Антенны св – Простые антенны СВ-диапазона. — Антенны и усилители к ним — Радиосвязь
Простые антенны СВ-диапазона. CAVR.ru
Рассказать в:ПРОСТЫЕ АНТЕННЫ СВ-ДИАПАЗОНА.
1.ПРОСТОЙ ПЕТЛЕВОЙ СВ-ДИПОЛЬ
Петлевой диполь на диапазон 27 МГц можно выполнить из двухжильного провода типа ТРП для прокладки телефонов и известном под названием «лапша». Волновое сопротивление «лапши» лежит в пределах 400-600 Ом, что вполне подойдет для выполнения антенны и линии ее питания. Его единственным недостатком является то, что через 2-3 года нахождения на открытом воздухе под солнцем, изоляция трескается, провод постепенно окисляется и приходит в негодность.
Петлевой диполь, выполненный из «лапши» показан на рис. 1. Антенна изготовлена из цельного куска линии, посередине к ней подключается линия передачи. На концах антенны присоединены короткозамкнутые отрезки этой же линии, они необходимы для настройки антенны в резонанс на диапазон 27 МГц. Согласование антенны с трансивером происходит с помощью полуволнового кольцевого шлейфа,выполненного на коаксиальном кабеле волновым сопротивлением 75 Ом и длиной 3,6 метра, с помощью такого же куска кабеля длиной 1,76м антенна подключается к трансиверу. Сопротивление коаксиального кабеля 75 Ом было выбрано из условий оптимального согласования антенны с выходом транси-вера, который может быть как 50-ти, так и 75- ти омным. Был измерен КСВ антенны 50- омным КСВ-метром включенным между трансивером, имеющим 50-омный выход и согласующим устройством антенны. КСВ находился в пределах 1,8 в диапазоне частот 26,5-27,5 МГц и увеличивался до 2,5 на 26 и 28 МГц.
Длина шлейфа и четвертьволнового трансформатора приведена для наиболее распространенного коаксиального кабеля с полиэтиленовой изоляцией, имеющего коэффициент укорочения 0,66. Цепи согласования можно выполнить, используя кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. В этом случае длина кабеля от шлейфового трансформатора до трансивера должна быть в пределах 0,8-1 м, КСВ антенны несколько увеличится. Антенна может быть подвешена вертикально, горизонтально, наклонно. Длина линии передачи от антенны до трансивера не критична и может быть любой длины. Желательно, чтобы хотя бы на длине 5 метров линия питания была перпендикулярна полотну антенны. При испытании ее совместно с СВ-трансивером «promed 72», антенна показала хорошие результаты при работе на прием и на передачу, с помощью нее были проведены как местные так и dx связи.
2.ДЕШЕВАЯ СВ-АНТЕННА
Дпя начинающего радиолюбителя, недавно приобретшего СВ-радиостанцию, установка наружной антенны может представлять серьезную проблему: это связано с отсутствием антенных изоляторов в хозяйстве начинающего радиолюбителя, к тому же один метр антенного кабеля 50 Ом стоит в пределах 0,5 — 1$, все это делает установку антенны дорогостоящим делом, особенно если антенна расположена далеко от радиостанции.
На первом этапе эти проблемы можно решить, если антенну и её снижение выполнить из обычного электротехнического медного провода предназначенного для работы в сети питания 220 вольт. Импеданс многих типов сетевых линий питания, измеренный мной, находился в пределах 36-60 Ом. Более низкоомный импеданс имели провода с толстыми жилами, а высокоомный импеданс был в сетевых проводах с тонкими жилами. При измерении потерь в этих линиях было выяснено, что они имеют весьма малую величину на диапазоне 27 МГц.
Антенна была выполнена как показано на рис. 2.
Сетевой провод был разрезан на длину 2,7 метра, затем завязан узлом на линии питания для предотвращения дальнейшего его расползания, на концах полотна диполя провод был связан узлом с капроновым шнуром, служившим растяжкой антенны . Общая длина антенны была равна 5,4 метр: Провод, завязанный узлом на конце антенны служил своеобразной емкостной нагрузкой, расширяющей полосу пропускания антенны делающий не нужной ее настройку.
Таким образом, для построения этой антенны не использовались дорогостоящие и дефицитные материалы, не нужна настройка антенны, что все вместе оптимально подходит дл начинающих радиолюбителей.
Разместить антенну можно на крыш вертикально, горизонтально, наклонно, зависимости от местных условий. На конц сетевой линии, служащей кабелем питани антенны, ВЧ разъем не ставился. Один коне провода был залужен до диаметра, которы мог туго вставляться в антенное гнездо, друге конец провода был защищен и петлей крепился к «земле» антенного разъема радиостанции. Использование такого подключения к антенному гнезду радиостанции позволил еще более упростить и удешевил конструкцию СВ-антенны.
3.ГОРОДСКАЯ СВ-АНТЕННА
В городских условиях не всегда возможн установить хорошую наружную антенну дл СВ-радиостанции. Но вполне возможн успешно работать, используя суррогатную дипольную антенну, установленную на окне.
Стандартное окно имеет размеры 140×15 или 140×210 см, что позволяет установить н нем согнутый диполь (рис. 3).
Антенна была выполнена из медного гибкого многожильного провода в белой пластиковой изоляции. Первоначальная длина каждого плеча антенны была равна 2,70 см, в процессе настройки длина плеч антенны была немного уменьшена из- за влияния емкости металлического подоконника и батарей отопления на работу антенны. Антенна имела сопротивление, измеренное с помощью высокочастотного моста, 55 Ом, ширина резонансного участка составляла 600 кГц, что позволяло использовать ее во всем СВ- диапазоне, разрешенном в России.
Антенна была установлена с внутренней стороны комнаты, провод полотна располагался на деревянной раме. После покраски рамы антенна стала практически невидима в комнате, что позволяет отнести эту СВ-антенну к разряду «невидимых», позволяющих избежать лишних трений между владельцами СВ-радиостанций и остальными гражданами. Коаксиальный кабель, питающий антенну должен быть сопротивлением 50 Ом, это хорошо согласуется с выходным каскадом усилителя мощности промышленных СВ-радиостанций.
Несколько повысить КПД антенны можно, разместив ее полотно не на раме, а отступив от нее на 15-30 сантиметров. В этом случае дестабилизирующее влияние батарей и арматуры здания будет меньше, но антенна станет видимой. Возрастет и ее сопротивление примерно до 60 Ом.
При сравнительном испытании этой антенны совместно с антеннами из Л1 и Л2 было замечено явное преимущество свернутого диполя над этими антеннами, к тому ще он значительно проще и более легок в наладке.
Испытания антенн, описанных в Л1 и Л2 были проведены на месте установки свернутого диполя.
В результате того, что антенна содержит вертикальную и горизонтальную части, она излучает электромагнитную волну, содержащую вертикальную и горизонтальную составляющие. Это позволяет одинаково хорошо работать со станциями, использующими антенны с любым типом поляризации — вертикальной или горизонтальной. Данное обстоятельство, особенно важно при расположении антенны на верхних этажах многоэтажного дома, при проведении dx-связей. Недостатком этой антенны является то, что она не излучает в направлении закрытом комнатой. Кроме того возможны сильные наводки на бытовую радиоэлектронную аппаратуру, особенно при работе с самодельными неотлаженными усилителями мощности. Таким же образом можно сделать невидимую оконную антенну и на любительские диапазоны 10 и 12 метров.
4. НЕВИДИМАЯ СВ-АНТЕННА
Простую и эффективную невидимую суррогатную антенну для диапазона 27 МГц можно выполнить в проеме окна согласно рис. 4. Для установки антенны было использовано окно размерами 140 х 150 см. Антенна представляет собой полуволновый диполь, длиной чуть больше половины длины волны. На частоту 27МГц антенна настраивается конденсатором С1. Согласование с коаксиальным кабелем обеспечивается конденсатором С2. Такое построение позволило выполнить антенну фиксированной длины, без учета влияния на полотно антенны дестабилизирующей емкости подоконника и батарей отопления. Питание антенны через гамма-согласование дало возможность работы с коаксиальным кабелем любого волновогс сопротивления — 50 и 75 Ом, а значит работать с любыми СВ- радиостанциями, выходной каскад которых рассчитан на 50 или 75-омную нагрузку.
Антенна была сделана из медного гибкого многожильного провода толщиной 1 мм в пластиковой изоляции. Провод был проложен на раме под открываемым окном, что сделало антенну практически невидимой со стороны комнаты.
Конденсаторы С1 и С2 были использованы типа КПВ-1, они были расположены внутри коробки, выполненной из фольгированного стеклотекстолита, коробка располагалась под подоконником. Антенну желательно питать, используя простое симметричное устройство. Для этого на коаксиальный кабель со стороны, его подключения к антенне были надеты пять ферритовых колец укрепленных на кабеле с помощью изоленты.
Антенна излучает вертикально и горизонтально поляризованную электромагнитную волну и может быть использована для проведения как ближних, так и дальних связей. При изменении длины полотна антенны и гамма-согласующего устройства антенна может быть настроена и на любительские диапазоны 12 и 15 метров. При работе на передачу возможны помехи радиоаппаратуре, установленной в комнате, на окне которой расположена антенна. Антенна практически не излучает в сторону, закрытую комнатой.
Оптимально расположение этой антенны на окнах верхних этажей здания.
Гоигоров И.Н. (rk3zk, ua-0113)
Литература :
1. Паньков В. «Малогабаритная рамочная антенна диапазона 27 МГц» ж. Радиолюбиттель №8-1998 с. 38-39.
2. Заугольный С. «Малогабаритная приемопередающая антенна диапазона 27 МГц» ж: Радиолюбитель №2-1994 с. 59.
Раздел: [Антенны и усилители к ним]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
www.cavr.ru
| Поиск по сайту | ВВЕДЕНИЕ Широкое распространение передвижной связи на 27 МГц остро ставит вопрос об антеннах для таких средств связи. Этот вопрос усложняется тем, что использование четвертьволновых антенн, — длина которых составляет для диапазона 27 МГц 2,7 метра, во многих случаях неприемлемо. Использование укороченных антенн связано с целым рядом.специфических вопросов, которые в популярной литературе не рассмотрены, но при незнании которых эффективность средств СВ-связи может существенно ухудшиться. Для переносных СВ-радиостанций в основном используются несимметричные штыревые антенны. Это связано с тем. что антенны других типов просто практически невозможно использовать с таким типом радиостанций. 1. РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИ КОРОТКИХ АНТЕНН ПЕРЕНОСНЫХ СТАНЦИЙ Электрически короткая антенна состоит как из самой антенны, которая включав излучающий элемент, так и из элементов системы его согласования и системы его заземления. В соответствии с ним общее сопротивление антенны Ra состоит из сопротивления штыря (Rш) и сопротивления его заземления (Rз) (рис.1).
Входит в формулу и «сопротивление среды» Rср. которое уменьшается при увеличении количества противовесов и длины антенны. Ra=Rш+Rз+Rcp Полезная ВЧ энергия рассеивается на Rш, поэтому нужно стремиться к уменьшению величин Rз и Rсp. В общем случае с помощью специальных методов можно замерить сопротивление «земли», но для практики можно принять, что сопротивление корпуса СВ радиостанции длиной 20…30 см, используемого в качестве противовесов, дли этой формулы составляет величину не менее 150…300 Ом. Контакт с рукой человека несущественно изменяет ну величину. Но подключение резонансного четвертьволнового противовеса длиной 2,7 метра снижает сопротивление земли Rз. Уже один противовес уменьшает сопротивление Rз примерно до величины не более 50…60 Ом. а при наличии трехчетырех противовесов можно считать Rз пренебрежимо малой величиной 5…10 Ом. Сопротивление среды определяется взаимодействием штыря антенны с его «земляной» системой. Если в полноразмерной четвертьволновой штыревой антенне это взаимодействие происходит в большом пространстве и имеет незначительную вследствие этого величину, то в укороченных антеннах электромагнитное взаимодействие короткой антенны с коротким противовесом происходи г в ограниченном объеме пространства. Причем любое вмешательство в этот объем существенно изменяет сопротивление среды, и. следовательно, оказывает значительное влияние на параметры такой антенной системы. Причем в такой антенной системе с укороченными элементами существенное увеличение одного из них. например штыря до величины четвертьволнового, или противовеса, не вызывает существенного снижения Rcp. И только увеличение (т.е. удлинение) как штыря, так и противовеса вызывает падение Rcp. Уже из этого можно заключить, что сопротивление короткой антенны СВ-станции — величина не постоянная, а переменная, которая, в частности, зависит от положения посторонних предметов (в том числе и оператора) относительно антенны. В общем случае хорошо согласованная антенна под влиянием этих факторов может полностью рассогласоваться. Из этого следует, что выходной каскад передатчика СВ-радиостаиции должен быть построен так, чтобы такое рассогласование существенно не влияло на его работу, и чтобы при устранении причин рассогласования выходной каскад продолжал нормально функционировать. Для этого необходимо, чтобы выходной транзистор имел 3…4-кратный запас по мощности. Необходим также компромиссный вариант согласующей цепи П-контура. допускающий работу на комплексную переменную нагрузку. Необходимо устранить самовозбуждение при изменении параметров антенны. Уже эти требования. предъявляемые к выходным каскадам СВ переносных станций, показывают, что подходить к их конструированию стоит весьма серьезно. Для передвижной автомобильной радиостанции, работающей на стационарную автомобильную антенну, требования к РА гораздо ниже. Это обусловлено использованием в качестве противовеса корпуса автомобиля, который является хорошей «землей» для СВ-антенны. Штырь, используемый для автомобильной СВ-антенны. имеет длину около метра, а во многих случаях и длиннее. Это создает предпосылки для работы автомобильной антенны с гораздо большим эффектом, чем антенны переносной станции. Существенно и то, что в зоне взаимодействия токов смещения в системе «штырь антенны — противовес» нет посторонних предметов, что делает Rсp для таких антенн стабильнее, чем в переносных станциях. Из всех существующих типов антенн СВ переносных станций можно выделить две группы — резонансные и нерезонансные антенны. Среди штыревых укороченных антенн из группы резонансных можно выделить спиральные антенны и штыревые антенны, удлиненные индуктивностью. Среди нерезонансных штыревых антенн целесообразно использовать лишь один тип — короткий штырь в составе выходного резонансного контура. В этом случае штырь является контурным конденсатором с распределенной емкостью. 2. СПИРАЛЬНАЯ АНТЕННА Спиральную антенну можно рассматривать как открытый спиральный резонатор [1]. В этом случае сама антенна является спиральным резонатором, цепь согласующего контура передатчика — продолжение спирального резонатора и входит в цепь его возбуждения, а внешнее пространство можно рассматривать как бесконечно удаленный экран (рис.2).
Справедливость этих утверждений легко проверяется практически. Так, при изменении параметров согласующей цепи меняется резонансная час юта антенной системы. Даже весьма незначительное изменение концевой емкости антенны сильно меняет ее резонансную частоту [2]. И спиральные антенны сильно подвержены влиянию посторонних предметов. Уже приближение руки на расстояние 20 см приводит к рассогласованию антенны с передатчиком, т.к. из-зa изменения концевой емкости изменяется ее резонансная частота. Здесь уместно проводить настройку по методу, предложенному в [3]. Он заключается в том, что спиральную антенну настраивают так, что при приближении руки (или из-за иного рассогласующего влияния) напряженность поля сигнала возрастает, а затем уменьшается. В данном случае антенна настроена не точно в резонанс, а немного в стороне от него. Как показывают измерения напряженности поля, в этом случае напряженность поля составляет около 85% от напряженности поля при точном резонансе. Зато при испытании радиостанции с антенной, настроенной в резонанс, и с антенной, настроенной на скат характеристики антенны, преимущества последней очевидны. Так, при использовании станции с резонансной антенной в процессе радиосвязи при приближении антенны к человеку происходили значительные колебания напряженности поля. При использовании же радиостанции с антенной, настроенной на скат характеристики, рассогласующее влияние человека проявлялось гораздо слабее и колебание напряженности поля было незначительным. Исходя из этого, можно рекомендовать настраивать спиральные антенны по методу, предложенному в [З]. Лишь в случае, если спиральная антенна работает в условиях, где исключено влияние рассогласующих факторов, можно настраивать антенну по максимуму напряженности поля. При измерении напряженности поля, обеспечиваемою спиральной антенной и штыревой антенной с удлиняющей катушкой, оказалось, что настроенная в резонанс штыревая антенна длиной не менее чем в три раза большей. чем испытуемая спиральная антенна, обеспечила такую же напряженность поля. Из этого можно заключить, что в переносных станциях наиболее оптимальным вариантом антенны является спиральная, которая прочнее и проще в конструкции, чем такая же но параметрам штыревая антенна. При этом необходимо учтывать, что в данном случае короткий корпус радиостанции является лучшей «землей» для спиральной антенны, чем для такой же по параметрам штыревой. Но спиральная аненна. обеспечивая большую напряженность поля, создает предпосылки для неустойчивой работы передатчика. Действительно, при экспериментах выяснилось, что тот же самый передатчик, устойчиво работавший с внешней антенной с кабельным питанием, при подключении к нему спиральной антенны возбуждался. Лишь более тщательная экранировка и подстройка согласующих контуров позволила работать передатчику со спиральной антенной без самовозбуждения. Спиральную антенну, так же как и шгыревую, можно настраивать на рабочую частоту с помощью укорачивающей емкости и удлиняющей индуктивности. Применение емкости повышает резонансную частоту антенны, а использование индуктивности понижает ее. В данном случае для повышения КПД антенны необходимо, чтобы удлиняющая катушка была возможно меньшей индуктивности, а укорачивающая емкость — возможно большей величины. Применение таких элементов настройки позволяет использовать спиральную антенну в широком диапазоне частот, посколь-ку в зависимости от исполнения и качества согласования полоса пропускания спиральной антенны невелика и составляет 200…300 кГц в диапазоне 27 МГц. Есть еще один очень важный момент при использовании спиральных антенн. При подключении такой анненны через коаксиальный кабель ее резонансная частота вследствие внесения реактивности кабеля в комплексное сопротивление антенны и, соответственно его изменения. изменяется и ее необходимо подстроить. При построении спиральной антенны, как, впрочем, и любой другой укороченной антенны, следует обратить внимание еще на одну особенность этой антенной системы, заключающуюся в том. что при подключении четвертьволнового противовеса несколько изменяется резонансная частота этой антенной системы. Это можно объяснить тем, что противовес, имеющий свое Rз, изменяет Rсp. Меняется также и емкость «антенна — пространство». Расширяется полоса пропускания спиральной антенны примерно в 1.5…2 раза за счет снижения ее добротности и в то же время — за счет более эффективного излучения. В основном, при экспериментальном исследовании частоты резонанса спирали с четвертьволновыми противовесами не выходили за пределы полосы пропускания антенны. В то же время напряженность поля с четвертьволновым противовесом возрастала не менее чем в два раза. Спиральная антенна должна быть подключена по возможности короткими проводниками к выходному согласующему контуру. Это позволяет обеспечить необходимую полосу пропускания и минимальное паразитное излучение соединительной линии. 3. ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ СПИРАЛЬНЫХ АНТЕНН Ниже рассмотрены практические конструкции спиральных антенн, опубликованные в литературе последних лет. Параметры антенн были измерены с помощью антенноскопа. Спиральная антенна, конструкция которой показана на рис.3, была опубликована в [4]. Испытания данной антенны показали, что четвертьволновой эта антенна является на диапазоне 21 МГц. Действительно, совместно с резонансным четвертьволновым противовесом сопротивление антенны здесь составило порядка 40 Ом с небольшой реактивностью. При подключении такой антенны к трансиверу с мощностью 40 Вт через коаксиальный кабель длиной около десяти метров и расположении антенны в проеме окна удалось провести несколько связей на 21 МГц с RST56-58, что еще более укрепило мое мнение о ее истинном резонансе. Но все же путем подстройки витков и емкости, как показано в [4]. удалось установть, что в диапазоне 27 МГц возможен ее резонанс, соответствующий эквивалентной длине антенны в половину длины волны. Полоса пропускания антенны на диапазоне 21 МГц была 200 Гц, на диапазоне 27 МГц — 250 кГц с четвертьволновым противовесом. Спиральная антенна, данные которой приведены на рис.4, относится к четвертьволновым антеннам. С помощью надстроечною штыря ее можно перестраивать в широких пределах — от 26 МГц до 35 МГц. На диапазоне 27 МГц ее входное Сопротивление с корпусом радиостанции было 1300м и полоса пропускания — 650 кГц. С четвертьволновым противовесом 65 Ом. Полоса пропускания была при этом 800 кГц. резонанс сместился на 200 кГц вверх. Следует заметить, что данный метод регулировки резонансной частоты антенны хотя и довольно удачен по своей простоте и эффективности, но все же снижает добротность спиральною резонатора и, как следствие этого, снижает эффективность антенны. Это выражается в снижении напряженности поля и в расширении полосы пропускания антенны. Спиральная антенна, приведенная на рис.5 [5], при испытании на антенноскопе не показала резонанс на диапазоне 27 МГц и показала четвертьволновый резонанс в диапазоне 21 МГц. Совместно с четвертьволновым противовесом ее сопротивление здесь было 25 Ом при полосе пропускания в 250 кГц. Но при использовании снстемы согласования приведенной радиостанции [5] было выяснено, что в действительности в диапазоне 27 МГц достижим резонанс. Очевидно, здесь резонанс антенны происходит не за счет ее работы как четвертьволнового резонатора, а как П-конгура с распределенной емкостью. В этом случае спиральная антенна эквивалентна системе П-контуров, включенных на выход передатчика, емкость которых является емкостью антенны на землю. Излучение происходит за счет настройки в резонанс всей системы П-контуров передатчика. Однако измерения напряженности поля показали, что в этом случае использование спиральной антенны неэффективно. Такую же напряженность поля может обеспечить настроенная в резонанс с помощью удлиняющей катушки штыревая антенна длиной всего лишь в 1,3 раза больше, чем длина этой спиральной антенны. Спиральная антенна, показанная на рис.6 [6], показала входное сопротивление на резонансной частоте диапазона 27 МГц 110 Ом с корпусом станции и 40 Ом с четвертьволновым противовесом. Полоса пропускания с корпусом станции была 300 кГц. с противовесом — 450 кГц. Благодаря тому. что верхняя ее часть намотана с разрядкой, влияние тела человека на настройку этой антенны не такое сильное, как в случае сплошной намотки. Подключение четвертьволнового противовеса изменяло частоту резонанса на 200 кГц вверх. Была исследована антенна, используемая в радиостанции типа «Колибри-М2». Ее конструкция показана на рис.7. В диапазоне 27 МГц эта антенна показала сопротивление 100 Ом и полосу пропускания 300 кГц с корпусом станции, и сопротивление 47 Ом и полосу пропускания 200 кГц с четвертьволновым противовесом. Подключение четвертьволнового противовеса изменяло частоту резонанса на 120 кГц вверх. Именно антенны, показанные на рис.5 и 6. обеспечивали напряженность поля. сравнимую с напряженностью поля, развиваемой штыревой антенной с удлиняющей катушкой, с длиной штыря, в три раза превышающей длину такой спиральной антенны. Практический вид АЧХ последних двух антенн показан на рис.8. Из этого рисунка видно, что АЧХ антенны несимметрична. При подключении четвертьволнового противовеса АЧХ несколько смешается вверх — примерно на. 100 кГц для диапазона 27 МГц, тем не менее полоса пропускания антенны позволяет ей работать в СВ-каналах. Знание АЧХ спиральной антенны позволяет правильно настраивать ее — не на середину рабочего диапазона, а чуть выше.
4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И НАСТРОЙКА СПИРАЛЬНЫХ АНТЕНН В литературе рекомендуется выполнять спиральные антенны на полиэтиленовом сердечнике коаксиального кабеля. Действительно, это оптимальный вариант материала для такой антенны. Кабель для изготовления спиральной антенны желательно использовать 75-омный, потому что он обычно содержит одиночный внутренний проводник, который легко можно вытащить плоскогубцами, зажав сам кабель за другой конец в тисках. Если использовать для изготовления каркаса антенны 50-омный кабель, который обычно имеет центральный проводник, состоящий из нескольких медных проводов, могут возникнуть трудности по их удалению. Простейший выход — это нагреть проводники, пропустив через них ток в 50…100 А с помощью какого-либо мощного источника тока. и затем быстро их выдернуть. Полиэтиленовый каркас имеет после удаления оплетки шершавую поверхность, что облегчает намотку провода с натяжением. Следует помнить, что спиральная антенна — это высокодобротная система, и если ее выполнить неаккуратно, под влиянием температуры ее резонансная частота может выйти за пределы диапазона, на который она настроена. При исследовании спиральных антенн выяснено, что их резонансная частота смещается на 50…80 кГц вверх при охлаждении их до температуры -15°С. Антенна должна быть плотно обмотана изолентой во избежание смещения витков. а следовательно, и изменения резонансной частоты. Для этого подходит гибкая ПВХ-изолента. Липкая лента типа «скотч» не годится для этого из-за своей излишней жесткости. Следует заметить, что спиральная антенна это несимметричная система. К. передатчику ее следует подключать только тем концом, который указан в ее описании. При подключении антенн, показанных на рис.6 и 7, другим концом, они будут иметь уже совсем другие резонансы, далеко отстящие от диапазона 27 МГц. Даже при перемене конца подключения такой, казалось бы. симметричной антенны как на рис.5, происходит смещение ее резонанса из-за некоторой несимметричности выполнения антенны. Конструктивно удобно выполнять ее конец, подключенный к передатчику, с помощью разъема СР-50 или СР-75. путем заплавления туда пластиковой основы антенны. Oт металлического каркаса разъема до начала намотки спирали должно быть не менее 12 мм. При изготовлении антенны не обязательно стремиться к использованию основы указанного диаметра. Отступление в 2…3 мм вполне допустимо. Например можно использовать вместо 7-миллиметровой полиэтиленовой основы 9 мм, также ее можно использовать вместо 12 мм. Хотя параметры антенны при этом изменяются, ее вполне можно настроить на диапазон 27 МГц. Настраивают антенны, как и указано в описании, путем отмотки витков со стороны более плотной намотки. В случак изготовления всех описанных здесь антенн удалось настроить на диапазон 27 МГц путем отмотки части витков. т.е. они были заранее рассчитаны на резонансную частоту чуть ниже 27 МГц. Для эффективной работы антенны следует иметь хорошую «землю» станции, например металлический корпус. Если такового нет, необходимо проложить в удобном месте на всю длину станции медную или алюминиевую широкую фольгу. Такой противовес дает увеличение напряженности поля примерно на 15…20%, что примерно так же повышает дальность связи. В некоторых случаях он помогает убрать самовозбуждение передатчика. Размеры спиральной антенны можно считать оптимальными, когда ее длина примерно на 20% больше длины корпуса-противовеса. Если антенна меньше этой величины. повышается влияние на нее тела человека и других посторонних предметов. Дальнейшее увеличение ее не вызывает такого же увеличения напряженности поля, проще использовать четвертьволновой противовес для увеличения дальности связи. И.ГРИГОРОВ (RK3ZK, UA3-113), |
riostat.ru
Самодельная СВ антенна — бортжурнал Mitsubishi L200 Ласточка 2009 года на DRIVE2
Надо ли рассказывать как неудобна иногда длинная антенна …
въезд в гараж, езда по лесу … не успел снять — загнул, или сломал, успел снять — забыл где-нибудь, потерял …
после утраты двух антенн покупать третью как-то уже не хочется, тем более, что осталось магнитное основание от МL-145. После изучения материалов из инета по изготовлению самоделок, я задумал изготовить весьма не сложную в производстве, но довольно эффективную по отзывам СВ-антенну с катушкой посередине.
Пока не было хорошей антенны, временно использовал штатный «поросячий хвостик» от Алан-42. Принимать на эту антенну конечно можно и не плохо, но вот передача почти никакая — КСВ далеко за троечку, пробивает в лучшем случае на километр-два от силы, не более, и то на прямой видимости.
Поросячий хвостик на магнитке от МЛ-145
При изготовлении антенны стояли требования: 1 — чтоб не длинная, но эффективная
2 — чтоб загибалась при встрече с препятствием.
Для изготовления СВ-антенны использовал телескопическую антенну от старого телевизора, она как раз имеет подвижное упругое звено, которое обеспечит безболезненный изгиб, в случае столкновения с препятствием, ну и для настройки раздвижные звенья — тоже очень удобно. Для изготовления катушки нашлась подходящая по размеру пластиковая трубка. На изготовление ушло полдня. Очень долго парился с настройкой, витки гонял от 60 до 120, длину менял от 500 до 800 мм, описывать долго, да и не к чему.
Ну и вот что получилось в итоге.
Первое звено 230 мм, катушка диаметром 11 мм намотана проводом диаметром 1 мм 76 витков, второе звено 190-250 мм раздвижное для настройки, при настройке его длина устаканилась на 218 мм. Вся антенка получилась длиной 530 мм. КСВ удалось стянуть до 1,1 ! это просто супер.
Результат трудов моих.
После настройки зафиксировал подвижное звено скотчем, и потом тем же скотчем произолировал всю антенну от начала до конца в три слоя.
По ходу дела поэкспериментировал с местом установки, знал конечно, что самое лучшее место — это в центре крыши, оно так и есть, при смещении от центра к краям КСВ катастрофически нарастает и на краю крыши он уже приближается к 3,5, то есть эффективность антенны снижается почти в 2 раза.
Настроив антенну, тут же попробовал связаться с кем нибудь, ответили ребята-дальнобойщики, находящиеся от меня в двух километрах на заправке, вы скажете 2 км — ерунда, согласен, но хочу внести поправку: ибо всё это происходило внутри металлического гаража. Предполагаю, что антенка получилась очень хорошая, надо теперь как-то её протестить вне гаража. Завтра поеду на клубную тусовку, может там с кем удастся потестить. Позднее доложу о результатах.
Ну вот есть результат …
результат теста не плохой не хороший, просто нормальный …
антенка получилась неплохая, но не лучше МЛ-145, по ощущениям всё то же самое, как стояла бы МЛка …
ну и ладно, самое главное, что не хуже. да и не пришлось ещё раз покупать, ну и может быть мой опыт кому-нибудь пригодится.
www.drive2.ru
Обзор СВ антенн | Минский АвтоКанал 7FM.BY
Антенна — устройство для передачи сигнала, сгенерированного радиостанцией. Главная задача — передавать и получать сигналы без потерь. 90 процентов качества связи, зависит именно от антенны и качества её установки.Глубочайшее заблуждение пользователей — считать, что антенна излучает концом штыря. Она работает по всей поверхности, причем, не равномерно.
Известно, что для передачи сигнала без потерь, длина антенны должно быть пропорциональна целому числу от длины передаваемой волны. Для 27 МГц это около 11 м! Единственный вариант, когда сигнал внутри не затухает, это при наложении прямой и отраженной волны на штыре 1/4 длины. Поэтому, применяют длины, кратные антенны 1/4 длины волны и т.д. Однако, и это достаточно много для СВ диапазона. Для минимизации подбирают комбинацию, когда часть антенны укладывается во внутреннюю катушку, которая компенсирует «конденсаторную емкость», создаваемую между «землей» и штырем антенны.
Поэтому, приближение антенны к любой металлической поверхности, изменяет емкость, рассогласовывая настройку антенны (любого диапазона). Только изменением длины штыря или количества витков катушки (наращивая или обрезая), удается компенсировать возникший дисбаланс.
Основное качество штырьевых автоантенн — вертикальная поляризация, т.е. антенна ставится не перпендикулярно поверхности автомобиля , а ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО поверхности Земли, т.е ВЕРТИКАЛЬНО. Суть поляризации продемонстрируем на житейском примере: сильно ли спасет Вас зонт, если держать его над головой, когда проезжающий автомобиль обливают Вас водой из лужи. И наоборот, чем поможет зонт, закрывающий живот во время тропического ливня? Так и с антенной, чем более она наклонена горизонтально, тем меньше она получает вертикально поляризованного сигнала. В городе это не принципиально, т.к. очень сильно отражение и переизлучение от металлических объектов. А вот на трассе это будет причиной малой дальности и плохого приема — передачи (это же относится и к антеннам ТВ и магнитолам, чем менее правильно они стоят, тем быстрее пропадет прием при удалении от города).
Один из главных параметров антенны — коэффициент усиления. Автомобильные антенны 27 мГц имеют круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, но кроме этого, интересно как этот сигнал распространяется от антенны в вертикальной плоскости. Чем более задраны «лепестки» диаграммы направленности, тем меньше дальность. Усиление — параметр характеризующий прижатость исходящего сигнала к земле. Чем больше усиление, тем более прижат, тем больше дальность. Активное увеличение ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ в антенне данный параметр не характеризует. Говоря про антенну «мощная», имеют в виду — крепкая, надежная.
Наиболее часто применяемые антенны
LEMM AT 2001 TURBO
Скажем честно, одна из лучших антенн
Достоинства: Антенна автотрансформаторного типа подключения (не страшны задевания электрических проводов). Хороший коэффициент усиления.
Недостатки: Плохая гидроизоляция, низкая вандалоустойчивость, требует незначительных доработок.
Характеристика
Автомобильная антенна. Врезная.
Диапазон рабочих частот: 27 МГц.
Физическая длина антенны: 2 м.
Электрическая длина: 5/8.
Максимальная подводимая мощность: 3000 Вт.
Усиление: 6.5 дБ
LEMM AT73 MAGNUM SUPERSTAR
По многим характеристикам похожа на 2001 Turbo
Достоинства: Хороший коэффициент усиления.
Недостатки: Антенна трансформаторного типа (при касании контактной сети антенной, возможен выход из строя радиостанции), плохая гидроизоляция, низкая вандалоустойчивость, требует незначительных доработок.
Характеристика
Автомобильная антенна. Врезная
Диапазон рабочих частот: 27 МГц.
Физическая длина антенны: 1.9 м
Электрическая длина: 5/8.
Максимальная подводимая мощность: 1000 Вт.
Усиление: 4 дБ
SIRIO MEGAWATT 4000 PL
Достоинства: Антенна автотрансформаторного типа подключения (не страшны задевания электрических проводов). Хорошая гидроизоляция,хороший коэффициент усиления. Широкая полоса пропускания.
Недостатки: Низкая вандалоустойчивость (легко откручивается с PL разъёма).
Характеристика
Автомобильная антенна. Врезная на PL основании.
Диапазон рабочих частот: 26-28 МГц.
Физическая длина антенны: 2.035 м.
Электрическая длина: 5/8.
Максимальная подводимая мощность: 600 Вт.
Полоса пропускания: 2.58 МГц.
SIRIO HI-POWER 4000 PL
Аналог Megawatt 4000
Достоинства: Антенна автотрансформаторного типа подключения (не страшны задевания электрических проводов). Хорошая гидроизоляция,хороший коэффициент усиления. Широкая полоса пропускания.
Недостатки: Низкая вандалоустойчивость (легко откручивается с PL разъёма).
Характеристика
Автомобильная антенна. Врезная на PL основании.
Диапазон рабочих частот: 26-28 МГц.
Физическая длина антенны: 2.035 м.
Электрическая длина: 5/8.
Максимальная подводимая мощность: 600 Вт.
Полоса пропускания: 2.58 МГц.
Alan 9+
Добротная антенна, возможно использование на грузовых автомобилях.
Достоинства: Качественная сборка, длинна 1,5 метра в следствии чего возможно использование на грузовых автомобилях.
Недостатки: Антенна трансформаторного типа (при касании контактной сети антенной, возможен выход из строя радиостанции)
Характеристика
Автомобильная антенна. Врезная
Диапазон рабочих частот: 27 МГц.
Физическая длина антенны: 1.5 м
Электрическая длина: 5/8.
Максимальная подводимая мощность: 300 Вт.
Усиление: 4 дБ
Hustler 1C100
Самая худшая из существующих антенн. В принципе не рабочая антенна. Не рекомендуем к установке.
Характеристика
Автомобильная антенна. Магнитное основание.
Диапазон рабочих частот: 27 МГц.
Физическая длина антенны: 1.3 м.
Электрическая длина: 5/8.
Максимальная подводимая мощность: 300 Вт.
Кабель 4 м.
Полоса пропускания: 5 МГц.
Alan ML-145
Одна из лучших магнитных антенн
Достоинства: Антенна автотрансформаторного (типа не страшны задевания электрических проводов). Качественная сборка, длинна 1,42 метра в следствии чего возможно использование на грузовых автомобилях.
Недостатки: при выходе из строя резинки на основании, очень сильно подвержена коррозии. Низкая вандалоустойчивость (легко откручивается с PL разъёма).
Примечания: В последнее время идёт в комплекте с коротким кабелем, в следствии чего становится невозможным нормально согласовать антенну. Из-за этого требуется замена кабеля на более длинный.
Характеристика
Автомобильная антенна. Магнитное основание.
Диапазон рабочих частот: 26-28 МГц.
Физическая длина антенны: 1.42 м.
Электрическая длина: 5/8.
Максимальная подводимая мощность: 300 Вт.
Полоса пропускания: 1.34 МГц.
SIRIO T3-27 MAG
Короткая антенна на магнитном основании
Достоинства: Хорошая антенна для поездок на небольшие расстояния и как временный вариант.
Недостатки: Из-за короткой длины очень узкая полоса пропускания, малый радиус действия.
Характеристика
Автомобильная антенна СИ-БИ диапазона. На магнитном основании.
Диапазон частот: 26.9-27.5МГц
Поляризация: Вертикальная
Значение КСВ: <1.2:1
Макс.мощность: 20 Вт (100 Вт кратковременно)
Длина: 620 мм
Вес: 400 г
Диаметр отверстия: 12.5 мм
Источник
7fm.by
Простые антенны СВ-диапазона. 2ZV.ru
Рассказать в:ПРОСТЫЕ АНТЕННЫ СВ-ДИАПАЗОНА.
1.ПРОСТОЙ ПЕТЛЕВОЙ СВ-ДИПОЛЬ
Петлевой диполь на диапазон 27 МГц можно выполнить из двухжильного провода типа ТРП для прокладки телефонов и известном под названием «лапша». Волновое сопротивление «лапши» лежит в пределах 400-600 Ом, что вполне подойдет для выполнения антенны и линии ее питания. Его единственным недостатком является то, что через 2-3 года нахождения на открытом воздухе под солнцем, изоляция трескается, провод постепенно окисляется и приходит в негодность.
Петлевой диполь, выполненный из «лапши» показан на рис. 1. Антенна изготовлена из цельного куска линии, посередине к ней подключается линия передачи. На концах антенны присоединены короткозамкнутые отрезки этой же линии, они необходимы для настройки антенны в резонанс на диапазон 27 МГц. Согласование антенны с трансивером происходит с помощью полуволнового кольцевого шлейфа,выполненного на коаксиальном кабеле волновым сопротивлением 75 Ом и длиной 3,6 метра, с помощью такого же куска кабеля длиной 1,76м антенна подключается к трансиверу. Сопротивление коаксиального кабеля 75 Ом было выбрано из условий оптимального согласования антенны с выходом транси-вера, который может быть как 50-ти, так и 75- ти омным. Был измерен КСВ антенны 50- омным КСВ-метром включенным между трансивером, имеющим 50-омный выход и согласующим устройством антенны. КСВ находился в пределах 1,8 в диапазоне частот 26,5-27,5 МГц и увеличивался до 2,5 на 26 и 28 МГц.
Длина шлейфа и четвертьволнового трансформатора приведена для наиболее распространенного коаксиального кабеля с полиэтиленовой изоляцией, имеющего коэффициент укорочения 0,66. Цепи согласования можно выполнить, используя кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. В этом случае длина кабеля от шлейфового трансформатора до трансивера должна быть в пределах 0,8-1 м, КСВ антенны несколько увеличится. Антенна может быть подвешена вертикально, горизонтально, наклонно. Длина линии передачи от антенны до трансивера не критична и может быть любой длины. Желательно, чтобы хотя бы на длине 5 метров линия питания была перпендикулярна полотну антенны. При испытании ее совместно с СВ-трансивером «promed 72», антенна показала хорошие результаты при работе на прием и на передачу, с помощью нее были проведены как местные так и dx связи.
2.ДЕШЕВАЯ СВ-АНТЕННА
Дпя начинающего радиолюбителя, недавно приобретшего СВ-радиостанцию, установка наружной антенны может представлять серьезную проблему: это связано с отсутствием антенных изоляторов в хозяйстве начинающего радиолюбителя, к тому же один метр антенного кабеля 50 Ом стоит в пределах 0,5 — 1$, все это делает установку антенны дорогостоящим делом, особенно если антенна расположена далеко от радиостанции.
На первом этапе эти проблемы можно решить, если антенну и её снижение выполнить из обычного электротехнического медного провода предназначенного для работы в сети питания 220 вольт. Импеданс многих типов сетевых линий питания, измеренный мной, находился в пределах 36-60 Ом. Более низкоомный импеданс имели провода с толстыми жилами, а высокоомный импеданс был в сетевых проводах с тонкими жилами. При измерении потерь в этих линиях было выяснено, что они имеют весьма малую величину на диапазоне 27 МГц.
Антенна была выполнена как показано на рис. 2.
Сетевой провод был разрезан на длину 2,7 метра, затем завязан узлом на линии питания для предотвращения дальнейшего его расползания, на концах полотна диполя провод был связан узлом с капроновым шнуром, служившим растяжкой антенны . Общая длина антенны была равна 5,4 метр: Провод, завязанный узлом на конце антенны служил своеобразной емкостной нагрузкой, расширяющей полосу пропускания антенны делающий не нужной ее настройку.
Таким образом, для построения этой антенны не использовались дорогостоящие и дефицитные материалы, не нужна настройка антенны, что все вместе оптимально подходит дл начинающих радиолюбителей.
Разместить антенну можно на крыш вертикально, горизонтально, наклонно, зависимости от местных условий. На конц сетевой линии, служащей кабелем питани антенны, ВЧ разъем не ставился. Один коне провода был залужен до диаметра, которы мог туго вставляться в антенное гнездо, друге конец провода был защищен и петлей крепился к «земле» антенного разъема радиостанции. Использование такого подключения к антенному гнезду радиостанции позволил еще более упростить и удешевил конструкцию СВ-антенны.
3.ГОРОДСКАЯ СВ-АНТЕННА
В городских условиях не всегда возможн установить хорошую наружную антенну дл СВ-радиостанции. Но вполне возможн успешно работать, используя суррогатную дипольную антенну, установленную на окне.
Стандартное окно имеет размеры 140×15 или 140×210 см, что позволяет установить н нем согнутый диполь (рис. 3).
Антенна была выполнена из медного гибкого многожильного провода в белой пластиковой изоляции. Первоначальная длина каждого плеча антенны была равна 2,70 см, в процессе настройки длина плеч антенны была немного уменьшена из- за влияния емкости металлического подоконника и батарей отопления на работу антенны. Антенна имела сопротивление, измеренное с помощью высокочастотного моста, 55 Ом, ширина резонансного участка составляла 600 кГц, что позволяло использовать ее во всем СВ- диапазоне, разрешенном в России.
Антенна была установлена с внутренней стороны комнаты, провод полотна располагался на деревянной раме. После покраски рамы антенна стала практически невидима в комнате, что позволяет отнести эту СВ-антенну к разряду «невидимых», позволяющих избежать лишних трений между владельцами СВ-радиостанций и остальными гражданами. Коаксиальный кабель, питающий антенну должен быть сопротивлением 50 Ом, это хорошо согласуется с выходным каскадом усилителя мощности промышленных СВ-радиостанций.
Несколько повысить КПД антенны можно, разместив ее полотно не на раме, а отступив от нее на 15-30 сантиметров. В этом случае дестабилизирующее влияние батарей и арматуры здания будет меньше, но антенна станет видимой. Возрастет и ее сопротивление примерно до 60 Ом.
При сравнительном испытании этой антенны совместно с антеннами из Л1 и Л2 было замечено явное преимущество свернутого диполя над этими антеннами, к тому ще он значительно проще и более легок в наладке.
Испытания антенн, описанных в Л1 и Л2 были проведены на месте установки свернутого диполя.
В результате того, что антенна содержит вертикальную и горизонтальную части, она излучает электромагнитную волну, содержащую вертикальную и горизонтальную составляющие. Это позволяет одинаково хорошо работать со станциями, использующими антенны с любым типом поляризации — вертикальной или горизонтальной. Данное обстоятельство, особенно важно при расположении антенны на верхних этажах многоэтажного дома, при проведении dx-связей. Недостатком этой антенны является то, что она не излучает в направлении закрытом комнатой. Кроме того возможны сильные наводки на бытовую радиоэлектронную аппаратуру, особенно при работе с самодельными неотлаженными усилителями мощности. Таким же образом можно сделать невидимую оконную антенну и на любительские диапазоны 10 и 12 метров.
4. НЕВИДИМАЯ СВ-АНТЕННА
Простую и эффективную невидимую суррогатную антенну для диапазона 27 МГц можно выполнить в проеме окна согласно рис. 4. Для установки антенны было использовано окно размерами 140 х 150 см. Антенна представляет собой полуволновый диполь, длиной чуть больше половины длины волны. На частоту 27МГц антенна настраивается конденсатором С1. Согласование с коаксиальным кабелем обеспечивается конденсатором С2. Такое построение позволило выполнить антенну фиксированной длины, без учета влияния на полотно антенны дестабилизирующей емкости подоконника и батарей отопления. Питание антенны через гамма-согласование дало возможность работы с коаксиальным кабелем любого волновогс сопротивления — 50 и 75 Ом, а значит работать с любыми СВ- радиостанциями, выходной каскад которых рассчитан на 50 или 75-омную нагрузку.
Антенна была сделана из медного гибкого многожильного провода толщиной 1 мм в пластиковой изоляции. Провод был проложен на раме под открываемым окном, что сделало антенну практически невидимой со стороны комнаты.
Конденсаторы С1 и С2 были использованы типа КПВ-1, они были расположены внутри коробки, выполненной из фольгированного стеклотекстолита, коробка располагалась под подоконником. Антенну желательно питать, используя простое симметричное устройство. Для этого на коаксиальный кабель со стороны, его подключения к антенне были надеты пять ферритовых колец укрепленных на кабеле с помощью изоленты.
Антенна излучает вертикально и горизонтально поляризованную электромагнитную волну и может быть использована для проведения как ближних, так и дальних связей. При изменении длины полотна антенны и гамма-согласующего устройства антенна может быть настроена и на любительские диапазоны 12 и 15 метров. При работе на передачу возможны помехи радиоаппаратуре, установленной в комнате, на окне которой расположена антенна. Антенна практически не излучает в сторону, закрытую комнатой.
Оптимально расположение этой антенны на окнах верхних этажей здания.
Гоигоров И.Н. (rk3zk, ua-0113)
Литература :
1. Паньков В. «Малогабаритная рамочная антенна диапазона 27 МГц» ж. Радиолюбиттель №8-1998 с. 38-39.
2. Заугольный С. «Малогабаритная приемопередающая антенна диапазона 27 МГц» ж: Радиолюбитель №2-1994 с. 59.
Раздел: [Антенны и усилители к ним]
Сохрани статью в:
2zv.ru
Простые самодельные приёмные антенны диапазонов ДВ, СВ, КВ волн.
— Берлин?! Брал!
| Старое радио. |
С тех пор прошло несколько десятков лет, а приемник, как ни в чём не бывало, продолжает брать города. Честно скажу, что с приёмником я ничего не делал. Эти советские ламповые агрегаты будут работать и после апокалипсиса. Просто всё дело в антенне.
| Шкала приёмника. |
Длинноволновый диапазон безмолвствует. Правда, ровно в прямоугольнике шкалы светящегося окошка города Варшава на частоте около 1300 метров была взята радиостанция «Польское Радио», а это составляет дальность по прямой более 1150 км.
Средние волны берут местные и отдалённые радиостанции. А здесь взята дальность более 2000 км.
Вот уже почти 2 года в Москве и области на этих волнах (ДВ, СВ) прекратили работу центральные радиовещательные каналы.
 |
| Рис. 1. Журнал «Радиолюбитель» 1927 № 02. |
Особенно живы короткие волны, здесь полный аншлаг. На коротких волнах радиоволны способны обойти вокруг Земли и радиостанции реально принимать из любой точки земного шара, но условия распространения радиоволн здесь зависят от времени и состояния ионосферы, от которой они способны отражаться.
Включаю настольную лампу и на всех диапазонах (кроме УКВ) вместо радиостанций сплошной шум, переходящий в рокот. Теперь настольная лампа, включая сетевые провода – передатчик помех, который мешает нормальному радиоприёму. Модные, в настоящее время, энергосберегающие лампы и другие бытовые приборы (телевизоры, компьютеры) превратили сетевые провода в антенны передатчиков помех. Стоило только сетевой провод от лампы отодвинуть на пару метров от провода снижения антенны, как приём радиостанций возобновился. Проблема помехоустойчивости была и в прошлом веке, и в диапазоне метровых волн её решали различными конструкциями антенн, которые так и назывались как «антишумовые».
Антишумовые антенны.
Описание антишумовых антенн я впервые прочитал в журнале «Радиофронт» за 1938 год (23, 24).| Статья написана в журнале «Радиофронт» 1938 г. В стаье даётся полное описание конструкции такой антенны. |
| Рис. 2. |
| Рис. 3. |
Антенна метёлка.
 |
| Рис. 4. г) антенна метёлка. |
Это была моя первая самодельная антенна, которую я делал для детекторного приёмника. Первая антенна, об которую я обжёгся, залуживая каждый проводок, строго по чертежу с помощью транспортира выставляя углы наклона прутиков. Как я не старался, но детекторный приёмник с ней не работал. Поставь я тогда вместо метелки крышку от кастрюльки, эффект был бы аналогичный. Тогда, в детстве, спасла приёмник сетевая проводка, один провод которой через разделительный конденсатор был подсоединён к входу детектора. Вот тогда я понял, что для нормальной работы приёмника длина антенного провода должна быть хотя бы 20 метров, а всякие там электронные облачка, проводящие слои воздуха над метёлкой пусть останутся в теории. Старожилы будут ещё вспоминать, что метёлка, прикреплённая к печной трубе, исключительно хорошо ловила, когда дым шёл вертикально вверх. В деревнях обычно топили печь к вечеру и в чугунках готовили ужин. К вечеру обычно стихает ветер, и идёт столбом дым. В тоже время к вечеру происходит преломление волн от ионизационного слоя поверхности земли и приём в этих диапазонах волн улучшается.
Лучшие результаты можно получить с представленными ниже картинками антенн (рис 5 — 6). Это тоже антенны с сосредоточенной ёмкостью. Здесь проволочная рамка и спираль включает в себя 15 — 20 метров провода. Если крыша достаточно высокая и не из металла и свободно пропускает радиоволны, то такие композиции (рис. 5, 6) можно разместить на чердаке.
 |
| Рис. 5. «Радио всем» 1929 № 11 |
 |
| Рис. 6. «Радио всем» 1929 № 11 |
Рулеточная антенна.
| Журнал «Радиолюбитель» 1928 № 03-04. |
| Антенна — рулетка. |
Я использовал обычную строительную рулетку с длиной стального полотна 5 метров. Такая рулетка очень удобна в качестве антенны КВ диапазона, так как имеет металлическую клипсу, электрически связанную через вал с полотном ленты. Карманные приёмники с диапазоном КВ имеют чисто символическую штыревую антенну, в противном случае они бы не поместились в карман. Стоило мне только закрепить рулетку на штыревой антенне приёмника, как коротковолновые диапазоны в районе 13 метров стали захлёбываться от большого количества принимаемых радиостанций.
Приём на осветительную сеть.
Так называется статья в Журнале «Радиолюбитель» за 1924 год № 03. Теперь эти антенны вошли в историю, но при необходимости сетевыми проводами ещё можно воспользоваться в какой-нибудь затерянной деревушке, предварительно отключив все современные бытовые приборы.
 |
| Рис. 7. Конденсатор С 1 имеет номинал 200 пФ 400 В. Один из проводов осветительной сети и есть антенна (рис. 1). На рисунке 1 и 4 изображены конструкция и схема детекторного приёмника. На рисунке 2 — антенный провод наматывался на баллон осветительной лампы, обеспечивая, таким образом, емкостную связь с сетевыми проводами. на рисунке 3 антенный провод проложен вокруг сетевой проводки. |
Журнал «Радио всем» 1925 г. № 05. Антенна подключена к сетевой розетке с помощью двух конденсаторов номиналом 200 пФ. 1 — розетка; 2, 3 — конденсаторы; 4 — антенный провод.
Самодельная Г – образная антенна.
Эти антенны представлены на рисунке 4. а, б). Горизонтальная часть антенны не должна превышать 20 метров, обычно рекомендуют 8 – 12 метров. Расстояние от земли не менее 10 метров. Дальнейшее увеличение высоты подвеса антенны приводит к росту атмосферных помех.
| Рис 8. Детекторный приёмник из сетевой переноски и тазика для варенья. |
Эту антенну я сделал из сетевой переноски на бобине. Такую антенну (рис. 8) очень легко развернуть в полевых условиях. Кстати детекторный приёмник с ней неплохо работал. На рисунке, где изображён детекторный приёмник, из одной сетевой бобины (2) сделан колебательный контур, а второй сетевой удлинитель (1) используется в качестве Г- образной антенны. Детекторный приёмник из сетевой переноски и тазика для варенья.
Рамочные антенны.
Антенна может быть выполнена в виде рамки, и является входным перестраиваемым колебательным контуром, который обладает направленными свойствами, что значительно ослабляет помехи радиоприёму.
| Рис. 9. Журнал «Радиолюбитель» 1925 № 03. Статья называется «Как устроить приём на рамку». Рамка имеет диагональ 1,5 метра. Настройка осуществляется конденсатором переменной емкости и переключением отвода к виткам рамки. |
 |
| Приёмная складная рамка в виде зонтика. Журнал «Радиолюбитель» 1929 г. 06. |
Магнитная антенна.
При её изготовлении используется ферритовый цилиндрический стержень, а также прямоугольный стержень, занимающий меньше места в карманном радиоприёмнике. На стержне помещается входной перестраиваемый контур. Достоинством магнитных антенн — маленькие габариты, а высокая добротность контура, и, как следствие высокая селективность (отстройка от соседних станций), которая в совокупности с направленным свойством антенны только добавят ещё одно преимущество, такое, как лучшая помехоустойчивость приёма в городе. Применение магнитных антенн в большей степени предназначено для приёма местных радиовещательных станций, однако высокая чувствительность современных приёмников ДВ, СВ и КВ диапазонов и перечисленные выше положительные свойства антенны обеспечивают неплохую дальность радиоприёма.
Так, например, я смог на магнитную антенну поймать отдалённую радиостанцию, но стоило только подключить дополнительно громоздкую внешнюю антенну, как станция затерялась в шуме атмосферных помех. |
| Магнитная антенна в стационарном приёмнике имеет поворотное устройство. |
На плоском ферритовом (аналогичным по длине цилиндрическом) стержне размером 3 Х 20 Х 115 мм марки 400НН для ДВ и СВ диапазонов на подвижном бумажном каркасе наматываются катушки проводом марки ПЭЛШО, ПЭЛ 0,1 – 0,14 , по 190 и 65 витков. Для КВ диапазона контурная катушка размещается на диэлектрическом каркасе толщиной 1,5 — 2 мм и содержит 6 витков, намотанных с шагом (с расстоянием между витками) с длиной контура 10 мм. Диаметр провода 0,3 — 0,4 мм. Каркас с витками крепится на самом конце стержня.
Чердачные антенны.
| Телевизионная и радио антенны. |
Давно использую чердак для телевизионных и радиоприёмных антенн. Здесь, в дали от электропроводки, хорошо работает и антенна СВ и КВ диапазонов. Крыша из мягкой кровли, ондулина, шифера является прозрачной для радиоволн. В журнале «Радио всем» за 1927 (04) год даётся описание таких антенн. Автор С. Н. Бронштейн статьи «Чердачные антенны» рекомендует: «Форма может быть самой разнообразной, в зависимости от размеров помещения. Общая длина проводки должна быть не менее 40 – 50 метров. Материалом служит антенный канатик или звонковая проволока, укрепляемые на изоляторах. Грозовой переключатель при такой антенне отпадает».
 |
| Рис. 10. Чердачные антенны. Журнал «Радио всем» 1927 № 04. |
Я использовал провод как одножильный, так и многожильный от электропроводки, не снимая с него изоляцию.
Потолочная антенна.
| Рис. 11. Комнатная потолочная антенна. Журнал «радио всем» 1929 № 11. |
 |
| Рис. 12. Журнал «Радио всем» 1926 12. |
Из истории антенн.
Возвращаясь в прошлое, мне интересно было узнать, как выглядела первая в мире антенна.Первая антенна была предложена А. С. Поповым в 1895 году, представляла собой длинный тонкий провод, приподнятый с помощью воздушных шаров. Она была присоединена к грозоотметчику (приемнику, регистрирующему грозовые разряды), прототипу радиотелеграфа. А во время первой в мире радиопередачи 1896 года на заседании Русского физико-химического общества в физическом кабинете Петербургского университета от первого радиотелеграфного радиоприёмника, к вертикальной антенне был протянут тонкий провод (журнал «Радио» 1946 г. 04 05 «Первая антенна»).
 |
| Рис. 13. Первая антенна. |
| Рис. 14. Антенна — змей. Журнал «Радио всем» 1925 № 06. |
dedclub.blogspot.com
|
В переносных и передвижных СВ-радиостанциях используют антенны длиной 30…100 см для переносных и до 1,5 метра для передвижных радиостанций. Рассчитав входное сопротивление активных частей таких коротких штырей для частоты 27 МГц, получаем значения от 0,5 Ом для 30 см до 10 Ом для 1,5 м. Конечно, подключать такие короткие штыри к выходному каскаду передатчика без соответствующего согласования неразумно. Во-первых, мал КПД самого такого штыря как антенны, во-вторых, согласование низкого сопротивления штыря с выходным каскадом передатчика весьма сложно. Наиболее рациональным решением, к которому пришли решая эту задачу, было то, что штырь входит в состав сложной системы, являющейся укороченной антенной. Далее здесь рассматривается эффективность работы штыря в такой системе. Классическая штыревая антенна представляет собой вибратор длиной в четверть длины волны и систему заземления под ним. В простейшем случае система заземления является системой четвертьволновых противовесов. Естественно, такую систему использовать для переносной станции затруднительно. Поэтому пытаются укоротить антенну и противовесы. Самое простое в этом случае — включить удлиняющую катушку в антенну. Но и здесь стоит вопрос, в какую точку антенны включить удлиняющую катушку для получения максимального эффекта. Роль системы противовесов играет корпус станции. Следует сразу обратить внимание на самый неэффективный способ удлинения короткой антенны — включение удлиняющей катушки в ее основание (рис.9). Максимальный ток, протекающий по антенне — в ее основании. Из теории антенн известно, что для получения максимального излучения антенны и, следовательно, максимального ее КПД, необходимо обеспечить максимальный ток в излучающем элементе антенны и максимальное напряжение на ее излучающем конце. Здесь максимальный ток протекает по катушке, поэтому максимальное взаимодействие со средой происходит через катушку. Достоинство антенны с удлиняющей катушкой в основании только в том, что благодаря большой емкости штыря такие антенны имеют сравнительно большую полосу пропускания, позволяющую им работать во всем СВ или любительском диапазонах. Другой тип антенны — это антенна, удлиненная катушкой в своей середине (рис.10). Здесь уже достигается значительная сила тока в основании антенны, верхняя часть штыря играет роль емкостной нагрузки. Вследствие увеличения концевой емкости увеличивается полоса пропускания антенны до величины, позволяющей работать во всем СВ диапазоне, существенно возрастает и ее КПД. Штырь до катушки является основным излучающим элементом, он должен быть выполнен максимально толстым, тем более что он еще и держит на себе удлиняющую катушку. Штырь после катушки представляет собой уже емкостную нагрузку. Он может быть выполнен более тонким. Размещение на конце такой антенны даже небольшой емкостной нагрузки увеличивает эффективность ее работы, но уменьшает механическую прочность. Следует еще обратить внимание на то, что, в принципе, при плохой «земле», имеющей место в переносных радиостанциях, все типы коротких антенн работают одинаково плохо, и нет существенной разницы при их использовании. Но уже подключение четвертьволнового противовеса показывает разницу в эффективности разных типов антенн. Также наблюдается эффект и в передвижных автомобильных радиостанциях, где корпус автомобиля представляет собой эффективное заземление. Сопротивление идеальной четвертьволновой вертикальной антенны — штырь над идеальной проводящей поверхностью — составляет 36 Ом. Сопротивление идеальной укороченной антенны СВ диапазона, в зависимости от степени ее укорочения, составляет 10…20 Ом. Учитывая, что реальная «земля» таких антенн далека от идеальной, в общем случае такие антенны можно согласовать и с коаксиальным кабелем питания антенны в передвижной автомобильной станции (здесь обычно используют 50-омный кабель), и с выходным каскадом носимой радиостанции, плохая «земля» которой увеличивает сопротивление короткой антенны до 50…100 Ом. ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ ШТЫРЕВЫХ АНТЕНН, УДЛИНЕННЫХ ИНДУКТИВНОСТЬЮ В основном, все укороченные антенны переносных радиостанций имеют вид, приведенный рис. 11. Катушка индуктивностью около 2 мкГн и штырь длиной около 120 см представляют собой антенную систему, работающую в диапазоне 27 МГц. И только от различного исполнения катушки и штыря зависят КПД антенны и полоса ее пропускания. Антенна, изображенная на рис.7, приведена и во многих других, более ранних источниках [7, 8,9, 10]. При испытании антенн из [7, 8] для них использовалась идентичная удлиняющая катушка в 2 мкГн и были получены следующие результаты. Входное сопротивление с четвертьволновым противовесом — 35 Ом, с корпусом радиостанции — 80 Ом. Полоса пропускания на уровне половинной мощности (-3 дБ) — 600 кГц с противовесом, 750 кГц с корпусом радиостанции. Влияние человека, оказываемое на эту антенну, мало и ее реактивность малы. Смещение частоты при подключении четвертьволнового противовеса достигало 700 кГц. При испытании антенны из [9], где длина штыря была 80 см, удлиняющая катушка представляла собой 18 витков провода ПЭЛ 0,55, намотанных на каркасе диаметром 4 мм виток к витку, были получены следующие результаты. Входное сопротивление с четвертьволновым противовесом — 60 Ом, с противовесом-корпусом радиостанции -1100м. Полоса пропускания с четвертьволновым противовесом — 800 кГц, с корпусом станции — 900 кГц. Смещение резонансной частоты при подключении противовеса — почти 1 МГц. При испытании антенны из [10] с длиной штыря 0,8… 1,2 м удлиняющая катушка представляла собой 25 витков провода ПЭЛ 0,35, намотанных на каркасе диаметром 5 мм виток к витку, были получены результаты, аналогичные антенне из [9]. Определенный интерес представляют и короткие антенны — длиной до 50 см. Тем более, что эти антенны не столь существенно проигрывают в дальности связи длинным антеннам — длиной около 1м. Антенна из [11] представляет собой штырь длиной 45 см с удлиняющей катушкой, содержащей 60 витков провода ПЭЛ 0,5 на каркасе диаметром 5 мм, намотанных виток к витку. При испытаниях такой антенны были получены следующие результаты. С четвертьволновым противовесом входное сопротивление — 75 Ом, полоса пропускания — 700 кГц. С корпусом станции в роли противовеса входное сопротивление — 120 Ом, полоса пропускания — 900 кГц. Смещение резонансной частоты при подключении четвертьволнового противовеса составило 1,2 МГц. Влияние человека на антенну выше, чем в длинных антеннах. Увеличение входного сопротивления и расширение полосы пропускания короткой антенны (45 см) по сравнению с длинной (1 м) говорит о том, что удлиняющая катушка короткой антенны низкодобротна. Но и увеличение добротности удлиняющей катушки мало влияет на эффективность работы таких коротких антенн. Подключение противовеса смещает резонансную частоту антенны вверх. Для эффективной работы радиостанции при подключении противовеса в данном случае необходимо предусмотреть оперативную регулировку индуктивности удлиняющей катушки. Желательно в трансиверах при переключении штыря антенны использовать различные удлиняющие индуктивности для приемника и передатчика. Это позволяет оптимально согласовать штырь как на прием, так и на передачу. Естественно, если сопротивление входа приемника и выхода передатчика отличаются несущественно, можно обойтись и одной удлиняющей катушкой, поскольку в этом случае смещение резонансной частоты системы при переключении RX/TX невелико. Но здесь уже необходимо решать из практических условий, что проще — переключать удлиняющие катушки или привести входы передатчика и приемника к одинаковой величине. В «фирменной» аппаратуре стремятся к последнему, хотя и встречаются варианты с подстройкой входа приемника при переключении антенны. В самодельной аппаратуре диапазона 27 МГц вопросу согласования антенн в режиме приема и передачи часто не уделяют должного внимания, что ведет к снижению эффективности носимых радиостанций. В [12] описана антенна с длиной плеч по 110 мм и удлиняющей катушкой в центре, имеющей 130 витков провода ПЭЛ 0,15, намотанных виток к витку на каркасе диаметрам 6 мм. При испытании эта антенна показала следующие результаты. С четвертьволновым противовесом входное сопротивление было 90 Ом, полоса пропускания . — 400 кГц, с противовесом-корпусом радиостанции входное сопротивление было 140 Ом, полоса пропускания — 600 кГц. Смещение полосы пропускания при подключении четвертьволнового противовеса составило 900 кГц. Добавление емкостной нагрузки, показанной на рис.13, позволило уменьшить смещение частоты при подключении противовесов до 600 кГц. Полоса пропускания при этом увеличилась на 50 кГц в обоих случаях. Входное сопротивление понизилось — с противовесом стало 75 Ом, с корпусом станции — 90 Ом. Напряженность поля возросла в 1,3 раза. Все это говорит о преимуществах емкостной нагрузки для таких типов антенн. Следует заметить, что более эффективно работает емкостная нагрузка, показанная на рис.12, но к сожалению, она сложнее в практической реализации, чем нагрузка на рис.13. Сравнение величин напряженности поля, создаваемого антенной с центральной индуктивностью и удлиняющей индуктивностью у основания, показало, что на практике антенна с центральной индуктивностью, равная по высоте антенне с индуктивностью у основания, создает напряженность поля примерно в 1,4… 1,6 раза большую. При добавлении емкостной нагрузки преимущества такой антенны еще больше возрастают. Измерения были проведены при четвертьволновых противовесах. При использовании корпуса радиостанции в качестве противовеса преимущество антенны с центральной индуктивностью было слабее, напряженность поля была лишь в 1,2 раза больше, чем создаваемого антенной с индуктивностью у основания. Это говорит о том, что для переносных станций нет большого различия в типе используемой штыревой антенны, а вот для передвижных станций лучше использовать антенну с центральной нагрузочной индуктивностью. В любом случае желательно использовать емкостную нагрузку, даже в виде шарика диаметром 5…20 мм. Емкостная нагрузка дает эффект и при использовании ее с антенной с удлиняющей индуктивностью у основания. Практически для переносных станций можно использовать антенны из толстого медного провода диаметром 2…2,5 мм. Антенна меньшего диаметра менее прочна механически и имеет меньший КПД. Для изготовления антенн передвижных автомобильных станций можно использовать короткие «куликовки» или подходящие антенны от армейских радиостанций соответствующей длины и, главное, прочности. НЕРЕЗОНАНСНЫЕ ШТЫРЕВЫЕ АНТЕННЫ Нерезонансные штыревые антенны являются самыми неэффективными из всех существующих укороченных штыревых антенн. Они проигрывают по напряженности поля в 2…3 раза таким же по длине штыревым антеннам с удлиняющей индуктивностью, эти антенны гораздо более нечувствительны к влиянию человека. Но все же они еще используются, правда, в основном лишь в двух типах передатчиков. Использование таких нерезонансных антенн оправдано лишь в простых игрушках, дальность связи с которыми не выше 50… 100 м. Для более эффективной связи необходимо использовать лишь резонансную антенну, хотя перед ней и необходимо ставить развязывающие каскады для простейших схем. Как показывает опыт, западные простые радиостанции, потребляющие большую мощность, чем отечественные «Колибри», но работающие на нерезонансные антенны, обеспечивают гораздо меньшую дяльность связи. Третий случай использования коротких нерезонансных антенн — это неправильное построение выходного каскада передатчика с его цепями согласования с антенной. В результате этого при подключении к нему нормальной резонансной антенны, будь то полноразмерная или укороченная, происходит его самовозбуждение. Хотя такие передатчики часто и имеют П-контур на выходе, его действие неэффективно. МАГНИТНЫЕ РАМОЧНЫЕ АНТЕННЫ ПЕРЕНОСНЫХ СВ-РАДИОСТАНЦИЙ Магнитные рамочные антенны мне не встречались ни в одной из переносных СВ-радиостанций. Но это не значит, что их использование в данном типе радиостанций нецелесообразно. Мной были изготовлены магнитные рамочные антенны для диапазона 27 МГц с размерами, показанными на рис.14. Антенна показала следующие результаты. Входное сопротивление — 75 Ом, с очень малой реактивностью. Полоса пропускания — 600 кГц. Антенна была выполнена из двухмиллиметрового изолированного медного провода типа ПЭЛ, воздушный конденсатор настройки был укреплен на стеклотексто- литовом основании. Антенна оказалась весьма малочувствительной к влиянию человека и противовесов. Поскольку такая антенна в основном излучает магнитную составляющую электромагнитной волны, ее нельзя строго сравнить по такому показателю как уровень напряженности поля со штыревой антенной, потому что последняя излучает в основном электрическую составляющую электромагнитной волны, и замеры для штыря следует проводить по электрической составляющей ЭМВ, а рамки — по магнитной составляющей ЭМВ. Две антенны, изображенные на рис.14, были подключены к радиостанциям типа «Колибри-М» и была испытана дальность связи по сравнению со штатной спиральной антенной. Оказалось, что при прочих равных условиях дальность связи при использовании магнитных антенн была не менее чем в 1,5 раза больше на открытой местности, и в 2…3 раз больше в условиях города. При этом в значительной степени сказывалась направленность магнитной антенны. И.ГРИГОРОВ |
www.qrz.ru