Svevalna antena "jadnog" radio amatera. HF amaterske antene HF odašiljačke širokopojasne antene

Dipol. Najjednostavnija antena.

U posljednje vrijeme sve češće od svojih kolega početnika slušam o poteškoćama koje se javljaju pri izradi ove ili one antene. Ciljaju na antene koje je teško izgraditi za početnu razinu znanja.

I sam sam bio u njihovoj “cipeli” i razmišljao i postupao otprilike na isti način, ali sam se ipak vratio na antenu “Poluvalni dipol” koja je najlakša za izradu i konfiguraciju.U ovom članku ću opisati najjednostavniju i najjednostavniju jeftin način za izradu poluvalne dipolne antene i njezinu konfiguraciju. I stoga, umjesto da se zaglavimo u formulama, upotrijebimo online izračun. Ispod su dimenzije za raspon od 40 m.

I tako uzmemo bakreno antensko uže ili električnu žicu (npr. presjeka 2 kvadrata) i izrežemo krakove na dijelove od 10 m. Ovdje neću ulaziti u raspravu o tome koji je materijal bolji za izradu antene. . Vjerojatno najbolji materijal je onaj koji imate pri ruci ili dobijete besplatno (šalim se). Treba napomenuti da se električna duljina antene malo razlikuje od izračunate fizičke duljine.

Ispod je primjer kako možete jednostavno napraviti dipol

Nakon što su elementi izrezani, izrađuje se središnji izolator i izolator za krajeve lopatica. Možete objesiti dipol u prostoru. Preporučena visina ovjesa nije niža od 1/4 duge valne duljine za odabrani raspon. Bolje je, naravno, što je više moguće, ali ako je visina ovjesa ispod 1/4, to također nije velika stvar, antena jednostavno neće raditi tako učinkovito. Budući da će se uvesti reaktivna komponenta. Ali o tome kasnije.

Dipol je proizveden, ovješen, spojen na primopredajnik. Mogu li svi raditi?
Mislim da. Ali ne znamo vrijednost SWR-a i nalazi li se rezonancija antene u potrebnom frekvencijskom području. Stoga će rad s takvom antenom biti neučinkovit.
Dakle, moramo postaviti antenu. Da biste to učinili, možete koristiti SWR mjerač ili analizator antene. SWR metar nam pokazuje stupanj usklađenosti između antene i primopredajnika. Vrijednost dobro podešene antene trebala bi težiti 1, ali sasvim je prihvatljivo komunicirati na antenama sa SWR-om do 3. Analizator antene nam pokazuje nešto veće parametre - to su SWR, aktivna i reaktancija antene. Svi ovi pokazatelji su od velike važnosti, ali u početnoj fazi nisu toliko važni.

Ovako izgleda SWR mjerač (dobro, barem jedna od milijun opcija)

Pa, analizator antene

Nažalost, ne može svaki radio amater priuštiti kupnju antenskog analizatora, ali SWR mjerač je prilično pristupačan.

Počnimo postavljati antenu. Spojimo SWR mjerač između primopredajnika i antene. I izmjerit ćemo SWR vrijednost na početku, sredini i kraju traženog raspona. U idealnom slučaju, vrijednost bi trebala biti 1 u cijelom području, ali ovo je idealno. Ali u stvarnosti, dipol ima valnu impedanciju od 75 ohma, tako da dobivamo vrijednost od najmanje 1,5. Ali to ne treba biti strašno jer... Podsjećam vas da možete raditi sa SWR do 3. Nadalje, dobra razina SWR-a najvjerojatnije će biti niža u frekvenciji, jer zapamtite da sam rekao da se fizička i električna duljina antene razlikuju. Stoga je potrebno ili skratiti ili produžiti antenu. Glavna stvar koju treba zapamtiti je nekoliko pravila prilikom postavljanja antene:

• Skraćivanje se ne smije vršiti odsijecanjem viška, već savijanjem prema glavnom kraku (vrijedi za žičane antene)
• Ako je razmak često s dobrim SWR-om niže frekvencije, tada se antena mora skratiti; ako je veća, onda se produlji
• I ono najvažnije. Najbolji neprijatelj dobrog. Iako ne postoji granica savršenstvu.

I tako nakon nekoliko mjerenja dolazimo do zaključka da je fizička duljina antene nešto veća, jer Frekvencijski pojas s dobrim SWR-om nalazi se u rasponu od 6900-7000 MHz. Možete, naravno, odmah skratiti antenske trake, ali za to morate znati faktor skraćivanja žice (materijal od kojeg su izrađene antenske trake). Stoga je potrebno skratiti krakove dipola nekoliko puta (najmanje 2) za isti mali razmak da bi se utvrdilo za koliko kHz je frekvencija pomaknuta. I tek tada, uzimajući u obzir ovu ovisnost, skratite krakove dipola na potrebnu duljinu.

To je sve. Najlakši način za izradu i konfiguraciju antene je poluvalni dipol. Naravno, nisam uzeo u obzir reaktivnu komponentu prilikom postavljanja antene, ali sam smatrao najjednostavnijom metodom. Možete početi raditi na eteru.

Sretno svima i tradicionalnih 73.

Danas, kada je većina starog stambenog fonda privatizirana, a nova je svakako privatno vlasništvo, radio amateru postaje sve teže postaviti antene pune veličine na krov svoje kuće. Krov stambene zgrade dio je imovine svakog stanara kuće u kojoj živi i više nikada neće dopustiti da po njemu hodate, a još manje da postavite nekakvu antenu i pokvarite fasadu zgrade. Međutim, danas postoje slučajevi da radioamater sklopi ugovor sa stambenom službom o najmu dijela krova sa svojom antenom, ali to zahtijeva dodatna financijska sredstva i to je sasvim druga tema. Stoga si mnogi početnici radio amateri mogu priuštiti samo antene koje se mogu postaviti na balkon ili lođu, riskirajući da dobiju ukor od upravitelja zgrade zbog oštećenja fasade zgrade s apsurdnom izbočenom strukturom.

Molite Boga da neki "sveznalica" ne spomene štetno zračenje antena, kao od mobilnih antena. Nažalost, moramo priznati da je došlo novo doba da radioamateri svoj hobi i svoje HF antene drže u tajnosti, unatoč paradoksu njihove legalnosti u pravnom smislu ove problematike. Odnosno, država dopušta emitiranje na temelju „Zakona o komunikacijama Ruske Federacije“, a razine dopuštene snage u skladu su sa standardima za HF zračenje SanPiN 2.2.4/2.1.8.055-96, ali moraju biti nevidljivi kako bi izbjegli besmislene dokaze o zakonitosti svojih aktivnosti.

Predloženi materijal pomoći će radioamateru da razumije antene s velikim skraćenjem, koje se mogu postaviti na prostor balkona, lođe, na zid stambene zgrade ili na ograničeno antensko polje. Materijal "Balkonske HF antene za početnike" daje pregled opcija antena različitih autora, prethodno objavljenih u papirnatom i elektroničkom obliku, te odabranih za uvjete njihove instalacije u ograničenom prostoru.

Komentari s objašnjenjima pomoći će početniku da shvati kako radi antena. Predstavljeni materijali namijenjeni su početnicima radio amaterima da steknu vještine konstruiranja i odabira mini-antena.

1. Hertzov dipol.
2. Skraćeni Hertzov dipol.
3. Spiralne antene.
4. Magnetske antene.
5. Kapacitivne antene.

1. Hertzov dipol

Najklasičniji tip antene je nedvojbeno Hertzov dipol. Ovo je dugačka žica, najčešće s antenom veličine pola valne duljine. Antenska žica ima vlastiti kapacitet i induktivitet koji su raspoređeni po površini antene i nazivaju se raspodijeljeni parametri antene. Kapacitet antene stvara električnu komponentu polja (E), a induktivna komponenta antene stvara magnetsko polje (H).

Klasični Hertzov dipol po svojoj prirodi ima impresivne dimenzije i čini pola duge valne duljine. Prosudite sami, na frekvenciji od 7 MHz valna duljina je 300/7 = 42,86 metara, a pola vala bit će 21,43 metra! Važni parametri svake antene su njezine karakteristike s prostorne strane, to je njezin otvor, otpornost na zračenje, efektivna visina antene, dijagram zračenja itd., kao i sa strane dovoda, to je ulazna impedancija, prisutnost jalove komponenti i međudjelovanje dovodnika s emitiranim valom. Poluvalni dipol je linearan, raširen emiter u praksi antenske tehnike. Međutim, svaka antena ima svoje prednosti i nedostatke.

Odmah napomenimo da su za dobar rad bilo koje antene potrebna najmanje dva uvjeta: prisutnost optimalne prednaponske struje i učinkovito formiranje elektromagnetskog vala. HF antene mogu biti vertikalne ili horizontalne. Postavljanjem poluvalnog dipola okomito, te smanjenjem njegove visine pretvaranjem četvrtog dijela u protuutege, dobivamo tzv. četvrtvalnu vertikalu. Vertikalne četvrtvalne antene, za svoj učinkovit rad, zahtijevaju dobro "radio uzemljenje", jer Tlo planete Zemlje ima lošu vodljivost. Radio uzemljenje zamjenjuje se spojnim protuutezima. Praksa pokazuje da minimalni potrebni broj protuutega treba biti oko 12, ali bolje je ako njihov broj prelazi 20... 30, a idealno je da imate 100-120 protuutega.

Nikako ne treba zaboraviti da idealna okomita antena sa stotinu protuutega ima učinkovitost od 47%, a učinkovitost antene s tri protuutega manja je od 5%, što se jasno vidi na grafikonu. Snaga koja se dovodi do antene s malim brojem protuutega apsorbira zemljina površina i okolni objekti, zagrijavajući ih. Točno ista niska učinkovitost očekuje nisko postavljen horizontalni vibrator. Jednostavnije rečeno, zemlja slabo reflektira, a dobro apsorbira emitirane radio valove, pogotovo kada se val još nije formirao u bliskoj zoni od antene, poput zamagljenog zrcala. Površina mora bolje reflektira, a pješčana pustinja uopće ne reflektira. Prema teoriji reciprociteta, parametri i karakteristike antene su isti i za prijem i za odašiljanje. To znači da u načinu prijema, u blizini vertikale s malim brojem protuutega, dolazi do velikih gubitaka korisnog signala i, kao posljedica toga, povećanja komponente šuma primljenog signala.

Klasični okomiti protuutezi ne smiju biti manji od duljine glavnog klina, tj. Struje pomaka koje teku između igle i protuutega zauzimaju određeni volumen prostora, koji sudjeluje ne samo u formiranju usmjerenja, već iu formiranju jakosti polja. U većoj aproksimaciji, možemo reći da svaka točka na zatiču odgovara vlastitoj zrcalnoj točki na protuutegu, između kojih teku prednaponske struje. Činjenica je da struje pomaka, kao i sve obične struje, teku putem najmanjeg otpora, koji je u ovom slučaju koncentriran u volumenu ograničenom polumjerom igle. Generirani uzorak zračenja bit će superpozicija (superpozicija) ovih struja. Vraćajući se na prethodno rečeno, to znači da učinkovitost klasične antene ovisi o broju protuutega, tj. što više protuutega, to je veća prednaponska struja, to je antena učinkovitija, TO JE PRVI UVJET za dobar rad antene.

Idealan slučaj je poluvalni vibrator koji se nalazi na otvorenom prostoru bez upijajućeg tla ili vertikalni vibrator koji se nalazi na čvrstoj metalnoj površini radijusa od 2-3 valne duljine. To je neophodno kako tlo zemlje ili objekti koji okružuju antenu ne bi ometali učinkovito stvaranje elektromagnetskog vala. Činjenica je da se formiranje vala i podudarnost faza magnetske (H) i električne (E) komponente elektromagnetskog polja ne događa u bližoj zoni Hertzovog dipola, već u srednjoj i dalekoj zoni pri udaljenosti od 2-3 valne duljine, TO JE DRUGI UVJET za dobar rad antena. Ovo je glavni nedostatak klasičnog Hertzova dipola.

Formirani elektromagnetski val u dalekoj zoni manje je osjetljiv na utjecaj zemljine površine, savija se oko nje, reflektira se i širi u okolini. Svi gore navedeni vrlo kratki koncepti potrebni su kako bi se razumjela daljnja bit konstruiranja amaterskih balkonskih antena - kako bi se potražio dizajn antene u kojem se val formira unutar same antene.

Sada je jasno da je postavljanje antena pune veličine, četvrtvalne šipke s protuutezima ili poluvalnog Hertz HF dipola gotovo nemoguće smjestiti unutar balkona ili lođe. A ako je radioamater uspio pronaći dostupnu točku za postavljanje antene na zgradi nasuprot balkona ili prozora, danas se to smatra velikom srećom.

2. Skraćeni Hertzov dipol.

S ograničenim prostorom na raspolaganju, radioamater mora napraviti kompromis i smanjiti veličinu antena. Antene čije dimenzije ne prelaze 10...20% valne duljine λ smatraju se električki malima. U takvim slučajevima često se koristi skraćeni dipol. Kada se antena skraćuje, njezin se raspodijeljeni kapacitet i induktivitet smanjuju, a sukladno tome mijenja se i njezina rezonancija prema višim frekvencijama. Da bi se nadoknadio ovaj nedostatak, dodatni induktori L i kapacitivni tereti C uvode se u antenu kao skupni elementi (slika 1).

Maksimalna učinkovitost antene se postiže postavljanjem produžnih zavojnica na krajeve dipola, jer struja na krajevima dipola je maksimalna i ravnomjernije raspoređena, što osigurava maksimalnu efektivnu visinu antene hd = h. Uključivanjem zavojnica induktora bliže središtu dipola smanjit će se vlastiti induktivitet, u tom slučaju struja prema krajevima dipola opada, efektivna visina se smanjuje, a time i učinkovitost antene.

Zašto je potrebno kapacitivno opterećenje u skraćenom dipolu? Činjenica je da se s velikim skraćivanjem faktor kvalitete antene uvelike povećava, a propusnost antene postaje uža od amaterskog radijskog raspona. Uvođenje kapacitivnih opterećenja povećava kapacitet antene, smanjuje kvalitetu formiranog LC kruga i proširuje njegovu propusnost na prihvatljivu razinu. Skraćeni dipol podešava se na radnu frekvenciju u rezonanciji ili induktorima ili duljinom vodiča i kapacitivnih opterećenja. Time se osigurava kompenzacija njihove reaktancije na rezonantnoj frekvenciji, što je potrebno u uvjetima koordinacije s napajanjem.

Bilješka: Time kompenziramo potrebne karakteristike skraćene antene da bi se uskladila s dovodom i prostorom, ali smanjivanje njezinih geometrijskih dimenzija UVIJEK dovodi do smanjenja njezine učinkovitosti (učinkovitosti).

Jedan od primjera proračuna produžnog induktora jasno je opisan u Radio magazinu, broj 5, 1999., gdje se proračun provodi iz postojećeg emitera. Induktori L1 i L2 nalaze se ovdje na točki napajanja četvrtvalnog dipola A i protuutega D (slika 2.). Ovo je jednopojasna antena.

Također možete izračunati induktivitet skraćenog dipola na web stranici radio amatera RN6LLV - nudi poveznicu za preuzimanje kalkulatora koji može pomoći u izračunavanju induktiviteta ekstenzije.

Postoje i vlastite skraćene antene (Diamond HFV5), koje imaju višepojasnu verziju, vidi sliku 3, njezin električni dijagram je također tamo.

Rad antene temelji se na paralelnom spajanju rezonantnih elemenata podešenih na različite frekvencije. Prilikom prelaska iz jednog raspona u drugi, oni praktički ne utječu jedni na druge. Induktori L1-L5 su produžne zavojnice, svaka dizajnirana za svoj frekvencijski raspon, baš kao i kapacitivni tereti (proširenje antene). Potonji imaju teleskopski dizajn, a promjenom duljine mogu prilagoditi antenu u malom frekvencijskom rasponu. Antena je vrlo uskopojasna.

* Mini antena za pojas od 27 MHz, autor S. Zaugolny. Pogledajmo pobliže njezin rad. Autorova antena nalazi se na 4. katu zgrade od 9 katova u prozorskom otvoru i u biti je sobna antena, iako će ova verzija antene bolje raditi izvan perimetra prozora (balkon, loggia). Kao što se može vidjeti sa slike, antena se sastoji od oscilatornog kruga L1C1, podešenog rezonancijom na frekvenciju komunikacijskog kanala, a komunikacijska zavojnica L2 djeluje kao element prilagodbe s dovodom, sl. 4.a. Glavni emiter ovdje su kapacitivna opterećenja u obliku žičanih okvira dimenzija 300 * 300 mm i skraćenog simetričnog dipola koji se sastoji od dva komada žice od po 750 mm. S obzirom da bi okomito postavljen poluvalni dipol zauzimao visinu od 5,5 m, tada je antena visine od samo 1,5 m vrlo prikladna opcija za postavljanje u prozorski otvor.

Ako isključimo rezonantni krug iz kruga i spojimo koaksijalni kabel izravno na dipol, tada će rezonantna frekvencija biti u rasponu od 55-60 MHz. Na temelju ovog dijagrama jasno je da je element za podešavanje frekvencije u ovom dizajnu oscilatorni krug, a skraćenje antene za 3,7 puta ne smanjuje uvelike njezinu učinkovitost. Ako u ovom dizajnu koristite oscilirajući krug podešen na druge niže frekvencije u HF rasponu, naravno da će antena raditi, ali s puno manjom učinkovitošću. Na primjer, ako je takva antena podešena na amaterski pojas od 7 MHz, tada će faktor skraćivanja antene od pola vala ovog raspona biti 14,3, a učinkovitost antene će pasti još više (za kvadratni korijen od 14), tj. više od 200 puta. Ali tu ništa ne možete učiniti; morate odabrati dizajn antene koji će biti što učinkovitiji. Ovaj dizajn jasno pokazuje da su elementi koji zrače ovdje kapacitivna opterećenja u obliku žičanih kvadrata, te bi bolje obavljali svoje funkcije da su potpuno metalni. Slaba karika ovdje je oscilatorni krug L1C1, koji mora imati visok faktor kvalitete-Q, a dio korisne energije u ovoj izvedbi gubi se unutar ploča kondenzatora C1. Stoga, iako povećanje kapaciteta kondenzatora smanjuje frekvenciju rezonancije, ono također smanjuje ukupnu učinkovitost ovog dizajna. Prilikom projektiranja ove antene za niže frekvencije HF područja treba obratiti pozornost na to da na rezonantnoj frekvenciji L1 bude maksimum, a C1 minimum, ne zaboravljajući da su kapacitivni emiteri dio rezonantnog sustava kao cjeline. Preporučljivo je projektirati maksimalno preklapanje frekvencija ne više od 2, a odašiljači bi trebali biti smješteni što dalje od zidova zgrade. Balkonska verzija ove antene s kamuflažom od znatiželjnih očiju prikazana je na sl. 4.b. Upravo se ova antena koristila neko vrijeme sredinom 20. stoljeća na vojnim vozilima u HF rasponu s frekvencijom ugađanja od 2-12 MHz.

* Jednopojasna verzija "Undying Fuchs antene"(21 MHz) prikazan je na slici 5.a. Zatik dug 6,3 metra (gotovo pola vala) s kraja se napaja paralelnim titrajnim krugom s jednako velikim otporom. G. Fuchs je zaključio da je to način na koji su paralelni oscilatorni krug L1C1 i poluvalni dipol konzistentni jedan s drugim, i tako je... Kao što znate, poluvalni dipol je samodostatan i radi sam za sebe, ne treba protuutege poput četvrtvalnog vibratora. Odašiljač (bakrena žica) može se staviti u plastični štap za pecanje. Dok radite na zraku, takav štap za pecanje može se pomaknuti izvan balkonske ograde i vratiti, ali zimi to stvara niz neugodnosti. Kao "uzemljenje" za titrajni krug koristi se komad žice od samo 0,8 m, što je vrlo zgodno kada se takva antena postavlja na balkon. Ujedno, ovo je izniman slučaj kada se posuda za cvijeće može koristiti kao uzemljenje (šalim se). Induktivitet rezonantne zavojnice L2 je 1,4 μH, izrađena je na okviru promjera 48 mm i sadrži 5 zavoja žice promjera 2,4 mm s korakom od 2,4 mm. Krug koristi dva komada koaksijalnog kabela RG-6 kao rezonantni kondenzator kapaciteta 40 pF. Segment (C2 prema dijagramu) je nepromijenjeni dio rezonantnog kondenzatora duljine ne veće od 55-60 cm, a kraći segment (C1 prema dijagramu) koristi se za fino podešavanje rezonancije (15- 20 cm). Komunikacijska zavojnica L1 u obliku jednog zavoja na vrhu zavojnice L2 izrađena je od kabela RG-6 s razmakom u pletenici od 2-3 cm, a podešavanje SWR-a se vrši pomicanjem ovog zavoja od sredine prema protuuteg.

Bilješka: Fuchsova antena radi dobro samo u poluvalnoj verziji emitera, koja se može i skratiti poput spiralne antene (pročitajte dolje).

* Mogućnost višepojasne balkonske antene prikazano na sl. 5 B. Testiran je još 50-ih godina prošlog stoljeća. Ovdje induktivitet igra ulogu produžne zavojnice u autotransformatorskom načinu rada. A kondenzator C1 na 14 MHz podešava antenu na rezonanciju. Takva igla zahtijeva dobro uzemljenje, što je teško pronaći na balkonu, iako za ovu opciju možete koristiti razgranatu mrežu cijevi za grijanje u svom stanu, ali se ne preporuča napajanje više od 50 W. Induktor L1 ima 34 zavoja bakrene cijevi promjera 6 mm, namotane na okvir promjera 70 mm. Zavoji iz 2,3 i 4 okreta. U području od 21 MHz, prekidač P1 je zatvoren, P2 je otvoren, u području od 14 MHz, P1 i P2 su zatvoreni. Na 7 MHz položaj prekidača je isti kao na 21 MHz. U području od 3,5 MHz P1 i P2 su otvoreni.Prekidač P3 određuje koordinaciju s dovodom. U oba slučaja moguće je koristiti šipku od oko 5 m, tada će ostatak emitera visjeti do tla. Jasno je da bi korištenje takvih opcija antene trebalo biti iznad 2. kata zgrade.

Ovaj odjeljak ne predstavlja sve primjere skraćivanja dipolnih antena; drugi primjeri skraćivanja linearnog dipola bit će prikazani u nastavku.

3. Spiralne antene.

Nastavljajući raspravu o temi skraćenih antena za balkonske potrebe, ne možemo zanemariti spiralne antene HF raspona. I naravno, potrebno je podsjetiti na njihova svojstva, koja imaju gotovo sva svojstva Hertzovog dipola.

Svaka skraćena antena, čije dimenzije ne prelaze 10-20% valne duljine, klasificirana je kao električki mala antena.

Značajke malih antena:

1. Što je antena manja, trebali bi imati manje ohmičke gubitke. Male antene sastavljene od tankih žica ne mogu učinkovito raditi jer imaju povećanu struju, a skin efekt zahtijeva niske površinske otpore. To posebno vrijedi za antene s veličinom emitera znatno manjom od četvrtine valne duljine.
2. Budući da je jakost polja obrnuto proporcionalna veličini antene, smanjenje veličine antene dovodi do povećanja vrlo visokih jakosti polja u njezinoj blizini, a s povećanjem dovedene snage dovodi do pojave “ St. Elmo's Fire” učinak.
3. Linije električnog polja skraćenih antena imaju određeni efektivni volumen u kojem je to polje koncentrirano. Ima oblik blizak elipsoidu revolucije. U biti, ovo je volumen kvazistatičkog polja bliskog polja antene.
4. Mala antena dimenzija λ/10 ili manje ima faktor kvalitete od oko 40-50 i relativnu širinu pojasa ne više od 2%. Stoga je u takve antene potrebno uvesti element za ugađanje unutar jednog amaterskog opsega. Ovaj primjer lako je uočiti s magnetskim antenama malih dimenzija. Povećanje širine pojasa smanjuje učinkovitost antene, stoga uvijek treba težiti povećanju učinkovitosti ultra-malih antena na različite načine.

* Smanjenje veličine simetričnog poluvalnog dipola dovela je najprije do pojave produžnih induktora (sl. 6.a), a smanjenje njegovog međuzavojnog kapaciteta i maksimalno povećanje učinkovitosti dovelo je do pojave induktora za dizajn spiralnih antena s poprečnim zračenjem. Spiralna antena (slika 6.b.) je skraćeni klasični poluvalni (četvrtvalni) dipol smotan u spiralu s raspoređenim induktivitetima i kapacitetima po cijeloj duljini. Faktor kvalitete takvog dipola se povećao, a propusnost je postala uža.

Kako bi se proširio propusni opseg, skraćeni spiralni dipol, poput skraćenog linearnog dipola, ponekad je opremljen kapacitivnim opterećenjem, slika 6.b.

Budući da se pri proračunu jednostrukih antena koncept efektivne antenske površine (A eff.) prilično široko primjenjuje, razmotrit ćemo mogućnosti povećanja učinkovitosti spiralnih antena pomoću krajnjih diskova (kapacitivno opterećenje) i okrenuti se grafičkom primjeru raspodjela struje na sl. 7. Zbog činjenice da je u klasičnoj spiralnoj anteni zavojnica induktora (presavijeni antenski lim) raspoređena po cijeloj dužini, raspodjela struje duž antene je linearna, a strujna površina lagano raste. Gdje je Iap antinodna struja spiralne antene, sl. 7.a. A efektivno područje antene je Aeff. određuje onaj dio područja fronte ravnog vala s kojeg antena oduzima energiju.

Za proširenje propusnosti i povećanje efektivne površine zračenja, prakticira se ugradnja krajnjih diskova, što povećava učinkovitost antene u cjelini, sl. 7.b.

Kada se radi o jednostranim (četvrtvalnim) spiralnim antenama, uvijek biste trebali imati na umu da Aeff. uvelike ovisi o kvaliteti zemlje. Stoga treba znati da istu učinkovitost četvrtvalne vertikale osiguravaju četiri protuutega duljine λ/4, šest protuutega duljine λ/8 i osam protuutega duljine λ/16. Štoviše, dvadeset protuutega duljine λ /16 daje istu učinkovitost kao osam protuutega duljine λ /4. Postaje jasno zašto su balkonski radio amateri došli do poluvalnog dipola. Radi sam za sebe (vidi sl. 7.c.), vodovi su zatvoreni za svoje elemente i „zemlju“, kao u strukturama na sl. 7.a;b. ne treba mu. Osim toga, spiralne antene također mogu biti opremljene koncentriranim elementima produljenja-L (ili skraćivanja-C) električne duljine spiralnog odašiljača, a njihova duljina spirale može se razlikovati od spirale pune veličine. Primjer ovoga je promjenjivi kondenzator (o kojem se govori u nastavku), koji se može smatrati ne samo elementom za ugađanje serijskog oscilatornog kruga, već i elementom za skraćivanje. Također i spiralna antena za prijenosne stanice u opsegu od 27 MHz (slika 8). Postoji produžni induktor za kratku spiralu.

* Kompromisno rješenje može se vidjeti u dizajnu Valerija Prodanova (UR5WCA), - balkonska spiralna antena od 40-20 m s koeficijentom skraćivanja K = 14, prilično je vrijedna pažnje radio amatera bez krova, vidi sl. 9.

Prvo, višepojasni je (7/10/14 MHz), a drugo, kako bi povećao njegovu učinkovitost, autor je udvostručio broj spiralnih antena i spojio ih u fazi. Odsutnost kapacitivnih opterećenja u ovoj anteni je zbog činjenice da je proširenje širine pojasa i Aeff. antene se postiže paralelnim spojem u fazi dva identična elementa zračenja. Svaka antena je namotana bakrenom žicom na PVC cijev promjera 5 cm, duljina žice svake antene je pola valne duljine za područje od 7 MHz. Za razliku od Fuchsove antene, ova antena je spojena na dovod preko širokopojasnog transformatora. Izlaz transformatora 1 i 2 ima zajednički napon. Vibratori u autorskoj verziji nalaze se na udaljenosti od samo 1 m jedan od drugog, to je širina balkona. Kako se ta udaljenost širi unutar balkona, pojačanje će se malo povećati, ali će se širina pojasa antene značajno proširiti.

* Radio amater Harry Elington(WA0WHE, izvor "QST", 1972., siječanj. Slika 8.) izgradio spiralnu antenu za 80m s koeficijentom skraćivanja od oko K = 6,7, koja se u njegovom vrtu može maskirati kao nosač za noćnu svjetiljku ili jarbol za zastavu. Kako se vidi iz njegovih komentara, strani radioamateri također brinu o svom relativnom miru, iako je antena postavljena u privatnom dvorištu. Prema autoru, spiralna antena s kapacitivnim opterećenjem na cijevi promjera 102 mm, visine oko 6 metara i protutežom od četiri žice, lako postiže SWR od 1,2-1,3, a pri SWR = 2 to radi u pojasu do 100 kHz. Električna duljina žice u spirali također je bila pola vala. Poluvalna antena se napaja s kraja antene preko koaksijalnog kabela s karakterističnom impedancijom od 50 Ohma kroz -150pF KPI, koji je pretvorio antenu u serijski titrajni krug (L1C1) s induktivitetom zračenja spirale.

Naravno, vertikalna spirala je inferiorna u učinkovitosti prijenosa od klasičnog dipola, ali prema autoru, ova antena je puno bolja na prijemu.

* Antene smotane u loptu

Da bi se smanjila veličina linearnog poluvalnog dipola, nije ga potrebno uvijati u spiralu.

U principu, spirala se može zamijeniti drugim oblicima presavijanja poluvalnog dipola, na primjer, prema Minkowskom, sl. 11. Na podlogu dimenzija 175 mm x 175 mm možete postaviti dipol s fiksnom frekvencijom od 28,5 MHz. Ali fraktalne antene su vrlo uskopojasne, a za radio amatere one su samo od obrazovnog interesa u transformaciji njihovog dizajna.

Koristeći drugu metodu skraćivanja veličine antena, poluvalni vibrator, ili vertikala, može se skratiti sabijanjem u oblik meandra, sl. 12. Istodobno, parametri vertikalne ili dipolne antene neznatno se mijenjaju kada se komprimiraju ne više od polovice. Ako su vodoravni i okomiti dijelovi meandra jednaki, pojačanje antene meandra se smanjuje za približno 1 dB, a ulazna impedancija je blizu 50 Ohma, što omogućuje da se takva antena napaja direktno kabelom od 50 Ohma. Daljnje smanjenje veličine (NE duljine žice) dovodi do smanjenja pojačanja antene i ulazne impedancije. Međutim, izvedba antene pravokutnog vala za kratkovalno područje karakterizirana je povećanom otpornošću na zračenje u odnosu na linearne antene s istim skraćenjem žice. Eksperimentalna istraživanja su pokazala da je kod visine meandra od 44 cm i sa 21 elementom na rezonantnoj frekvenciji od 21,1 MHz impedancija antene bila 22 Ohma, dok linearna vertikala iste duljine ima impedanciju 10-15 puta manju. Zbog prisutnosti horizontalnih i vertikalnih dijelova meandra, antena prima i emitira elektromagnetske valove horizontalne i vertikalne polarizacije.

Sažimanjem ili istezanjem možete postići rezonanciju antene na željenoj frekvenciji. Korak meandra može biti 0,015λ, ali ovaj parametar nije kritičan. Umjesto meandra, možete koristiti vodič s trokutastim zavojima ili spiralu. Potrebna duljina vibratora može se odrediti eksperimentalno. Kao početnu točku, možemo pretpostaviti da bi duljina "ispravljenog" vodiča trebala biti oko četvrtine valne duljine za svaki krak razdvojenog vibratora.

* “Teslina spirala” u balkonskoj anteni. Slijedeći zacrtani cilj smanjenja veličine balkonske antene i minimiziranja gubitaka u Aeff, umjesto krajnjih diskova, radioamateri su počeli koristiti ravnu “Teslinu spiralu”, koja je tehnološki naprednija od meandra, koristeći je kao produžni induktivitet. skraćenog dipola i krajnjeg kapaciteta istodobno (sl. 6. A.). Raspodjela magnetskog i električnog polja u ravnom Teslinom induktoru prikazana je na sl. 13. To odgovara teoriji širenja radiovalova, gdje su E-polje i H-polje međusobno okomiti.

U antenama s dvije ravne Tesline spirale također nema ničeg nadnaravnog, pa stoga pravila za konstrukciju Tesline spiralne antene ostaju klasična:

• Električna duljina spirale može biti antena s asimetričnim napajanjem, bilo četvrtvalni vertikalni ili presavijeni poluvalni dipol.
• Što je veći korak namota i što je veći njegov promjer, veća je njegova učinkovitost i obrnuto.
• Što je veći razmak između krajeva namotanog poluvalnog vibratora, to je njegova učinkovitost veća i obrnuto.

Jednom riječju, dobili smo presavijeni poluvalni dipol u obliku ravnih induktora na njegovim krajevima, vidi sl. 14. U kojoj mjeri smanjiti ili povećati ovu ili onu strukturu odlučuje radioamater nakon što izađe na svoj balkon s metarskom trakom (nakon dogovora s vrhovnom vlasti, s majkom ili ženom).

Korištenje ravnog induktora s velikim razmacima između zavoja na krajevima dipola rješava dva problema odjednom. Ovo je kompenzacija za električnu duljinu skraćenog vibratora s distribuiranim induktivitetom i kapacitetom, kao i povećanje efektivne površine skraćene antene Aeff, istovremeno proširujući njenu propusnost, kao na slici. 7.b.v. Ovo rješenje pojednostavljuje dizajn skraćene antene i omogućuje da svi disperzirani LC elementi antene rade s maksimalnom učinkovitošću. Ne postoje elementi antene koji ne rade, na primjer, kao što je kapacitet u magnetskom M.L.-antene, i induktivitet u EH-antene. Treba imati na umu da skin efekt potonjeg zahtijeva debele i visoko vodljive površine, ali uzimajući u obzir antenu s Teslinim induktorom, vidimo da presavijena antena ponavlja električne parametre konvencionalnog poluvalnog vibratora. U ovom slučaju, raspodjela struja i napona duž cijele duljine tkanine antene podliježe zakonima linearnog dipola i ostaje nepromijenjena uz neke iznimke. Stoga u potpunosti nestaje potreba za podebljavanjem antenskih elemenata (Tesla spirala). Osim toga, ne troši se energija na zagrijavanje elemenata antene. Gore navedene činjenice navode nas na razmišljanje o visokom proračunu ovog dizajna. A jednostavnost izrade pogodna je za svakoga tko je barem jednom u životu držao čekić u rukama i zavio prst.

Takvu antenu, uz određene smetnje, možemo nazvati induktivno-kapacitivnom antenom koja sadrži LC elemente zračenja ili antenom “Tesla spirale”. Osim toga, uzimanje u obzir bliskog polja (kvazistatičko) može teoretski dati još veće vrijednosti čvrstoće, što je potvrđeno terenskim ispitivanjima ovog dizajna. EH polje se stvara u tijelu antene i, sukladno tome, ova antena manje ovisi o kvaliteti tla i okolnih objekata, što je u biti božji dar za obitelj balkonskih antena. Nije tajna da takve antene već dugo postoje među radioamaterima, a ova publikacija daje materijal o transformaciji linearnog dipola u spiralnu antenu s poprečnim zračenjem, zatim u skraćenu antenu kodnog naziva “Tesla spirala” . Ravna spirala može se namotati žicom od 1,0-1,5 mm, jer Na kraju antene je visok napon, a struja je minimalna. Žica promjera 2-3 mm neće značajno poboljšati učinkovitost antene, ali će značajno isprazniti vaš novčanik.

Napomena: Dizajn i proizvodnja skraćenih antena tipa "spirale" i "Tesla spirale" s električnom duljinom λ/2 povoljno se uspoređuje sa spiralom s električnom duljinom λ/4 zbog nedostatka dobrog "uzemljenja" ” na balkonu.

Napajanje antene.

Antenu s Teslinim spiralama smatramo simetričnim poluvalnim dipolom, presavijenim na krajevima u dvije paralelne spirale. Njihove ravnine su paralelne jedna s drugom, iako mogu biti u istoj ravnini, sl. 14. Njegova ulazna impedancija samo se neznatno razlikuje od klasične verzije, tako da su ovdje primjenjive klasične opcije usklađivanja.

Windom linearna antena, vidi sl. 15. odnosi se na vibratore s asimetričnim napajanjem, odlikuje se svojom "nepretencioznošću" u smislu koordinacije s primopredajnikom. Jedinstvenost Windom antene leži u upotrebi na nekoliko opsega i jednostavnosti izrade. Transformirajući ovu antenu u “Teslinu spiralu”, u svemiru će simetrična antena izgledati kao na sl. 16.a, - s gama prilagodbom i asimetričnim Windomovim dipolom, sl. 16.b.

Bolje je odlučiti koju opciju antene odabrati za provedbu svojih planova da svoj balkon pretvorite u "antensko polje" čitajući ovaj članak do kraja. Dizajn balkonskih antena u usporedbi je s antenama pune veličine jer se njihovi parametri i druge kombinacije mogu napraviti bez odlaska na krov vaše kuće i bez daljnjeg ozljeđivanja upravitelja zgrade. Osim toga, ova antena je praktičan vodič za početnike radio amatere, kada možete praktično na koljenima naučiti sve osnove izgradnje elementarnih antena.

Sklop antene

Na temelju prakse, bolje je uzeti duljinu žice koja čini tkaninu antene s malom marginom, malo većom za 5-10% svoje izračunate duljine; to bi trebala biti izolirana jednožilna bakrena žica za električnu ugradnja promjera 1,0-1,5 mm. Nosiva konstrukcija buduće antene sastavljena je (lemljenjem) od PVC grijaćih cijevi. Naravno, ni u kojem slučaju ne smiju se koristiti cijevi s ojačanim aluminijskim cijevima. Za izvođenje pokusa prikladni su i suhi drveni štapići, vidi sl. 17.

Nema potrebe da vam ruski radioamater govori korak po korak o sastavljanju nosive konstrukcije, samo treba izdaleka pogledati originalni proizvod. Međutim, prilikom sastavljanja Windom antene ili simetričnog dipola, vrijedi prvo označiti izračunatu točku napajanja na platnu buduće antene i pričvrstiti je u sredini traverze, gdje će se antena napajati. Naravno, duljina trase je uključena u ukupnu električnu veličinu buduće antene, a što je duža, veća je učinkovitost antene.

Transformator

Impedancija simetrične dipolne antene bit će nešto manja od 50 Ohma, pa pogledajte sliku 18.a za dijagram spajanja. može se urediti jednostavnim uključivanjem magnetskog zasuna ili korištenjem gama usklađivanja.

Otpor smotane Windom antene je nešto manji od 300 Ohma, tako da možete koristiti podatke u tablici 1, koja impresionira svojom svestranošću korištenjem samo jednog magnetskog zasuna.

Feritna jezgra (zasun) mora se ispitati prije postavljanja na antenu. Da biste to učinili, sekundarni namot L2 spojen je na predajnik, a primarni namot L1 spojen je na ekvivalent antene. Provjeravaju SWR, zagrijavanje jezgre, kao i gubitke snage u transformatoru. Ako se jezgra zagrijava pri određenoj snazi, tada se broj feritnih zasuna mora udvostručiti. Ako postoje neprihvatljivi gubici snage, tada je potrebno odabrati ferit. Za omjer gubitaka snage i dB, pogledajte tablicu 2.

Bez obzira koliko je ferit zgodan, i dalje vjerujem da je za emitirani radio val bilo koje mini-antene, gdje je koncentrirano ogromno EH polje, "crna rupa". Blisko mjesto ferita smanjuje učinkovitost mini-antene za µ/100 puta, a svi pokušaji da se antena učini što učinkovitijom postaju uzaludni. Stoga se u mini-antenama najveća prednost daje transformatorima sa zračnom jezgrom, sl. 18.b. Takav transformator, koji radi u rasponu od 160-10 m, namotan je dvostrukom žicom od 1,5 mm na okvir promjera 25 i duljine 140 mm, 16 zavoja s duljinom namota od 100 mm.

Također je vrijedno zapamtiti da dovodnik takve antene doživljava visok intenzitet zračenog polja na svojoj pletenici i stvara napon u njemu koji negativno utječe na rad primopredajnika u načinu prijenosa. Bolje je eliminirati učinak antene korištenjem blokirajuće prigušnice bez upotrebe feritnih prstenova, vidi sliku 19. To je 5-20 zavoja koaksijalnog kabela namotanog na okvir promjera 10 - 20 centimetara.

Takve napojne prigušnice mogu se postaviti u neposrednoj blizini površine (tijela) antene, ali je bolje ići izvan granice visoke koncentracije polja i instalirati ga na udaljenosti od oko 1,5-2 m od površine antene. Drugi takav gas, postavljen na udaljenosti λ/4 od prvog, ne bi škodio.

Postavljanje antene

Podešavanje antene donosi veliko zadovoljstvo i, štoviše, preporučuje se korištenje takvog dizajna za izvođenje laboratorijskih radova na specijaliziranim fakultetima i sveučilištima, bez napuštanja laboratorija, na temu "Antene".

Ugađanje možete započeti pronalaženjem rezonantne frekvencije i podešavanjem SWR-a antene. Sastoji se od pomicanja točke napajanja antene u jednom ili drugom smjeru. Da pojasnimo točku napajanja, nema potrebe pomicati transformator ili kabel za napajanje duž poprečne poluge i nemilosrdno rezati žice. Ovdje je sve blizu i jednostavno.

Dovoljno je na unutarnjim krajevima ravnih spirala s jedne i s druge strane napraviti klizače u obliku "krokodila", kao što je prikazano na sl. 20. Nakon što smo prethodno planirali lagano povećati duljinu spirale uzimajući u obzir postavke, pomičemo klizače na različitim stranama dipola na istu duljinu, ali u suprotnim smjerovima, čime pomičemo točku snage. Rezultat prilagodbe bit će očekivani SWR ne veći od 1,1-1,2 na pronađenoj frekvenciji. Reaktivne komponente trebaju biti minimalne. Naravno, kao i svaka antena, mora se nalaziti na mjestu što bliže uvjetima mjesta postavljanja.

Druga faza bit će točno podešavanje antene na rezonanciju; to se postiže skraćivanjem ili produživanjem vibratora s obje strane na jednake komade žice pomoću istih klizača. To jest, možete povećati frekvenciju ugađanja skraćivanjem oba zavoja spirale za istu veličinu i smanjiti frekvenciju, naprotiv, produljenjem. Nakon dovršetka postavljanja na budućem mjestu postavljanja, svi elementi antene moraju biti sigurno povezani, izolirani i osigurani.

Dobitak antene, propusnost i kut snopa

Prema radioamaterima koji rade, ova antena ima niži kut zračenja od oko 15 stupnjeva od dipola pune veličine i prikladnija je za DX komunikacije. Teslin spiralni dipol ima prigušenje od -2,5 dB u odnosu na dipol pune veličine instaliran na istoj visini od tla (λ/4). Širina pojasa antene na razini -3dB je 120-150 kHz! Kada se postavi vodoravno, opisana antena ima dijagram zračenja u obliku osmice sličan poluvalnom dipolu pune veličine, a minimumi dijagrama zračenja daju prigušenje do -25 dB. Učinkovitost antene može se poboljšati, kao iu klasičnoj izvedbi, povećanjem visine instalacije. Ali kada su antene postavljene pod istim uvjetima na visinama λ/8 i niže, Teslina spiralna antena će biti učinkovitija od poluvalnog dipola.

Bilješka: Sve ove “Tesla spiralne” antene izgledaju idealno, ali čak i ako je takav raspored antena lošiji od dipola za 6 dB, tj. za jedan bod na skali S-metra, onda je to već izvanredno.

Ostali dizajni antena.

S dipolom za domet od 40 metara i s drugim izvedbama dipola do dometa od 10 m, sada je sve jasno, ali vratimo se na spiralnu vertikalu za domet od 80 m (slika 10.). Ovdje se prednost daje poluvalnoj spiralnoj anteni, pa je "uzemljenje" ovdje potrebno samo nominalno.

