Активная магнитная кв антенна – Рамочная КВ — УКВ антенна. Комнатная магнитная антенна для широкополосного приёма.

Многовитковая рамочная магнитная антенна СВ — КВ

Давайте-ка фразу «Лучшее — враг хорошего» оставим авторам изречения, будь то какой-нибудь там иноземный француз/итальяшка, злобный англосакс, или дикий Тунгус и сын степей калмык…. А сами тем временем озадачимся модификацией отлично себя зарекомендовавшей рамочной антенны, подробно описанной на предыдущей странице.

Что позволяет считать описанную конструкцию «отлично себя зарекомендовавшей»? Многочисленные письма, приходящие мне на почту и сдобренные словами благодарности за возможность окунуться в волшебный мир радиоэфира. А также возможность в сложных условиях городских помех потрогать за вымя не только мегаваттного китайского АМ вещателя, но и эпизодичного радиолюбителя с позывным, и даже — свободного шарманщика-нелегала с паяльником в руках и собственной работы антенной в огороде.

На кой нам сдалось её модифицировать? Отвечу — стабильно усложняющейся помеховой обстановкой в городе в совокупности с естественной потребностью хоть как-то увеличить количество принимаемых корреспондентов!
Не знаю как у Вас, но у меня в последнее время в городской квартире с завидной регулярностью КВ диапазон начинает гудеть. Происходит это, как правило, в вечерние часы в полосе частот 3-15МГц с пиком шумовой плотности в районе 7МГц. В такие периоды времени любые типы антенн, кроме магнитных рамок, бессильны справиться со своими возложенными обязанностями. А вот фразу с предыдущей страницы о том, что экранирование рамки (с точки зрения шумовых характеристик) никаких преимуществ не даёт — я забираю обратно. В подобных условиях — очень даже даёт, причём помимо экранирования, возникает и потребность поворота плоскости рамки в такое положение, при котором шумы будут минимальны.

Так, с этим разобрались. А каковы пути дальнейшего улучшения приёмных свойств атенны?
Максимальная эффективность приёмной рамки диаметром около 30см находится в диапазоне частот: начиная с 10МГц и выше. Под эффективностью в данном случае я имею в виду такой параметр, как отношение сигнал/шум принимаемой станции. На более низкочастотных диапазонах для поддержания данного параметра требуется большее количество витков, причём тем большее, чем ниже частота принимаемого сигнала. Именно по такому принципу изменения количества витков на разных диапазонах строятся некоторые конструкции серийных магнитных КВ антенн, в том числе и описанные в статье (ссылка на страницу) «ПРИЁМНЫЕ МАГНИТНЫЕ КВ АНТЕННЫ СОВЕТСКОГО ВОЕНПРОМА». И хотя приведённые рамки являются резонансными, все эти же принципы полностью распространяются и на нерезонансные магнитные антенны.

Амплитуда сигнала, поступающего с нерезонансной магнитной антенны, вполне достаточна для приёма приличным радиоприёмником с чувствительностью около 1мкВ. В этом случае, учитывая условия сильной зашумлённости КВ эфира в городе, большого смысла в введении антенного усилителя для рамочной антенны нет — вполне достаточно трансформатора для согласования несимметричного входа приёмника с симметричной антенной.

Если приёмник не обладает необходимой чувствительностью, то сигнал может быть без зазрения совести усилен посредством незамысловатой резонансной схемы, приведённой на предыдущей странице (ссылка на страницу).
Сложные схемы усилителей с дифференциальными входами и высоким коэффициентом усиления к ожидаемому улучшению не приводят, мало того, в силу широкополосности легко могут перегрузить смеситель приёмника и «порадовать» радиолюбителя непредвиденными интермодуляционными помехами.
С другой стороны, при наличии неблагоприятных условий в квартире и полном отсутствии балкона в каменных хоромах, может оказаться полезным вынос магнитной рамки на воздух, метра на 1-2 за пределы помещения. Поскольку длина кабеля между антенной и приёмником в данном случае может составлять значительную величину, то степень согласования волновых сопротивлений посредством симметрирующего трансформатора окажется явно недостаточной. Поэтому — при значительной длине коаксиального кабеля необходимость встроенного усилителя обусловлена функцией согласования волновых сопротивлений компонентов для получения приемлемых значений КСВ.

Итак — тезисы выдвинуты, пора переходить к схеме электрической принципиальной.

Многовитковая магнитная рамочная антенна
Рис.1

Для расширения диапазона эффективно принимаемых частот вплоть до среднечастотного диапазона (500кГц) было принято решение увеличить количество витков рамочной антенны до 4-ёх.

Я использовал готовый четырёхжильный кабель ПВС 4*0,75, а в качестве экрана прикупил метр трубы медной отожжённой KME SANCO с внешним диаметром 12мм и толщиной стенок 1мм. Всё это хозяйство в минимальном объёме мне удалось приобрести в интернет магазине https://santshop.ru/, за что ему большое человеческое спасибо. После того как трубка будет свёрнута в кольцо, необходимо её разрезать пополам для того, чтобы организовать 1…1,5 сантиметровый зазор в экране, в который и будет проникать магнитная составляющая радиосигнала.

Три сдвоенных переключателя S1-S3 коммутируют витки кабеля, соединяя их между собой либо параллельно, либо последовательно, что позволяет таким образом изменять их количество на входе симметрирующего трансформатора Tr1 от 1 до 4.

Посредством переключателя S4 осуществляется выбор режима работы антенны между активным либо пассивным режимами.

Активное звено части усилителя, спрятанное в корпусе антенны, построено несколько нетрадиционно.

Во-первых, оно представляет собой 2 эмиттерных повторителя, включённых параллельно.
Во-вторых, не подразумевает подводимого к нему источника питания и запитывается от нагрузки, находящейся на другом конце кабеля, а конкретно — в составе основной части усилительного устройства.
Что даёт нам такое построение?
А даёт нам это — нормированное выходное сопротивление звена, равное ≈ 26 Омам, что гарантирует параметр КСВ при работе на 50-ти омный коаксиальный кабель, не превышающий 2.
Параллельное включение повторителей на Т1 и Т2, каждый со своей цепью смещения, пришлось использовать вынужденно — в связи со сложностью нахождения радиочастотных p-n-p транзисторов необходимой мощности. Тупо соединять в параллель транзисторы в подобном построении — решение не самое хорошее, так оно чревато повышенными нелинейными, а также интермодуляционными искажениями.
Токи покоя транзисторов (по 10мА каждый) задаются резисторами смещения R1 и R2, номиналы которых необходимо подобрать на финальном этапе настройки схемы.

Как это всё выглядит?

Многовитковая магнитная рамочная антеннаМноговитковая магнитная рамочная антенна
Рис.2

Понятно, что в связи с увеличением количества витков в рамке, трансформатор, который мы мотали на предыдущей странице в соответствии с рекомендациями 1428 (ссылка на страницу) при работе на нижних диапазонах окажется не самым оптимальным.
Налицо — необходимость увеличения индуктивности первичных обмоток. С другой стороны, при работе на верхних диапазонах, когда ко входу трансформатора подключён всего один виток — такое увеличение индуктивности будет нежелательным. Поэтому компромиссным решением следует считать незначительное увеличение индуктивности обмоток (я счёл оптимальным — в 2-3 раза) при сохранении количества витков в обмотках во избежание пропорционального увеличения паразитных ёмкостей трансформатора.

Делается это просто — увеличением размера используемого ферритового сердечника (бинокля). Оценить эти размеры можно по фотографии, приведённой на Рис.2 справа.

Однако пришло время обнародовать схему ответной части усилителя.
Многовитковая магнитная рамочная антенна
Рис.3

Простейший усилитель, приведённый на Рис.3, за счёт введения возможности регулировки усиления обеспечивает лучшие показатели, чем дифференциальные усилители, часто встраиваемые в корпус рамки, без возможности такой регулировки.

Как это работает? Резистор R1 является нагрузочным для эмиттерных повторителей, находящихся в корпусе рамки антенны. Далее следует усилительный каскад, выполненный по схеме с общей базой, на транзисторе Т1, в качестве нагрузки которого выступает резистор R8, зашунтированный дросселем L1.
Переменный резистор R4 выполняет функцию регулировки усиления входного сигнала в пределах 2…10 раз по напряжению.

Входное сопротивление схемы Rвх определяется величиной параллельно соединённых R1 и суммы сопротивлений: R3, R4 и Rвх каскада с ОБ на транзисторе Т1, т.е. Rвх ≈ R1ll(R3+R4). Легко заметить, что при изменении значения потенциометра R4 в диапазоне 0…200 Ом, величина входного сопротивления усилителя будет принимать значения от 26 до 107 Ом. А это, в свою очередь, практически во всём диапазоне регулировки уровня обеспечивает параметр КСВ, не превышающий 2 (за исключением незначительного превышения при самом низком уровне усиления).

Ну и наконец, эмиттерный повторитель на транзисторе Т2, работающий при значительном токе покоя, призван согласовать усилительный каскад с 50-омным входным сопротивлением радиоприёмника.

Настройка схемы сводится к подбору резисторов R1 и R2, находящихся внутри антенны (Рис.1).
Делается это следующим образом:
1. К выходу схемы (точка соединения R5 и R6) временно подпаиваем резистор номиналом 240 Ом, второй вывод которого подключаем к источнику питания 12В.
2. Эмиттер транзистора Т2 отключаем от R6. Подбираем значение резистора R1 для получения тока, отдаваемого источником питания — 13мА.
3. Возвращаем подключение эмиттера Т2 к R6. Подбираем значение R2 для получения тока, отдаваемого источником питания — 20мА.

При завершении настройки — токи через транзисторы должны уровняться и установиться на уровне ≈ 10мА через каждый.
4. Отпаиваем резистор номиналом 240 Ом и считаем настройку внутренней части усилителя выполненной.
Ответная часть усилителя должна заработать без всякой настройки, хотя проверить значения напряжений в указанных на схеме точках будет совсем не лишним.

Дроссель L1 следует изготовить самостоятельно на низкочастотном феррите с наружным диаметром 15-20мм. Это необходимо для минимизации завала АЧХ при работе на верхних диапазонах посредством уменьшения количества витков, а соответственно и собственной паразитной ёмкости моточного изделия.

А на следующей странице рассмотрим более серьёзную ответную часть усилителя, обладающую резонансными свойствами и позволяющую достигать максимального усиления без перегрузки входных цепей и смесителя радиоприёмника.

Многовитковая магнитная рамочная антенна Многовитковая магнитная рамочная антенна

 

Магнитная петлевая антенна I1ARZ для работы на диапазонах 40, 80 и 160 метров | RUQRZ.COM

Хорошие результаты, полученные с антенной «Magnetic Loop», побудили I1ARZ попытаться построить антенну на НЧ-диапазоны. Вначале он намеревался построить петлевую антенну круглой формы (рис.1) с периметром около 10,5 м, что составляет четверть длины волны на диапазоне 7 МГц. Для этой цели была изготовлена петля из медной трубки диаметром 40 мм с тонкими стенками Однако в ходе работ выяснилось, что сгибание и разгибание трубок таких размеров — достаточно трудное дело, и форма антенны была изменена с круглой на квадратную. Некоторое снижение эффективности при этом компенсируется значительным упрощением изготовления.

Для диапазона 1,8…7,2 МГц можно использовать медную трубку диаметром 25…40 мм. Можно также использовать дюралевые трубки, однако не у всех есть возможность сварки в аргоне. После сборки вся антенная рамка покрывается несколькими слоями защитного лака.

Для правильной работы антенны очень важен настроечный конденсатор. Он должен быть хорошего качества, с большим промежутком между пластинами Использован вакуумный конденсатор емкостью 7…1000 пФ с допустимым напряжением 7 кВ Он выдерживает мощность в антенне более 100 Вт, что вполне достаточно. В том случае, когда используется диапазон 160 м, емкость должна достигать 1600 пФ.

Петля квадратной формы собирается из четырех медных трубок длиной 2,5 м и диаметром 40 мм Трубки соединяются вместе с помощью четырех водопроводных колен из меди. Трубки привариваются к коленам. Противоположные стороны рамки должны быть параллельны друг другу. В верхней трубке посередине вырезается кусок длиной в 100 мм, в вырез вставляется тефлоновый шпиндель и закрепляется с обеих сторон хомутиками и винтами. Диагональ петли составляет 3,4 м, полная длина — 10,67 м (вместе с медными пластинками шириной 50 мм, к которым прикреплены концы трубки, обеспечивающими подключение настроечного конденсатора). Для обеспечения надежного контакта пластинки после их прикрепления необходимо приварить к концам трубки.

На рис.2 приведена конструкция рамки вместе с основанием и несущей мачтой. Мачта должна быть диэлектрической, например из стеклволокон- ного удилища. Можно использовать также пластмассовую трубку. В нижней части рамка фиксируется на несущей мачте стальными хомутиками (рис.3).

Для упрочнения нижнего горизонтального куска рамки на него натягивается на длине примерно 300 мм нагретая медная трубка несколько большего диаметра. Мотор, вращающий конденсатор, укрепляется на стальной трубе на высоте над крышей около 2 м. Для придания жесткости всей конструкции ниже мотора устанавливается не менее трех растяжек.

Проще всего согласовать антенную рамку и линию питания с помощью витка коаксиального кабеля типа RG8 или RG213 Диаметр витка определяется опытным путем (примерно около 0,5 м). Подключение внутренней жилы и оболочки кабеля осуществляется в соответствии с рис.4

После того как согласующий виток настроен на наименьший КСВ, для защиты от осадков поверх места подключения натягивается гофрированная пластмассовая трубка. На конце согласующего витка нужно установить коаксиальный разъем. В месте нижнего крепления согласующего витка под крепежный дюралюминиевый хомут продевается кусок медной ленты, которая после загибания припаивается к экранирующей оболочке кабеля. Она нужна для хорошего электрического контакта с заземленной дюралевой трубкой (рис.5). В верхней части согласующий виток крепится к диэлектрической мачте резиновыми хомутиками.

Если антенна располагается на крыше, для дистанционного управления настроечного конденсатора необходим блок привода мотора постоянного тока. Для этой цели годится какой-либо магнитофонный мотор небольших размеров с небольшим редуктором. Мотор связывается с осью конденсатора изолирующим сцеплением или пластмассовой шестерней Ось конденсатора необходимо также механически присоединить к потенциометру 22 кОм группы А С помощью этого потенциометра внизу определяется положение настроечного конденсатора. Полная схема блока управления показана на рис.6.

Естественно, потенциометр необходимо расположить с той же стороны, что и мотор, соединив их двумя пластмассовыми шестернями или фрикционной передачей. Весь блок настройки размещается в герметично закрывающемся пластмассовом корпусе (или трубке). Кабель к мотору и провода от потенциометра прокладываются вдоль стекло- волоконной несущей мачты. В случае, если антенна размещается недалеко от радиостанции (например на балконе), настройку можно осуществлять непосредственно с помощью длинного валика на изолированной ручке.

Размещение настроечного конденсатора

Как уже упоминалось, неподвижная и подвижная части настроечного конденсатора присоединяются к верхней, разрезанной части рамки с помощью двух медных пластин толщиной около 0,5 мм, шириной 50 мм и длиной 300 мм каждая. Настроечный конденсатор размещается в пластмассовой трубке, которая крепится к вертикальной стекловолоконной несущей мачте (рис.7). Верхняя часть рамки соединяется тефлоновым шпинделем и крепится к несущему стекловолоконному столбу с помощью U-образных болтов.

Настройка

Настройте TRX на эквивалент нагрузки, переключите выход TRX на антенну. Антенный тюнер в этом опыте не используйте. При пониженной выходной мощности начинайте вращать конденсатор до получения минимума КСВ Если достичь низкого КСВ таким способом не удается, попытайтесь несколько деформировать согласующий виток. Если КСВ не улучшается, виток необходимо или удлинить, или укоротить. Проявив немного терпения, можно в диапазонах 1,8…7 МГц достичь КСВ 1… 1,5 Достигнуты следующие значения КСВ 1,5 на 40 м, 1,2 на 80 м и 1,1 на 160 м.

Результаты

Настройка антенны очень «острая». В диапазоне 160 м полоса пропускания антенны составляет единицы килогерц. Диаграмма направленности (ДН) — почти круговая. На рис.8 приведены ДН в горизонтальной плоскости для различных вертикальных углов излучения.

Наилучшие результаты антенна дает в диапазоне 40 м. При мощности 50 Вт автор установил немало связей с восточным побережьем США с рапортом 59. На расстояниях до 500 км днем рапорты были 59+20…25 дБ. Антенна также очень хороша на прием, поскольку достаточно «острая» настройка уменьшает шумы и сигналы работающих рядом сильных станций Антенна работает удивительно хорошо и в диапазоне 160 м. С первых попыток была установлена связь на расстоянии свыше 500 км с рапортом 59+20 дБ. С принципиальной точки зрения, в этом диапазоне эффективность антенны гораздо ниже, чем в диапазоне 40 м (см.таблицу).

Заключительные замечания

  • Антенну необходимо размещать по возможности дальше от ботьших металлических предметов, таких как ограды, металлические столбы, водосточные трубы и т.д.
  • Антенну не рекомендуется размещать внутри помещений, поскольку рамка антенны при передаче излучает сильное магнитное поле, которое вредно для здоровья.
  • При работе с мощностями выше 100 Вт рамка нагревается под действием большого тока.
  • На самом верхнем диапазоне поляризация антенны горизонтальная.

В таблице выше приведены основные электрические параметры антенны в указанных диапазонах. Аналогичную антенну можно построить и на более высокочастотные диапазоны, соответственно уменьшая размеры рамки и емкость настроечного конденсатора.

Radiotechnika

Что еще почитать по теме:

Магнитная антенна своими руками: особенности, свойства, виды

При упоминании магнитной антенны сразу наполняют память конструкции на ферритовом стержне, отчасти правильно. Разновидности одного типа устройств. Магнитной называется рамочная антенна, периметр которой много меньше длины волны. Всем известные зигзаги, биквадрат (слова-синонимы) являются родственниками рассматриваемой технологии. Никакого отношения не имеют антенны на магнитном основании. Просто способ крепления. Магнитное основание для антенны надежно удерживает прибор на крыше авто. Поговорим сегодня об особой конструкции. Прелесть магнитных антенн: удается обеспечить сравнительно большое усиление на сравнительно длинных волнах. Размер магнитной антенны мал. Давайте обсудим заглавие, расскажем, как может быть сделана магнитная антенна своими руками.

Магнитная антенна

Магнитная петлевая антенна

Магнитные антенны

Теория гласит: в колебательном контуре из катушки индуктивности, конденсатора излучения не происходит. Замкнуто, волна качается на резонансной частоте сколь угодно, затухая, ввиду наличия активного сопротивления. Элементы контура, индуктивность, емкость, имеют чисто реактивный (мнимый) импеданс. Причем размер зависит от частоты по незамысловатому закону. Нечто вроде произведения круговой частоты (2 П f) на значение индуктивности или емкости, соответственно. При некотором значении противоположные по знаку мнимые компоненты становятся равны. В результате импеданс становится чисто активным, в идеале равен нулю.

В действительности биения затухают, каждый контур на практике характеризуется добротностью. Напомним, что импеданс состоит из чисто активной (действительной) части (резисторы), мнимой. К последним относятся емкости, сопротивление которых мнимое отрицательное и индуктивности с положительным мнимым сопротивлением. Теперь представим, что в контуре обкладки конденсатора начали разводить до тех пор, пока не оказались на противоположных концах индуктивности. Называется вибратором (диполем) Герца, представляет собой разновидность укороченного полуволнового, прочих видов вибраторов.

Если превратить катушку в единое кольцо, получаем простейшую магнитную антенну. Упрощенное толкование, примерно верное. Сигнал снимается с противоположной конденсатора стороны через усилитель на полевых транзисторах. Предоставит высокую чувствительность устройства. Ну, а антенна на ферритовом стержне считают разновидностью магнитной, только колец заместо одного сонм. Название этот род устройств получил за высокую чувствительность к магнитной составляющий волны. При работе на передачу генерируется, порождая отклик электрического поля.

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

R = 197 (U / λ)4 Ом.

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

Свойства магнитных антенн

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

Антенна магнитная

Антенна магнитная

Длина периметра магнитной антенны колеблется в пределах 0,123 – 0,246 λ. Если требуется перекрыть диапазон, то нужно правильно подобрать конденсатор. В свободном пространстве, магнитной антенны диаграмма направленности в виде тора, наблюдаем, расположив виток параллельно земле. Поляризация будет линейная горизонтальная. Это годный вариант для приема телевещания. Недостаток: угол возвышения лепестка зависит от высоты подвеса. Считается, что для расстояния до Земли λ цифра составит 14 градусов. Непостоянство считаем отрицательным качеством. Для радио магнитные антенны применяются часто.

Усиление составляет 1,76 дБи, на 0,39 меньше полуволнового вибратора. Размер последнего для частоты составит десятки метров – куда денешь громадину. Выводы делайте сами. Магнитная антенна невелика (периметр составляет 2 метра для длины волны 20 метров, меньше метра поперечником). Для сравнения на частоте 34 МГц, с которой хорошо знакомы дальнобойщики, благодаря рациям, длина волны составляет 8,8 метра. Известно: хороший полуволновый вибратор вместит редкий Камаз. Кстати, ранее приводили описание конструкции рамочной антенны, образуемой резиновой прокладкой заднего стекла легкового автомобиля ВАЗ. При малых габаритах работало устройство достаточно хорошо.

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

Самодельная антенна

Самодельная антенна

Как правильно выбрать длину окружности. С увеличением растет усиление. Должна удовлетворить условию, приведенному выше, быть по возможности больше. Иногда нужно перекрыть диапазон частот. Рост периметра увеличивает полосу пропускания устройства. При ширине типичного канала 10 кГц теряет смысл. Будут автоматически отсекаться соседние несущие станций вещания. Необязательно больше значит лучше. Ради усиления затевался сыр-бор. Антенна выбирается периметром максимальная, предоставляя требуемую избирательность.

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

L = 2U (ln(U/d) – 1,07) нГн;

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

f = 1/ 2П √LC; откуда

С = 1/ 4П2 L f2.

Однако в литературе рекомендуют пользоваться приближенной формулой для расчета:

С = 25330 / f2 L,

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

Принцип работы антенны

Антенна приемника

Что касается способа снятия сигнала, то это делаем со стороны подстроечного конденсатора по обоим бокам, либо с противоположной стороны круговой петли. В последнем случае рекомендуется ввести управление конденсатором при помощи серводвигателя на расстоянии, полагаем, большинству читателей это покажется сильно надуманным, на свете не так много радиолюбителей, уверенных в нужности изготовленной собственноручно магнитной антенны.

Какие бывают магнитные антенны

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

КПД = 1 / (1 + Rп/R),

Видим необходимость снижения сопротивления потерь Rп до минимума. В противном случае результативность устройства резко падает. На практике мало значит, сделать антенны из золота, серебра, чтобы ловить НТВ, нереально. В названном аспекте пойдут алюминий, медь, предпочтительна последняя. Для магнитных антенн подходит конденсатор с воздушным зазором, большими пластинами. Старайтесь качественно выполнить пайку выводов.

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

У контура высокая добротность (низкие потери), получается, напряжение резонанса много выше, нежели при отклонении частоты. Следовательно, полоса пропускания магнитной антенны не отличается большой шириной, потребуется устройство подстраивать. Делается при помощи конденсатора. Надеемся, что ответили на вопрос, как сделать магнитную антенну. Отыграйте подачу: удивите домашних уверенным приемом сигнала в любую погоду.

Приёмо-передающая манитная антенна КВ диапазонов

Балконный вариант магнитной приёмо-передающей антенны КВ диапазонов
своими руками. Передаём и принимаем без выхода на крышу.

Эх, редким, практически канувшим в небытие, стало гордое звание «радиолюбитель». Ушло из наших полуазиатских территорий непобедившего социализма в далёкие империалистические страны. Куда подевались энтузиасты с паяльниками в руках, разбирающие схемы, обменивающиеся идеями, новыми конструкциями? Да всё туда же, родные, всё туда же.
Так, ну а что там за бугром-то? Да нормально всё там… стабильно. Ковыряются ребята, труды какие-то пишут, искрят, в дыму сидят, червей скрещивают… Да, места там маловато и не всем хватает (чай не наши сибирские просторы), поэтому антенны свои они стараются сделать небольшими, а я бы добавил — электрически укороченными.

С одним из таких балконных вариантов приёмо-передающей магнитной антенны, подробно описанной голландским любителем Франком Доренбергом, я и хочу Вас познакомить.


Во время летнего отпуска 2016 года я решил провести несколько экспериментов с магнитной антенной с использованием металлической спирали от детской игрушки Slinky.
Стандартный Slinky® — это игрушка, изготовленная из гибкой металлической пружины, содержащей 90 витков диаметром около 7 см.

Магнитная балконная антенна Сжатая Slinky имеет небольшую длину, но ее можно растянуть в спираль длиной до 4,5 м без деформации.

Общая длина стальной проволоки, из которой сделан Slinky — около 20 м. Естественно, что электрическая длина антенны будет ниже, указанных 20 м. В нашем случае антенна представляет собой «спиральную антенну нормального режима» и имеет максимальное излучение в направлениях, перпендикулярных оси катушки.

Обмотка провода обладает индуктивностью, которая распределена по всей антенне. Т.е. антенна имеет встроенную непрерывную индуктивную нагрузку. Поскольку нагрузка образуется за счет спиральной формы антенного провода, она также называется «спиральной нагрузкой».
Как и любая катушка индуктивности, Slinky также имеет и распределённую паразитную ёмкость. Частота собственного резонанса стандартной катушки Slinky находится в диапазоне между 7 и 8 МГц, при растягивании её от 1,5 до 4,5 метров.

Примечание: стандартные катушки Slinky изготовлены из очень недорогой низкокачественной стали и не защищены от коррозии. К тому же стальная проволока имеет более высокие потери, чем медная, чего мы определённо не хотим. В честь 40-летнего юбилея была выпущена партия Slinky из латуни. Стоили они достаточно дорого… Я купил свой экземпляр в 2008 году.

КОНСТРУКЦИЯ.

Магнитная балконная антенна

1. Как было указано выше, стандартная Slinky катушка имеет 90 витков. После проведения ряда экспериментов в моей медной катушке осталось 86 витков.
2. Кольцо, на котором держится спираль, изготовлено из ПВХ трубки с наружным диаметром 16 мм и общей длиной 5м. Диаметр поучившейся петли 1,6 м — просто идеально подходит для одной катушки Slinky без чрезмерного растяжения её витков или слишком маленького расстояния между витками (чтобы избежать риска касания друг друга смежных витков).

Обмотка Slinky нигде не прикрепляется к петле из ПВХ! После подключения её концов к настроечному конденсатору, катушка остаётся на месте сама по себе. Из-за упругости катушки витки катушки распределены равномерно. А из-за малого веса трубы из ПВХ и катушки, поддерживается довольно круглая форма петли, без провисания в овал.

3. Для настройки антенны я использовал старый двухсекционный воздушный конденсатор переменной ёмкости 2x(36-240) пФ. Я включил две секции конденсатора последовательно. Эта конфигурация удваивает номинальное напряжение и, в то же время, в 2 раза сокращает диапазон перестройки ёмкости. Измеренное значение получилось: 24-125 пФ.
Данный диапазон изменения ёмкости (1: 5) является относительно небольшим, но позволяет перестраивать резонансную частоту в 2,2 раза, что обеспечивает полное покрытие 40-80 метровых диапазонов.

4. Для мачты антенны я использовал своё стандартное решение — 2,5-метровую секцию из труб из ПВХ с внешним диаметром 63 мм, закреплённую на тяжёлой чугунной подставке.

5. Для экспериментов по связи петли с коаксиальным кабелем я использовал 2 варианта:
— Монтажный одножильный провод с жёсткой изоляцией и разъем BNC (гамма согласование).
— Ферритовое кольцо (типы FT140-43 и T240-31) для трансформаторного согласования.

Магнитная КВ приёмо-передающая антеннаМагнитная КВ приёмо-передающая антенна

ИСПЫТАНИЯ.

При настройке конденсатора на его максимальную ёмкость (125 пФ), резонансная частота находилась на уровне 3,47 МГц. Индуктивность катушки составила 30 мкГн, что гораздо больше, чем индуктивность у стандартной однооборотной петли (обычно несколько микрогенри).

При настройке конденсатора на минимальное значение ёмкости (24 пФ) резонансная частота повысилась до 8,88 МГц.

Частота собственного резонанса антенны (при отключении КПЕ) равнялась величине 12,5 МГц. Это максимальная резонансная частота, которая может быть достигнута с помощью этой антенны без уменьшения количества витков Slinky.

1. Гамма согласование петли с коаксиальным кабелем.
Чтобы получить приемлемый КСВ, равный 1,4 в районе 3585кГц и 1,8 на 7045кГц, я сделал ответвление от 3,5 витка катушки. Полоса пропускания с уровнем КСВ При выходной мощности передатчика 100 Вт не наблюдалось никаких признаков светящегося коронного разряда или искрения на конденсаторе.

2. Согласование при помощи трансформатора на ферритовом кольце.
С небольшим ферритовым тороидом FT140-43 (материал № 43) я получил наилучший КСВ с 3 витками вторичной обмотки.
Полоса пропускания с уровнем КСВ

Затем я попробовал большой тороид FT240-31 (материал № 31). Никакого нагрева кольца при 100 Вт мощности передатчика не наблюдалось.
Наилучший КСВ получился при 4 витках во вторичной обмотке трансформатора.
Полоса пропускания с уровнем КСВ

Чтобы самостоятельно проверить передающие антенны, я обычно использую удалённые приёмники, расположенные на сайте: http://www.websdr.org.
Я провёл несколько быстрых тестов на 40 м во второй половине дня 1 января 2017 года.
На скриншотах, представленных ниже — изображения веб-SDR с водопадами, полученные из местностей неподалёку от Парижа, центральной Англии и юга Германии. Они находятся на расстоянии около 600 км, 1100 км и 800 км от моего QTH на юге Франции.
Поскольку время было до заката, то на 80 метрах свой сигнал несущей я увидеть не смог.

Магнитная передающая антенна

Источник: Frank Dörenberg site
Вольный перевод — vpayaem.ru


Примечание vpayaem.ru:

Подобные конструкции магнитной антенны, на мой взгляд, являются, хоть и распространёнными среди зарубежных радиолюбителей, но не совсем правильными.
Ведь хорошо известно, что придавая прямолинейной катушке тороидальную форму, мы тем самым замыкаем силовые линии магнитного поля внутри катушки и тем самым уменьшаем внешнее излучение.
Но не смотря на это, такие свёрнутые в кольцо спирали продолжают появляться в источниках, вполне заслуживающих доверия, с подробными описаниями, фотографиями и сравнительными испытаниями совместно с обычными рамками аналогичного диаметра. И что самое интересное — по эффективности работы на передачу (судя по этим источникам) они всегда выигрывают.

Ну что ж, вполне возможно, я чего-то и не понимаю в этой жизни. Азъ Есмь — не ВЕЧНЫЙ ВЫСШИЙ РАЗУМ!

 

Магнитная рамочная антенна — это просто! – Поговорим о радио?

Вступление

Магнитная петлевая антенна представляет собой очень компактную антенну. Если она правильно собрана, она может использоваться как для приема, так и для передачи. Уже опубликовано много хороших теорий о магнитных рамках, поэтому я не буду об этом говорить. Информацию можно найти в книгах К. Ротхаммеля.

Принципиальная схема

Антенна представляет собой схему колебательный контур LC, где L имеет всего один большой виток. Виток действует как индуктивность, и конденсатор приводит схему в резонанс.  Основной виток индуктивно связан со вторым витком. Этот виток может быть выполнен различными способами, но всегда имеет диаметр, который в пять-десять раз меньше основного контура и соединен с приемником напрямую с 50-омным коаксиальным кабелем. КПЕ не обязательно должен быть воздушным. Можно применить хоть от китайского радиоприемника.

Горизонтальное или вертикальное расположение?

Согласно теории, вы можете ставить антенну вертикально на низком расстоянии над землей (минимум 2 метра для самой нижней части). Это приводит к несколько двунаправленному поведению и равному излучению под углами между 5 и 90 градусами. При горизонтальном монтаже антенна будет излучать всенаправленно, а угол излучения будет зависеть от высоты над землей. Короче говоря,  если вы можете смонтировать антенну на расстоянии более половины длины волны над землей, ставьте антенну горизонтально для прослушивания дальних станций, в противном случае ставьте вертикально. Диаграмма направленности примерно такая же, как у диполя.

Размер антенны

Основной виток антенны можно изготовить из чего угодно — коаксиальный кабель, металлопластиковая труба, медные трубки, толстый провод, и т.д. Диаметр рамки можно сделать примерно 1 м. — такая антенна будет работать в довольно широком диапазоне частот. Коррекцией диаметра можно менять этот самый диапазон. Петлю связи изготавливают из коаксиального кабеля. Диаметр петли связи составляет 1/10 — 1/5 от диаметра основного витка. Распайку кольца можно сделать таким образом:

И еще: петля связи и конденсатор должны располагаться в противоположных концах основного витка!

Если вы хотите точно рассчитать антенну, воспользуйтесь калькулятором, сделанным в виде EXCEL файла.

Примеры изготовления антенны:

1. Общий вид

Магнитная рамочная антенна - это просто!

2. Конденсатор настройки

Магнитная рамочная антенна - это просто!

3. Петля связи и согласования

Магнитная рамочная антенна - это просто!

Преимущества данной антенны:

  1. Небольшой размер
  2. Простота конструкции
  3. Дешевизна
  4. Результаты, сравнимые с диполем
  5. Согласование с коаксиальным кабелем
  6. Можно устанавливать низко над землей
  7. Селективность

Недостатки:

  1. Узкая полоса приема, а следовательно:
  2. При смене частоты нужна подстройка резонанса

Посмотрите, как красиво они выглядят!

Картинки по запросу magnetic loop antenna photo

Материалы, использованные в статье:

  1. http://homepage.tudelft.nl/9e08q/magneticloop/
  2. http://www.cqham.ru/ant_mr.htm
  3. http://cqf.su/theory07.html

Магнитная антенна — Антенны КВ

Всех приветствую!

Решил ,что будет интересно почитать и посмотреть.

У многих радиолюбителей остро встает вопрос об установки антенны. Многие не имеют доступа на крышу, или даже нет возможности выкинуть кусок провода из окна, например, на дерево.Что делать если вас не покидает идея выхода в эфир?

Есть вариант, это антенна «магнитная рамка».

Собственно, о ней и хочу рассказать. Все,что пишу,- только личный опыт, и если кто-то со мной не согласен, просьба не пинать, а дополнить мою статью.

Зимой, когда на улице холодно, а руки так и чешутся, что-то делать,тщательно изучил литературу на эти темы — здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь и здесь.

Изучив материал, решил попробовать построить.Видео работы в эфире на магнитную рамку не снимал, но посмотреть можно, как на подобную антенну работают, тут. Свои же впечатления опишу ниже.

Итак, все началось с конструкции «тяп-ляп» (на скорую руку).Взял алюминиевый провод диаметром 4мм, сделал что-то типа круга диаметром 60см, поставил в разрез переменную емкость, сделал из коаксиального кабеля петлю связи и подключил к трансиверу.Изменяя емкость переменного конденсатора, убедился, что антенна имеет резонанс и даже принимает что-то кроме шумов. Все это «чудо» было хаотично подвешено на окне. «Ух ты!», — обрадовался я и решил все переделать, так сказать, как надо!

Долго не раздумывал, взял кусок кабеля от сотовой компании с оплеткой диаметром 17мм,очистил от оболочки, так как оболочка вносит значительные затухания, согнул круг диаметром 40см и подключил переменную емкость (емкость должна быть без трущихся контактов типа бабочка а еще лучше – переменная емкость в стеклянной вакуумной оболочке). Решил запитать антенну петлей связи из кабеля питания (в дальнейшем перепробовал еще несколько методов питания — все работало как и прежде).


Для более точной настройки резонанса поставил верньер, как на фото выше.

Данная антенна была опробована, как на прием, так и на передачу! В виду того, что зазор конденсатора был 0.5мм, мощность передатчика не превышала 10 ватт.

Емкость позволяла перестраивать антенну в пределах от 10МГц до 52МГц. Полоса пропускания по КСВ=1.5 составляла 7-10 кГц.

Антенна находилась на окне 4 этажа и смотрела на юго-запад.На диапазоне 30м антенна работала но (это не серьезно), а, вот, начиная с диапазона 20м, связи на 10 ватт удавались в SSB с Украиной и ближним зарубежьем (дальше не пробовал). Проводил связи в CW с Европой на диапазоне 17м и 15м вполне уверенно. В момент моих испытаний не было прохождеиня на диапазоне 10м, поэтому попробовал работу антенны на си-би диаппазоне. Вывод — местные связи проводить вполне можно.

Убедившись, что я на верном пути, изготовил рамку бОльшего диаметра – 1 метр, а также взял вакуумный конденсатор, поэтому конструкция получилась на бОльшую мощность. Материал полотна оставил прежним.

Полотно антенны разместил на пластиковых ПВХ-трубах на клипсах (продаются в любом магазине сантехники). Трубки стыковал без каких-либо специальных инструментов: равномерно нагревал над газом и вставлял в крестовину.

Петля связи выполнена из кабеля RG-8X.

вот так получилось в целом:

Пробные замеры показали, что самая нижняя резонансная частота — 5 МГц (обусловлено емкостью конденсатора), а самой верхней резонансной частотой — 30 МГц (обусловлено собственной емкостью рамки). Антенна была установлена на окне 4 этажа.

Сравнения проводились с установленным на крыше вертикалом (штырь HY-GAIN AV-640, антенна установлена на высоте 8м от крыши).

Было замечено, что магнитная рамка имеет ярко выраженную направленность. Магнитная рамка то выигрывала, то проигрывала на прием у штыря на крыше. Причем, показатели почти на все диапазонах от 40м до 10м были похожие. На передачу ни один из корреспондентов не сообщил о выигрыше рамки: либо она проигрывала, либо мне отвечали одинаково, как на штырь, так и на рамку (переключения производились мгновенные — коммутатором). У рамки сказывалась острая диаграмма направленности: если корреспондент гремел на вертикал, а рамка была к нему боком, то и слышно было намного слабее.

Далее эксперимент проводил чисто на 5 ватт.Связи с Украиной на диапазоне 40м удавались в 90% случаев. На 20м Украина отвечала всегда (это в SSB),aCW связи с Европой тоже не редкость.

На мой взгляд, самым удачным оказался диаппазон 17м – отвечали не только корреспонденты из Европпы, но и Япония (но не всегда), хотя я слышал их хорошо.На диапазоне 15м работал мало, но отвечали (но не так охотно, как на 20м и 17м). Пробовал работать на диапазоне 12м, но попадал, когда прохождения не было, а станций было мало (но несколько европейцев ответили).На диапазоне 10м антенна тоже настраивается, но работать там не получилось, т.к. не было прохождения. Как написал выше, антенна опробована на 27МГц с местными корреспондентами.

Полосу пропускания точно не замерял, но в среднем по диапазонам ширина составила 5-12 киГц по уровню КСВ=1,5. Меня это не напрягало!!! КСВ на резонансной частоте был 1 или 1,1 (замеры проводил прибором MFJ -259B).

В продолжения этой темы есть еще антенна на которую стоит обратить внимание на это, это и это.

Думаю,что эта тема воодушевит тех, кто не имеет доступа на крышу.

73 DE RU3T!

источник — http://r3t.ru


Поделитесь записью в своих социальных сетях!

При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!


Магнитная антенна

Всех приветствую!

Решил ,что будет интересно почитать и посмотреть.

У многих радиолюбителей остро встает вопрос об установки антенны. Многие не имеют доступа на крышу, или даже нет возможности выкинуть кусок провода из окна, например, на дерево.Что делать если вас не покидает идея выхода в эфир?

Есть вариант, это антенна «магнитная рамка».

Собственно, о ней и хочу рассказать. Все,что пишу,- только личный опыт, и если кто-то со мной не согласен, просьба не пинать, а дополнить мою статью.

Зимой, когда на улице холодно, а руки так и чешутся, что-то делать,тщательно изучил литературу на эти темы — здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь, здесь и здесь.

Изучив материал, решил попробовать построить.Видео работы в эфире на магнитную рамку не снимал, но посмотреть можно, как на подобную антенну работают, тут. Свои же впечатления опишу ниже.

Итак, все началось с конструкции «тяп-ляп» (на скорую руку).Взял алюминиевый провод диаметром 4мм, сделал что-то типа круга диаметром 60см, поставил в разрез переменную емкость, сделал из коаксиального кабеля петлю связи и подключил к трансиверу.Изменяя емкость переменного конденсатора, убедился, что антенна имеет резонанс и даже принимает что-то кроме шумов. Все это «чудо» было хаотично подвешено на окне. «Ух ты!», — обрадовался я и решил все переделать, так сказать, как надо!

Долго не раздумывал, взял кусок кабеля от сотовой компании с оплеткой диаметром 17мм,очистил от оболочки, так как оболочка вносит значительные затухания, согнул круг диаметром 40см и подключил переменную емкость (емкость должна быть без трущихся контактов типа бабочка а еще лучше – переменная емкость в стеклянной вакуумной оболочке). Решил запитать антенну петлей связи из кабеля питания (в дальнейшем перепробовал еще несколько методов питания — все работало как и прежде).

 ml1

ml2

Для более точной настройки резонанса поставил верньер, как на фото выше.

Данная антенна была опробована, как на прием, так и на передачу! В виду того, что зазор конденсатора был 0.5мм, мощность передатчика не превышала 10 ватт.

Емкость позволяла перестраивать антенну в пределах от 10МГц до 52МГц. Полоса пропускания по КСВ=1.5 составляла 7-10 кГц.

Антенна находилась на окне 4 этажа и смотрела на юго-запад.На диапазоне 30м антенна работала но (это не серьезно), а, вот, начиная с диапазона 20м, связи на 10 ватт удавались в SSB с Украиной и ближним зарубежьем (дальше не пробовал). Проводил связи в CW с Европой на диапазоне 17м и 15м вполне уверенно. В момент моих испытаний не было прохождеиня на диапазоне 10м, поэтому попробовал работу антенны на си-би диаппазоне. Вывод — местные связи проводить вполне можно.

Убедившись, что я на верном пути, изготовил рамку бОльшего диаметра – 1 метр, а также взял вакуумный конденсатор, поэтому конструкция получилась на бОльшую мощность. Материал полотна оставил прежним.

ml3

Полотно антенны разместил на пластиковых ПВХ-трубах на клипсах (продаются в любом магазине сантехники). Трубки стыковал без каких-либо специальных инструментов: равномерно нагревал над газом и вставлял в крестовину.

ml4

Петля связи выполнена из кабеля RG-8X.

ml5

вот так получилось в целом:

ml6

Пробные замеры показали, что самая нижняя резонансная частота — 5 МГц (обусловлено емкостью конденсатора), а самой верхней резонансной частотой — 30 МГц (обусловлено собственной емкостью рамки). Антенна была установлена на окне 4 этажа.

Сравнения проводились с установленным на крыше вертикалом (штырь HY-GAIN AV-640, антенна установлена на высоте 8м от крыши).

Было замечено, что магнитная рамка имеет ярко выраженную направленность. Магнитная рамка то выигрывала, то проигрывала на прием у штыря на крыше. Причем, показатели почти на все диапазонах от 40м до 10м были похожие. На передачу ни один из корреспондентов не сообщил о выигрыше рамки: либо она проигрывала, либо мне отвечали одинаково, как на штырь, так и на рамку (переключения производились мгновенные — коммутатором). У рамки сказывалась острая диаграмма направленности: если корреспондент гремел на вертикал, а рамка была к нему боком, то и слышно было намного слабее.

Далее эксперимент проводил чисто на 5 ватт.Связи с Украиной на диапазоне 40м удавались в 90% случаев. На 20м Украина отвечала всегда (это в SSB),aCW связи с Европой тоже не редкость.

На мой взгляд, самым удачным оказался диаппазон 17м – отвечали не только корреспонденты из Европпы, но и Япония (но не всегда), хотя я слышал их хорошо.На диапазоне 15м работал мало, но отвечали (но не так охотно, как на 20м и 17м). Пробовал работать на диапазоне 12м, но попадал, когда прохождения не было, а станций было мало (но несколько европейцев ответили).На диапазоне 10м антенна тоже настраивается, но работать там не получилось, т.к. не было прохождения. Как написал выше, антенна опробована на 27МГц с местными корреспондентами.

Полосу пропускания точно не замерял, но в среднем по диапазонам ширина составила 5-12 киГц по уровню КСВ=1,5. Меня это не напрягало!!! КСВ на резонансной частоте был 1 или 1,1 (замеры проводил прибором MFJ -259B).

В продолжения этой темы есть еще антенна на которую стоит обратить внимание на это, это и это.

Думаю,что эта тема воодушевит тех, кто не имеет доступа на крышу.

73 DE RU3T!

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о