 38 процентов при 100 процентном качестве.

Всем известная антенна «двойной квадрат» представлена в виде «двойного круга».

Такие опыты, проводимые в загородном доме, заметно на глаз улучшали телевизионную картинку на экране телевизора, уменьшая «снег» на изображении при просмотре аналогового сигнала, однако, в городской застройке при наличии отражённых сигналов, улучшить, таким образом, радиоприём не удастся.

 Вдали от городской суеты второе кольцо просто необходимо, так как за счёт суженной диаграммы направленности обеспечивается прирост усиления, и надобность в усилителе отпадает.

 В этом году (2015) для меня это стало особенно актуально, поскольку усилителю в антенне «Локус» стало нездоровиться, ибо временами стало прыгать качество сигнала, заявляющее о себе икающим звуком и превращая изображение в застывшую мозаику. Я пока не стал разбираться с этим явлением.  

 Воспользовавшись советом посетителей блога, оставивших комментарии, я водрузил самодельную антенну над крышей летней кухни, в месте, где телевизор работает круглосуточно. Держатели кольца пришлось сделать из пластика. Их желательно доработать, просверлив дополнительные отверстия, для уменьшения веса и парусности. 

Фото 13. Самодельная антенна без усилителя с кабелем 5,5 метров над крышей летней кухни.
 Уровень сигнала составляет 40 процентов при 100 процентном качестве. 

 Тем не менее, данный образец уже прошёл испытания, выдержав сильный дождь и ветер, достаточно лёгкая получилась конструкция.

 До этого данная антенна без усилителя работала как комнатная, расположенная на уровне окна мансарды деревянного дома в 90 км от Останкино.

                                                          Какие ещё будут варианты?

 Такой вопрос задают, когда нет сигнала. Обычно без вариантов не бывает. Мне же пришлось отойти от каминной трубы в сторону на 0,5 метра, и табличка – «нет сигнала» сменилась на 40-а процентный уровень.

 Но варианты порой находят и сами радиолюбители, и если кому тяжело было сконструировать два кольца, то нашлись такие, которые соединили вместе четыре.

Фото 14. “Яновая” антенна. 
Сначала я собрал такую антенну из двух разных заготовок.

 Такую антенну я назвал «Яновая», но не за сочетания слов (типа я новая), а за фамилию её владельца. Сам я долго не верил, что такое соединение колец способно работать, но практика – основа познания, и именно она показала возросший уровень сигнала. Умелец утверждал ещё зимой, что такая конструкция антенны существенно уменьшает помехи от снегоуборочной техники.

Но почему бы и нет, ведь, чем больше колец, тем уже полоса, что обеспечивает дополнительную селективность по входу, отсюда и высокая помехоустойчивость.

Правда, когда заработал третий мультиплексный пакет, изобретатель потерял к антенне интерес, скорее всего из-за её узкой полосы, которая не вмещала все каналы, и остановился на четырёх вибраторных польских решетках без усилителя.

  Убедиться, что такая антенна «Олимп 2014»(не раскрылось пятое кольцо на играх в Сочи)  действительно работает, мне удалось на предельном расстоянии от города. Сначала я собрал такую антенну из двух разных заготовок.

Стыкуя вместе две поделки с помощью изолированных скрепок, действительно убедился в реальном уменьшении заснеженности при приёме аналогового сигнала.

Расширить полосу приёма удалось, используя металлопластиковую трубку диаметром 16 мм.

Фото 15. Я назвал её “Олимп 2014”.

 Пока я сделал макет из металлопласта. Вместо коаксиальных отрезков кабелей, равных 4-й части длины волны, соединил кольца алюминиевой лентой, вырезанных из старых металлических карнизов. Отрезки ленты с профилем и это обеспечивает дополнительную жёсткость конструкции.

Важно расстояние между алюминиевыми полосками равное 5 мм, оно влияет на значение КСВ. Сами же полоски имеют ширину 5 -7 мм и толщину около 1 мм. В качестве фиксирующей  вставки колец использована пластмассовая трубка, которая применяется, как правило, для прокладки слаботочных проводов.

В ней просверлены отверстия с диаметром 16 мм, а расстояниями между центрами 13.7 см.

Фото 16. Конструкция антенны.
Фото 17. Подсоединение кабеля.
Фото 18. Крепление трубки.

  Применение в конструкции антенны металлопластиковой трубки, расширило полосу, и она без усилителя лучше ловит все дециметровые каналы, если сравнивать её с антенной типа «волновой канал», включающий в себя 12 директоров и  усилитель с заявленным усилением не менее 26 дБ. Несмотря на то, что антенна установлена под крышей (наихудшие условия прохождения радиоволн), уровень усиления у неё на 7 процентов больше, если сравнивать её с двух кольцевой конструкцией, размещенной в свободном пространстве на том же уровне.

 Эта антенна оказалась лучше по конструкции по сравнению со спиральной самодельной антенной. У неё отсутствует громоздкий рефлектор (отражатель), и она получилась на целых два витка короче самодельной спиральной конструкции при почти тех же параметрах сигнала.

 По сравнению с двух кольцевой конструкцией, у «олимпийской» существенно сужена диаграмма направленности, а, следовательно, можно ожидать повышенную помехоустойчивость.

 Отсутствие усилителя в антенне в ряде случаев является преимуществом. Самодельная антенна всегда показывает 100 процентное качество, а уровень, в зависимости от типов используемых цифровых приставок, составляет от 40 до 98 процентов (90 км от Останкино). При использовании штатных антенн с усилителями, величина качества ведёт себя неадекватно и временами колеблется (дёргается) от 10 до 60 процентов, что нередко приводит к зависанию изображения, а то и полному отсутствию сигнала. Скорее всего, широкая полоса покупных антенн с усилителями открыта для помех, которые усиливаясь в тракте ресивера, мешают нормальному приёму.

P. S.

 В этом году (2016) антенна «Олимп 2014» оправдала своё название, взяв на себя трансляцию чемпионата Европы по футболу, провалявшись до этого момента целый год в чулане. Соседи по дачным участкам сетовали, что в выходные, особенно по вечерам пропадает приём цифровых мультиплексных пакетов.

Я думал, что давно решил для себя эту проблему, но оказалось, что ошибся. В субботу вечером, за час до матча, расстроенный гость в своей комнате, той, что над летней кухней,  внезапно остался без хорошего качества телевизионных программ. «В пятницу вечером всё же работало нормально», – удивлённо повторял он.

Его ресивер был подключен к покупной антенне с усилителем и к вечеру сигнал на приёмнике дошёл до уровня 0 – 10%.

Фото 19. Наскоро закрепили под крышей балкончика.

   На скорую руку закрепили «Олимп» под козырьком балкона, добившись уровня до 50% при 100% качестве. В мансарде гостевого домика утеплитель с фольгой не пропускает радиоволны, поэтому антенну пришлось выставить наружу и нарастить кабель.

Фото 20. Спрятали сглазу, под мягкой кровлей  балкончика летней кухни,
 чтобы вопросов лишних не задавали, а то придут ко мне в непогоду футбол досматривать, где я всех рассажу?

На фото 21 под цифрой 1 двух кольцевая антенна. Под цифрой 2  антенна «Олимп 2014».Несмотря на то, что вторая антенна находится ниже уровня первой  и крыша, под которой она спрятана, вносит потери – уверенный приём обеспечен.  

В общем, удачно пристроили. Да, кстати счёт 1:1 Англия – Россия. Хороший результат!

Источник: http://dedclub.blogspot.com/2015/07/blog-post.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector