Малогабаритная антенна св диапазона

Малогабаритная антенна СВ диапазона

Антенное хозяйство является необходимой составляющей любой радиостанции. Для СВ радиостанции, которая может использоваться как в передвижном варианте — из автомобиля, так и стационарно — из дома, необходимо иметь постоянную «домашнюю» антенну. Один из наиболее простых и эффективных вариантов такой антенны был приведен в [1], но эта антенна эффективно работает лишь на верхних этажах зданий. При расположении на нижних этажах ее эффективность значительно уменьшается из-за сильного поглощения вертикальной составляющей излучения стоящими рядом домами, которые представляют собой достаточно эффективный экран.

В подобных случаях эффективней работает рамочная антенна. Один из вариантов рамочной автомобильной антенны был рассмотрен в [2]. Рамочная комнатная антенна может быть расположена по периметру окна (рис.1). Конденсатор, настраивающий антенну в резонанс, располагается на перекладине, разделяющей окно на две части.

Были испытаны два варианта антенны. Размеры первой — А=140 см, Б=140 см, В=40 см; Г=70 см. Конденсатор был расположен в коробке из фольгированного стеклотекстолита, его окончательная емкость составляла 3,5 пФ. При меньших размерах периметра окна емкость конденсатора увеличивается. То, что конденсатор расположен не симметрично, а несколько сбоку от геометрического, и в данном случае электрического, центра антенны, не мешает ее нормальной работе.

Второй вариант антенны имел размеры А=140 см, Б=210 см, В=40 см. В этом случае конденсатор не понадобился, настройка антенны в резонанс осуществлялась проводниками Г, которые в этом случае были по 60 см длиной.

Обе антенны были выполнены из гибкого медного провода диаметром 1 мм и расположены с внутренней стороны окна. Следует заметить, что для работы антенны нет никакой разницы, где она установлена — с внутренней или наружной стороны окна, все определяет лишь удобство ее установки. Расстояние В тоже может быть изменено при различных вариантах выполнения окна.

В случае низкого расположения антенны — на нижних этажах, а значит, и при необходимости «вылезти за экран», наибольший эффект дает запитка антенны либо в одном из нижних ее углов, либо в центре ее нижней стороны. Но на практике реализация такого питания, наоборот, уменьшает эффективность работы антенны по сравнению с питанием в центре вертикальной стороны. Это связано с тем, что под окном обычно находится металлический подоконник и батарея отопления, которые сильно поглощают ВЧ энергию.

Если комнаты выходят на разные стороны дома, есть смысл установить две антенны, что позволяет уверенно работать по двум направлениям. Настройка антенны не представляет сложности и может быть выполнена несколькими способами. Наиболее простой из них — с использованием индикатора напряженности поля. Изменяя емкость конденсатора или длину элементов Г, необходимо добиться максимальной напряженности поля. Но более тщательная настройка возможна лишь с помощью КСВ-метра или ВЧ-моста, например приведенного в [З]. Действительно, настраивая антенну по индикатору напряженности и используя при этом промышленную СВ-радиостанцию с системой автоматической регулировки мощности, которой снабжено большинство станций, трудно достичь корректной настройки антенны. Используя же мост, вход которого согласован с выходом передатчика, можно провести очень точную настройку антенны в резонанс и определить при этом ее реальное сопротивление. Как оказалось, сопротивление первого варианта антенны было около 35 Ом, второго варианта — около 55 Ом, в обоих случаях с небольшой реактивностью. Это показывает, что наиболее эффективно обе антенны можно запитать кабелем 50 Ом, что очень удобно, т.к. импортные радиостанции рассчитаны на такое сопротивление антенны.

Но наибольший эффект при применении такой антенны дает использование согласующего устройства (рис.2). Устройство выполнено несимметричным, т.к. рамочная антенна хоть и относится к симметричным, но в данном случае влияние посторонних предметов рассимметрирует ее. Катушка L2 выполнена из медного провода толщиной 1,5 мм, бескаркасная. Она содержит 6,5 витков, диаметр — 25 мм, длина намотки — 40 мм. Холодный конец припаян ко дну коробки, горячий — на ротор С1. Катушка L1 содержит два витка такого же провода, расположена поверх L2 и находится в нижней трети ее. Это согласующее устройство дает возможность довести сопротивление комнатной рамочной антенны со стороны входа согласующего устройства (СУ) до любого сопротивления стандартного кабеля — 50 или 75 Ом, при этом реактивной составляющей практически не было. Согласующее устройство работает с большим КПД — не менее 90% (измерен практически), так что практически вся мощность от передатчика поступает в антенну. Являясь узкополосной цепью, СУ эффективно устраняет TVI, что особенно важно при использовании радиостанции с усилителем мощности. Указанный вариант СУ можно настроить так, что оно будет работать во всем СВ диапазоне с небольшим КСВ по его краям.

Согласующее устройство было выполнено в коробке из фольгированного стеклотекстолита размерами 6х8х6 см и размещено в непосредственной близости от антенны. Роторы С1 и С2 для подстройки были выведены наружу. Следует заметить, что использование СУ, которое позволяет достичь КСВ в кабеле, питающем антенну, практически 1:1, дает возможность смело применять различные фильтры помех, неоднократно приводимые в литературе (например [4,5]), которые позволяют снизить уровень TVI весьма значительно. Фильтр необходимо устанавливать сразу на выходе радиостанции.

При сравнительном испытании рамочных антенн, описанных в этой статье, с антенной из [I], было выявлено их явное преимущество. Рамочные антенны обеспечивали большую дальность связи и гораздо меньший уровень TVI и радиопомех. Последнее особенно заметно при использовании согласующего устройства. Что еще немаловажно — эти рамочные антенны могут быть размещены практически незаметно, что не портит интерьера комнаты.

Антенна с подстроечным конденсатором хорошо согласуется в диапазоне частот от 21 до 30 МГц, что дает ей возможность работать не только в СВ диапазоне, • но и в нескольких любительских KB диапазонах. Согласующее устройство с указанными здесь номиналами радиодеталей хорошо согласует лишь от 30 до 24 МГц. Для работы на 21 МГц емкости конденсаторов С1 и С2 необходимо увеличить до 50 пФ, или количество витков катушки L2 увеличить до 8,5, сохранив при этом длину намотки. В этом случае верхняя частота работы СУ ограничивается 29 МГц. Вторая антенна при использовании с ней переменного конденсатора перекрывала диапазон от 14 до 24 МГц. Катушка L2 согласующего устройства для этого диапазона должна содержать 11,5 витков при длине намотки 45 мм. Катушка связи во всех случаях содержит 2,5 витка. Ее можно перемещать по контурной катушке для нахождения оптимальной связи и оптимального КСВ.

Во всех случаях при настройке СУ следует стремиться к тому, чтобы конечная емкость С2 была максимально возможной. Минимальное значение С2 свидетельствует о неправильной настройке системы кабель — СУ — антенна. При мощностях свыше 10 Вт на конденсаторе антенны может быть высокое ВЧ напряжение, поэтому следует принять меры по, его электрической изоляции.

Литература

1. Заугольный С. Малогабаритная приемопередающая антенна диапазона 27 МГц//Радиолюбитель. 1994. N2.
2. Стахов Е. Антенна для охранной сигнализации/Радиолюбитель. 1996. N8.
3. Григоров И. КСВ-метр — измеритель сопротивления//Радиолюбитель. 1996. N2.
4. Доматковский Б. Фильтры гармонии/Радиолюбитель. KB и УКВ. 1996. N3.
5. Радион Г. Фильтр верхних частое/Радиолюбитель. 1993. N7.

Радио-как хобби

Делаем рамочную активную антенну для простых коротковолновых радиоприемников.

Есть ли возможность слушать эфир людям, у которых нет места для установки больших, полноразмерных антенн? Один из выходов- рамочная активная антенна, установленная прямо на столе, возле радиоприемника.

О практическом изготовлении подобной антенны и будет рассказано в этой статье…

Итак, малогабаритная рамочная активная антенна, это антенна состоящая из одного или нескольких витков медного провода ( трубки) или даже коаксиального кабеля. В сети есть предостаточно примеров таких антенн.

Свою антенну я изготовил в виде вертикальной конструкции, которая устанавливается на столе возле радиоприемника. Рамочная активная антенна представляет собой этакую большую катушку индуктивности, изготовлена из медного провода диаметром 1,2 мм и содержит четыре витка. Количество витков выбрано наобум)). Диаметр изготовленной рамочной антенны примерно 23 см:

Для уменьшения собственной емкости витки антенны намотаны с шагом 10 мм. Для поддержания постоянства шага намотки, а также придания всей конструкции необходимой жесткости применены промежуточные распорки, изготовленные из стеклотекстолита толщиной 2 мм. Эскиз распорок приводится ниже:

Так выглядит промежуточная распорка в антенне:

Для придания устойчивости все этой конструкции применены опорные стойки, также изготовленные из стеклотекстолита,и которые служат как бы ножками антенны:

Медный провод продевается в соответствующие отверствия распорок и стоек, и фиксируется в них капелькой цианакрилатного клея.

Так выглядит стойка в изготовленном экземпляре антенны:

Общий вид изготовленной антенны:

Ради интереса подключил изготовленную рамочную антенну к антенному анализатору АА-54.

Обнаружился собственный резонанс антенны на частоте 14,4 МГц.

На фото ниже дисплей антенного анализатора АА-54 в момент измерения параметров рамочной антенны на частоте резонанса:

Как видим, импеданс антенны на частоте 14,4 МГц составляет 13,5 Ом, активное сопротивление-7,3 Ома, реактивное сопротивление относительно небольшое-минус 11,4 Ома и носит емкостной характер.

Индуктивность рамочной антенны ( а она, собственно, и представляет собой катушку индуктивности) составила 7,2 мкГн.

Это все, что касается изготовления и параметров собственно рамочной антенны.

Но, поскольку антенна активная, значит в ее составе имеется и антенный усилитель.

При выборе схемы антенного усилителя руководствовался принципом подобрать что-либо не слишком заумное и сложное, и простое в изготовлении.

Гугл, как всегда, вывалил гору схем)) Не долго думая, выбрал одну из них, которая мне показалась интересной.

Схема этого антенного усилителя была опубликована еще где-то в начале 2000-х годов в одном из зарубежных журналов. Мне этот усилитель показался интересным с той точки зрения, что он имеет симметричный вход-как раз подходящий для моей рамочной антенны.

Принципиальная схема антенного усилителя:

В оригинале в этом усилителе были применены транзисторы серии BF- что-то типа BF4**.

В наличии таких не оказалось, поэтому собрал усилитель из того, что было под рукой-2N3904, 2N3906, S9013.

Собственно, усилительный каскад собран на транзисторах VT1VT2. На транзисторе VT3 собран эмиттерный повторитель для согласования высокого выходного сопротивления усилителя с относительно невысоким входным сопротивлением радиоприемников.

Усилитель питается напряжением 6 В. Режимы работы транзисторов устанавливаются подбором резистора R3. Напряжения на электродах транзисторов указаны на схеме.

Усилитель заработал практически сразу. Попробовал было установить в этом усилителе транзисторы КТ315,Кт361-но эффективность работы его сразу заметно ухудшилась, поэтому от такого варианта отказался. Антенный усилитель я собрал на монтажной плате, но, подготовил и печатную плату для него:

Читайте также  Цифровые часы на rtc ds12c887 и 8051

В качестве приемника для натурных испытаний активной рамочной антенны с усилителем был выбран приемник прямого преобразования на микросборке 2ТС613Б.

Подключив выход антенного усилителя ко входу приемника и включив питание, сразу отметил увеличение уровня шума. Это и не удивительно-антенный усилитель вносит свой вклад…

Последним этапом испытаний было подключение собственно рамочной антенны ко входу антенного усилителя и попробовать принять какие-либо сигналы с эфира..

И это удалось! Хорошо слышны много станций работающих с однополосной модуляцией на диапазоне 40 м. Понятно, что станции слышны не так громко как на полноразмерную антенну. Да и нельзя сравнивать нормальную антенну с рамочной антенной, находящейся рядом с приемником. Также при работе активной рамочной антенны наблюдается несколько повышенный уровень шумов. С этим нужно мириться- это плата за малогабаритность. Также желательно такую антенну располагать подальше от всевозможных источников помех- зарядки, энергосберегающие лампочки, сетевое оборудование и т. п.

Выводы: такая антенна вполне себе имеет право на жизнь, станций принимает достаточно много. Для тех, у кого нет возможности повесить большую, длинную антенну, это может быть выходом из ситуации.

Видео демонстрации работы рамочной активной антенны на диапазоне 7 МГц:

Малогабаритная антенна св диапазона

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 «лап­ ши» 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.

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.

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 п одоконником. 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. ( RK 3 ZK , UA -0113)

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.

Зеленогорская завалинка

Антенны для приёма Средневолнового радиовещания

Даже если на территории РФ вещания в участке Средних Волн (MW) практически не ведётся, то это не означает что во всём мире такая ситуация. Напротив — во всём мире вещание ведётся, правда где-то дотационно со стороны государства, где-то на деньги общин или на коммерческие средства. Вещание оптимизируется, но не прекращается.

Читайте также  Зарядное устройство от солнечных батарей

Поэтому можно встретить выпускающиеся серийно заводские модели рамочных антенн для радиоприёмников на Средние Волны. Их можно использовать с любыми радиоприёмниками со встроенной антенной, а некоторые модели даже с приёмниками без таковой (есть провод для соединения к клеммам).

Например такую TECSUN AN 200 (здесь совместно с приёмником S-2000)

Однако же это не панацея. Днём прохождения нет, иностранные станции можно услышать только когда наступают сумерки.

В данном случае справедливо утверждение «от увеличения парка приёмников и антенн к ним, а равно как увеличение эффективности антенн к имеющимся приёмникам, количество передающих станций не увеличивается!». Мы можем принимать только сохранившиеся. Причём чем выше эффективность антенн для приёма, тем больше можно принять из сохранившихся, но не более. А сохранившихся вещающих на русском языке — по пальцам одной руки можно пересчитать. Хотя, если принимать иностранные и знать эти языки, то почему бы нет… Разные «голоса» уже не вещают в АМ — они проникли в Интернет.

Зато хорошие антенны могут помочь принимать сигналы любительских вещательных радиостанций. Сейчас ведётся работа по легализации творчества радиолюбителей в этом вопросе. Часть Средневолнового диапазона будет закреплена за ними (полоса 1449-1602 кГц, в сетке 9 кГц), но не абы как, а за каждым городом, районом будет закреплена некоторая фиксированная частота из этого спектра. Если её будет мало, будут выдавать смежные каналы из этой-же полосы. Любители (по задумке) будут работать на одном канале поочерёдно (по графику). Мощности передатчиков от единиц Ватт, до десятков Ватт. В отдельных случаях до 100 — 500 Вт. Такие станции могут приниматься в пределах населённых пунктов и немного за ними. Если будут применяться рамочные антенны на приёмной стороне, то это упростит приём. В других случаях (кроме дальнего приёма иновещания) в ближайшее время (годы) приёмные антенны на АМ диапазон Средних Волн могут быть использованы только для этого. Правда кое где ещё включены такие мощные передатчики с государственным радиовещанием, но это исключение для некоторых территорий, но не правило.

Приёмные антенны в виде растянутого провода.

Обычно часто их называют «верёвка» или т.н. «длинный провод». Хотя на счёт «длинный» это спорное утверждение во многих случаях. Провод-то может и длинный, но по отношению к длине волны Средневолнового диапазона как бы и не коротким оказался бы…

Тем не менее запитка приёмника такими антеннами имеет место быть. Такие антенны ещё называют типа Г — образных или Windom.

Преимущественно длина провода по отношению к длине волны в городских условиях оптимально может составлять от 0,15 до 0,25 лямбда. Высота подвеса от 10 до 25-30 метров. В таком случае антенна получается низкоомной и её активное сопротивление около 10 — 50 Ом и зависит от длины провода и частично от высоты подвеса. Если ваш приёмник имеет 50 Ом-ный вход, то согласовать такой провод можно антенным тюнером на НЧ диапазон рассчитанный от, примерно, 500 кГц и выше по частоте. Для СВ диапазона неплохо намотать удлиняющую катушку не одножильным проводом, а толстым литцендратом, а её длину регулировать компенсирующим переменным конденсатором.

Поскольку рабочая поляризация для Средних волн преимущественно вертикальная, то на приём будет работать вертикальная часть антенны, а горизонтальная частично и преимущественно как компенсирующая ёмкость «короткого» вертикала (снижения горизонтальной антенны).

Хотя…, если антенна висит низко и ниже 0,25 лямбда от земли, то путём переотражения от земли и горизонтальный провод будет иметь приём вертикальной поляризации.

Подробнее как изготовить такую катушку или антенны для СВ диапазона (для передатчика, равно как и для приёмника) можно найти в книге Сергея Комарова первого выпуска:

«Индивидуальное Радиовещание. 1. Самодельные передающие антенны диапазона 200 метров».

«Комнатные» антенны для MW / SW

Для города полезность этих антенн несколько сомнительна, ведь в городе очень много помех, особенно в доме. Но в отдельных случаях всё-таки можно, на худой конец, если ничего нет воспользоваться и таким вариантом. Обычно достаточно телескопической антенны приёмника, но многим хочется улучшить приём увеличив немного размер антенны. Увеличение на пару погонных метров никакого видимого результата не принесёт, разве что увеличит приём помех собираемых с разных устройств в квартире. Для этой цели нужно либо ставить внешнюю антенну во дворе, либо делать компактную рамку на диапазон и подключать к приёмнику на антенный вход. В случае с MW диапазоном можно обойтись просто рамкой из-за возможности переноса энергии от рамки к магнитной антенне приёмника, просто расположив их рядом. В отдельных случаях высокоомную рамку подключают к высокоомному симметричному входу приёмника. Если для КВ (SW) есть вход, но его сопротивление, скажем, 50 Ом, то для комнатно-балконного применения антенны нужна диапазонная рамка с этим-же волновым сопротивлением на выходе. В таком случае нужно применить симметрирующий трансформатор 1:1 для настроенной рамки к 50 Ом, где симметричные выводы соединены с клеммами рамки, а несимметричный выход трансформатора соединён кабелем с приёмником с несимметричным входом. Если-же рамка имеет бОльшее выходное (входное) сопротивление, то можно применить соответствующий (или близкий по значению) согласующий трансформатор.

Малогабаритная антенна св диапазона

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАЛОГАБАРИТНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ АНТЕНН СРЕДНЕВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА

Д. В. Федосов, Д. А. Корнеев, В. Л. Хазан, В. Н. Хорват

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет» (ОмГТУ)

Получена 11 октября, после доработки – 24 ноября 2011 г.

Аннотация. В статье предлагается новая конструкция малогабаритных антенн для низкочастотных диапазонов радиоволн (ДВ, СВ, КВ). Описано проведение эксперимента с использованием лабораторных образцов антенн с целью определения максимальной дальности связи и соответственного выигрыша относительно штырьевых антенн. Предложены направления практического применения разработанных антенных устройств.

Ключевые слова: средние волны, земная волна, малогабаритная антенна, подвижная связь.

Abstract. The new design of compact antenna for the low radio frequency band (LF, MF, HF bands) is proposed. The experiment purposed to investigate the maximum range of mobile communication using a new antenna and conventional short rod antenna is described.

Keywords: medium wave, ground wave, compact antenna, mobile communication.

Передача данных с подвижных объектов в средневолновом диапазоне – непростая задача. Данному диапазону присущ ряд недостатков – малый частотный ресурс, крупные габаритные размеры антенных устройств, интерференция земной и пространственных волн в области полутени и тени. Однако есть и существенные плюсы: параметры канала связи изменяются незначительно во времени, кроме того, большая длина волны позволяет связываться на расстояниях значительно превышающих зону прямой видимости за счет явлений дифракции и рефракции.

Именно эти достоинства дают возможность обеспечить связь в средневолновом диапазоне на расстояниях нескольких десятков километров с использованием маломощных передатчиков. К примеру, дальность связи при использовании радиостанций «Карат-2» [6], мощность передатчика которой по техническим характеристикам составляет не менее 1 Вт, в комплекте со штатной антенной типа «Наклонный луч» составляет порядка 25- 40 км . Однако антенна «Наклонный луч» в силу своих крупных геометрических размеров, позволяет осуществлять связь только стационарно.

Основной задачей при организации мобильной загоризонтной радиосвязи с использованием средних волн является разработка малогабаритных передающих антенн, которые возможно размещать на любых транспортных средствах и использовать в носимых радиостанциях.

Условно, подходы, используемые для укорочения антенных устройств, можно разделить на три группы.

1. Малогабаритные антенные устройства с использованием ферритов [2, 5]. Ферритовые антенные устройства стали использоваться в приемниках ДВ/СВ/КВ радиовещательных станций в первой половине ХХ в. Данные антенны получили широкое распространение за счет малых габаритных размеров относительно длины радиоволны. Практически, антенны с использованием ферритов являются самыми малыми антеннами низкочастотных диапазонов радиоволн. Вместе с тем, данные антенны имеют серьезное ограничение: они не могут быть использованы в радиостанциях для передачи сигналов из-за нелинейности ферритов в сильных электромагнитных полях.

2. Малогабаритные рамочные антенны [1]. Магнитная рамочная антенна имеет вид петли из проводника, которая подключена к конденсатору переменной емкости. Периметр петли обычно находится в пределах от 0,03λ до 0,25λ. Магнитные рамочные антенны являются малогабаритными антеннами, однако при длине волны 160 м и более, габариты рамочной антенны все равно достаточно велики для использования в носимых радиостанциях.

3. Укороченные вертикальные антенны. [1, 3]. Если удается простым образом подобрать конструкцию антенны так, что для нее условие комплексного сопряжения импеданса в точках подключения выполняется с достаточной на практике точностью, то нет необходимости введения дополнительных согласующих элементов. Однако в тех случаях, когда этого не удается сделать, эффективным оказывается способ согласования путем введения дополнительных согласующих реактивных элементов в проектируемую антенну так, чтобы трансформировать ее импеданс к нужной величине.

Именно по третьему принципу разработана вторая штатная антенна радиостанции «Карат-2» – укороченный вертикальный штырь длиной 1,8 м , которая используется в носимом варианте и обеспечивает связь на расстоянии до 8- 10 км [7]. В саму радиостанцию встроен подстроечный элемент – вариометр, изменяя переменную индуктивность которого можно добиться хорошего согласования усилителя мощности передатчика с антенной. Однако ограниченное расстояние связи сводит все преимущества средневолновой радиостанции с малогабаритной штыревой антенной к минимуму – фактически, подобных результатов можно добиться, используя УКВ радиостанцию.

Для увеличения дальности связи в средневолновом диапазоне, а также с целью увеличения эксплуатационных свойств аппаратуры связи, научными сотрудниками РТФ ОмГТУ была разработана малогабаритная резонансная антенна «точечный ферромагнитный излучатель» [4]. Получены лабораторные образцы антенн на ряд частотных диапазонов: 500, 1000, 1600, 1800 кГц.

Рис. 1. Электрическая схема малогабаритной резонансной антенны.

Электрическая схема антенны представлена на рис. 1. Антенна состоит из электрической емкости и трансформатора. Электрическая емкость 1 любой формы, например, на рис.1 цилиндр, который может быть выполнен из любого электрически проводящего материала. Трансформатор выполнен на незамкнутом магнитопроводе 2 и содержит катушки индуктивности в виде первичной 4 и вторичной 3 обмоток этого трансформатора. Емкость 1 электрически присоединена к вторичной обмотке 3. Питание антенны осуществляется через первичную обмотку трансформатора 4 стандартным образом от коаксиального кабеля или непосредственно от антенного разъема радиопередающего устройства через любое соединительное устройство 7. Емкость 6 необходима для настройки антенны на резонансную частоту.

Для радиостанции «Карат-2» была разработана антенна, внешний вид которой представлен на рис. 2. Длина антенны составляет 450 мм , диаметр – 30 мм . Параметры антенны (КСВ и импеданс), измеренные антенным анализатором Rig Expert AA230 Pro, показаны на рис. 3 и 4.

Читайте также  Устройство электрических тёплых полов

Рис. 2. Внешний вид малогабаритной антенны.

Рис. 3. Зависимость КСВ малогабаритной антенны от частоты.

Рис.4. Зависимость активного, реактивного и полного сопротивления малогабаритной антенны от частоты.

Для определения эффективности излучения малогабаритной антенны проводились натурные испытания совместно со специалистами ФГУП «Омский НИИ приборостроения». Оценивались следующие показатели:

— уровень сигнала, создаваемый малогабаритной антенной и антенной «Штырь 1,8 м» на фиксированном расстоянии 600 м от приемника;

— разборчивость речи и тонального сигнала при радиосвязи между радиостанциями «Карат-2» на удалении 10 км , 13,6 км , 25 км .

Для оценки уровня сигнала использовался микровольтметр STV 301-2 с подключенной малогабаритной антенной. Испытуемые образцы антенн размещались на высоте 2,6 м над уровнем земли. Питание радиостанции осуществлялось как через встроенный в радиостанцию «Карат-2» аккумулятор, так и через бортовую сеть автомобиля. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1. Уровень сигнала испытуемых антенн.

Антенна «Штырь 1,8 м»

Уровень сигнала, мкВ

Уровень аддитивного шума микровольтметра STV 301-2 в полосе речевого сигнала при отсутствии полезного сигнала на частоте 1640 кГц составлял 2,2 мкВ.

Для оценки дальности связи проводились испытания на разборчивость речи по пятибалльной шкале (таблица 2) между подвижной и стационарной группой посредством двух приемопередающих радиостанций «Карат-2» и двух малогабаритных антенн на частоте 1640 кГц.

Таблица 2. Оценки качества речи по пятибалльной шкале.

Обеспечивается полная разборчивость речи, шум не слышен

Обеспечивается полная разборчивость речи на фоне шума

Разборчивость речи обеспечивается при переспросе отдельных словосочетаний и слов, прослушиваются сильные шумы

Речевой сигнал прослушивается, однако понять собеседника невозможно

Телефонный сигнал не слышен, тоновый прослушивается

Для сравнительного анализа, периодически одна из малогабаритных антенн заменялась на «Штырь 1,8 м», идущий в комплекте с радиостанцией. Перед каждым сеансом связи и при каждой замене антенны оператор добивался максимального согласования антенны с передатчиком при помощи встроенных в радиостанцию вариометра и индикатора КСВ. Радиостанции находились в руках операторов. Результаты испытаний приведены в таблице 3.

Таблица 3. Дальность связи и оценка качества речи.

Оценка качества речевого канала связи между малогабаритными антеннами

Оценка качества речевого канала связи «Малогабаритная антенна» — «Штырь 1,8 м»

1 (прослушивается тон)

Из данных, представленных в таблицах 1 и 3, следует, что малогабаритная антенна намного (порядка 18 дБ) эффективней антенны «Штырь 1,8 м», кроме того, новая антенна обладает меньшими (в 4 раза по длине) габаритными размерами, что увеличивает ее эксплуатационные свойства.

Применение данных антенн целесообразно в системах подвижной связи любительского и профессионального назначения. Примерами областей применения малогабаритной антенны могут служить: водный и сухопутный транспорт, голосовая связь в пограничных войсках, передача экстренных сигналов, передача телеметрической информации ограниченного объема на дальние расстояния, передача информации позиционирования, радиосвязь в районах с малой плотностью населения.

Стоит отметить, что в связи с малыми габаритными размерами антенн, радиосвязь может осуществляться с подвижных объектов и пешими операторами в движении, при этом дальность связи может варьироваться в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен километров в зависимости от технических характеристик системы связи (мощность радиостанции, высота подъема антенн, скорость передачи данных и др.).

Статья подготовлена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Ротхаммель К. Антенны: Пер. с нем. – 3-е изд., доп. / К. Ротхаммель. – М.: Энергия, 1979. – 320 с., ил.

Хомич В.И. Ферритовые антенны / В.И. Хомич. – М.: Энергия, 1969. – 96 с.

Пат. 2226021 РФ, МПК H01Q9/34. Антенна штыревая диапазонная мобильная / Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения. – Опубл. 20.03.2004.

Пат. 2413344 РФ, МПК H01Q9/18. Вибраторная антенна / Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью «КВ-СВЯЗЬ», Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный технический университет. – Опубл. 27.02.2011.

Пат. 6,529,169 US, МПК H01Q7/08. Twin coil antenna / C. Crane Company, Inc. – Опубл. 06.07.2001.

Форум самодельщиков: Антенны ДВ СВ КВ УКВ — Форум самодельщиков

  • Обсуждения
  • Пользователи
  • Чат
  • More
    • Follow Us on Twitter
    • Like Us on Facebook
    • Subscribe on Youtube
  • Электрические самоделки
  • Радиоэлектроника
  • Правила форума
  • Просмотр новых публикаций

Пройдя короткую регистрацию , вы сможете создавать и комментировать темы, зарабатывать репутацию, отправлять личные сообщения и многое другое!

  • All Categories
  • Всеобщий хелп форум
    • Хелп по самоделкам
    • Хелп по компьютеру
    • Хелп по радиоэлектронике
    • Хелп по моделям
    • Веб-программирование
  • Самоделки
    • Самоделки из мусора
    • Проекты самоделок
    • Самоделки из бумаги
    • Самодельные приколы и забавные поделки
    • Эксперименты
    • Самодельные бумеранги
    • Самоделки для компьютеров и телефонов
    • Полезные самоделки в хозяйстве
    • Самоделки из дерева
  • Электрические самоделки
    • Радиоэлектроника
    • Радиоэлектроника для начинающих
    • Аудио
    • Высокое напряжение
    • Блоки питания
    • Кибернетика
    • Разное
  • Хобби
    • PenSpinning
    • Фингербординг
    • Рыбалка
    • Фокусы
    • Жонглирование
    • Спорт
    • Нумизматика
  • Различные модельки
    • Плавающие модели
    • Летающие модельки
    • Ездиющие модели
    • Реактивные модели
    • Другое
  • Кулинария
    • Закуски
    • Супы
    • Десерты
    • Напитки
    • Соусы
    • Выпечка
  • Флудильня
    • Домашние задания
    • Словесные игры
    • Юмор
    • Компьютерные игры
    • Разное
  • Жизнь форума
    • Форум поддержки по функциям сайта
    • Баги, недоработки, ошибки.
    • Идеи по улучшению сайта
  • Аукцион — барахолка
    • Куплю
    • Продам
  • Архив
    • Плагиат
    • Музей

Антенны ДВ СВ КВ УКВ Конструкции и всё что с ними связано.

  • 2 Страниц
  • 1
  • 2
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

#1 STEN50

  • Изобретатель

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 445
  • Регистрация: 01 April 13

Прошу в этой теме выкладывать конструкции антенн( маленьких,больших,ТВ и УКВ,для сотовых и т.д.),а также высказывать свои мысли,идеи и пр.
Среди радиолюбителей известен афоризм: «Лучший усилитель — хорошая антенна»

Антенна — лучший усилитель. Хорошая антенна позволит сэкономить на усилителе.

Что такое фидер?

Фидер, фидерная линия — линия связи радиостанции с антенной. В общем случае коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Фидер вносит потери в сигнал, поэтому кабель с меньшими потерями стоит дороже, но при большой длине может себя оправдывать. Фидер, питающий антенну может работать в нескольких режимах: — _ненастроенный_фидер_. идеальное согласование ( КСВ=1 )получается при равенстве выходного сопротивления p-ст, волнового сопротивления фидера (в частном случае коаксиального кабеля) и входного сопротивления антенны. Полоса частот, в которой выполняется условие достаточно хорошего согласования, определяется изменением комплексного выходного и входного сопротивлений передатчика и антенны соответственно, при изменении рабочей частоты. При работе в этом режиме длина фидера может быть произвольной. Большинство современных p-станций и промышленных антенн имеют вх./вых. сопротивления (теоретически) 50 Ом и, при применении кабеля с волн. сопр. = 50 Ом, при настроенной антенне дополнительного согласования не требуется. Промышленные КСВ-метры (типа Alan, MFJ) также расчитаны на 50 Ом. — _настроенный_фидер_. При использовании фидера с волновым сопротивлением, отличным от входного и выходного сопротивлений антенны и p-ст также можно добиться идеального согласования ( КСВ=1 ). Достаточные условия для этого равенство входного и выходного сопротивлений антенны и p-ст, и длина фидера, кратная половине длины волны _в_фидере_ (т.е. с учетом коэффициента укорочения). В этом случае фидер работает в режиме (полуволнового) повторителя. Т.е. независимо от волнового сопротивления фидера, он не оказывает влияния на согласование антенны с p-ст. С этим связан известный метод «настройки» кабеля. К выходу p-ст (считаем 50 Ом) подключается КСВ-метр , затем кабель. К концу кабеля подключается эквивалент нагрузки — безиндукционный резистор 50 Ом. Постепенно укорачивая кабель, добиваются КСВ = 1. В этом случае длина кабеля должна получиться кратной полуволне (которая в кабеле с полиэтиленовой изоляцией для СВ равна магическому числу 3.62 метра . При значительном изменении рабочей частоты согласование нарушается (т.к. меняется длина волны в кабеле). Очевидно, что наиболее предпочтительным является первый вариант, где все компоненты антенно-фидерного тракта и выход p-ст имеют равное сопротивление, обычно 50 Ом (иногда 75 Ом). Такую систему проще настраивать и она наболее широкополосная. При отсутствии качественного 50-омного кабеля допустимо использование 75-омного кабеля. Недостатки — более трудная настройка и хорошее согласование в достаточно узкой полосе частот.

Чем отличаются кабели 75Ом и 50 Ом?
Волновым сопротивлением. Можно применить и тот и другой кабель, но эквивалент нагрузки и сопротивление примененной антенны должны соответствовать волновому сопротивлению кабеля который Вы применяете.

Что такое согласование антенны?

Грубо говоря коэффициент полезного действия системы станция- фидер-антенна, а также процесс получения максимального к.п.д. Подстраиваются антенны изменением длинны штыря или фидерного кабеля, или специальным согласующим устройством. В общем случае эквивалентное сопротивление на антенном разъеме станции (усилителя) 50 Ом, хотя в России делали станции и на 75 Ом. Эквивалентное сопротивление разных антенн существенно разное, от 30 до нескольких тысяч Ом. В фирменных антеннах уже сделано конструктивное согласование, самоделки лучше подключать через СУ, но поскольку сопротивление антенны зависит еще и от местных условий, любую антенну надо подстраивать на месте.

Коэффициент стоячей волны — мера согласования. Бывает от 1 (идеал) до 3 (плохо, но работать можно), 4. 5 — работать не рекомендуется, может оказаться и больше. Меряется специальным прибором — КСВ-метром. Пользуются им так: Прибор включить между антенной и усилителем (станцией). ВНИМАНИЕ. Прибор должен допускать работу при Вашей мощности. Пеключатель поставить в положение FWD (пямое включение). Включите передачу, выставьте ручкой стрелку на конец шкалы. Переключите прибор в положение REF, включите передачу, считайте значение КСВ. Потери мощности при значении КСВ: 0% — 1; 2% — 1,3; 3% — 1,5; 6% — 1,7; 11% -2; 25% — 3; 38% — 4; 70% — 10.

Что такое противовес?

Противовесы это провода или металлические трубки играющие роль радиотехнической земли, повышающей эффективность антенны. Применяются вместо обычного заземления. Подключаются к внешней части антенного разъема станции (усилителя) или контакту «Земля», для штырей — к заземляемой детали основания. Для переносок роль земли (противовеса) играет тело оператора. Чем противовесов больше, тем лучше.

Для чего в антенне нужна удлинняющая катушка?

Большая длина вибратора и противовесов часто неприемлема, поэтому в вибратор и противовесы включают катушки индуктивности, которые доводят уменьшенную физическую длину вибратора до эквивалентной нормы. Как правило такая катушка определяет максимальную мощность антенны, т.е. чем более толстым проводом выполнена катушка, тем большею мощность выдержит антенна.

Рамочная антенна 1.5-7мгц.

Практическое выполнение полуволновых штырей.