Takve antene mogu se napajati kao na sl. 9 preko zbrojnog transformatora ili na sl. 10. promjenjivi kondenzator. Naravno, u drugom slučaju će propusni opseg antene biti znatno uži, ali antena ima mogućnost podešavanja dometa, a ipak je, prema podacima autora, potrebno barem neko uzemljenje. Naš zadatak je riješiti ga se dok smo na balkonu. Budući da se antena napaja s kraja (na naponu "antinoda"), ulazni otpor skraćene poluvalne spiralne antene može biti oko 800-1000 Ohma. Ova vrijednost ovisi o visini okomitog dijela antene, o promjeru "Tesline spirale" i o položaju antene u odnosu na okolne objekte. Kako biste uskladili visoku ulaznu impedanciju antene s niskim otporom dovoda (50 Ohm), možete koristiti visokofrekventni autotransformator u obliku induktora s odvodom (Sl. 21.a), koji se široko koristi u poluvalnim, okomito postavljenim linearnim antenama na 27 MHz od SIRIO, ENERGY itd.

Podaci prilagodbenog autotransformatora za poluvalnu CB antenu opsega 10-11m:

D = 30 mm; L1=2 okreta; L2 = 5 zavoja; d=1,0 mm; h=12-13 mm. Razmak između L1 i L2 = 5 mm. Zavojnice su namotane na jedan zavoj za zavoj od plastičnog okvira. Kabel je spojen središnjim vodičem na 2. okretnu slavinu. Oštrica (kraj) poluvalnog vibratora spojena je na "vrući" terminal zavojnice L2. Snaga za koju je projektiran autotransformator je do 100 W. Moguće je odabrati izlaz zavojnice.

Podaci prilagodbenog autotransformatora za poluvalnu spiralnu antenu dometa 40m:

D = 32 mm; L1=4,6 uH; h=20 mm; d=1,5 mm; n=12 okretaja. L2=7,5 uH; ; h=27 mm; d=1,5 mm; n=17 okretaja. Kolut je namotan na jednom plastičnom okviru. Kabel je središnjim vodičem spojen na utičnicu. Oštrica antene (kraj spirale) spojena je na "vrući" terminal zavojnice L2. Snaga za koju je projektiran autotransformator je 150 -200 W. Moguće je odabrati izlaz zavojnice.

Dimenzije Tesla spiralne antene za domet 40m:ukupna dužina žice je 21 m, prečka je visoka 0,9-1,5 m promjera 31 mm, na radijalno postavljenim žbicama od po 0,45 m. Vanjski promjer spirale bit će 0,9 m

Podaci prilagodbenog autotransformatora za spiralnu antenu dometa 80m: D = 32 mm; L1=10,8 uH; h=37 mm; d=1,5 mm; n=22 okreta. L2=17,6 uH; ; h=58 mm; d=1,5 mm; n=34 okreta. Kolut je namotan na jedan plastični okvir. Kabel je središnjim vodičem spojen na utičnicu. Oštrica antene (kraj spirale) spojena je na "vrući" terminal zavojnice L2. Moguće je odabrati izlaz zavojnice.

Dimenzije Tesla spiralne antene za domet 80m:ukupna dužina žice je 43 m, prečka je visoka 1,3-1,5 m promjera 31 mm, na radijalno postavljenim žbicama od po 0,6 m. Vanjski promjer spirale bit će 1,2 m

Koordinacija s poluvalnim spiralnim dipolom, kada se napaja s kraja, može se provesti ne samo preko autotransformatora, već i prema Fuchsu, paralelnim oscilatornim krugom, vidi sl. 5.a.

Bilješka:

• Kada napajate poluvalnu antenu s jednog kraja, ugađanje rezonancije može se izvršiti s bilo kojeg kraja antene.
• U nedostatku barem neke vrste uzemljenja, na dovod se mora postaviti prigušnica za zaključavanje.

Mogućnost okomito usmjerene antene

Imajući par Teslinih spiralnih antena i nešto prostora za njihovo postavljanje, možete stvoriti usmjerenu antenu. Dopustite mi da vas podsjetim da su sve operacije s ovom antenom potpuno identične s antenama linearnih veličina, a potreba za njihovim minimiziranjem nije zbog mode za mini-antene, već zbog nedostatka mjesta za linearne antene. Korištenje dvoelementnih usmjerenih antena s razmakom između njih od 0,09-0,1λ omogućuje projektiranje i izgradnju usmjerene Tesline spiralne antene.

Ova ideja je preuzeta iz “KB MAGAZINA” broj 6, 1998. Ovu antenu savršeno je opisao Vladimir Polyakov (RA3AAE), što se može pronaći na internetu. Suština antene je da se dvije vertikalne antene koje se nalaze na udaljenosti od 0,09λ napajaju u protufazi jednim dovodom (jedna s pletenicom, druga sa središnjim vodičem). Napajanje je slično kao kod iste Windom antene, samo s jednožilnim napajanjem, slika 22. Fazni pomak između suprotnih antena nastaje podešavanjem niže i više frekvencije, kao kod klasičnih usmjerenih Yagi antena. A koordinacija s feederom se provodi jednostavnim pomicanjem točke napajanja duž mreže obje antene, odmicanjem od nulte točke napajanja (sredina vibratora). Pomicanjem točke napajanja od sredine do određene udaljenosti X, možete postići otpor od 0 do 600 Ohma, kao kod Windom antene. Trebat će nam samo otpor od oko 25 ohma, tako da će pomak točke napajanja od sredine vibratora biti vrlo mali.

Električni krug predložene antene s približnim dimenzijama danim u valnim duljinama prikazan je na slici 22. Praktično prilagođavanje Tesline spiralne antene potrebnom otporu opterećenja sasvim je izvedivo korištenjem tehnologije na slici 20. Antena se napaja u točkama XX izravno putem dovoda s karakterističnom impedancijom od 50 Ohma, a njezino pletenje mora biti izolirano prigušnicom za zaključavanje dovoda, vidi sliku 19.

Mogućnost okomito usmjerene spiralne antene za 30 m prema RA3AAE

Ako iz nekog razloga radioamater nije zadovoljan opcijom antene “Tesla spirala”, onda je opcija antene sa spiralnim emiterima sasvim izvediva, sl. 23. Dajmo njegov izračun.

Koristimo duljinu spiralne žice poluvalne duljine:

λ=300/MHz =Z00/10,1; λ /2 -29,7/2=14,85. Uzmimo 15m

Izračunajmo korak po zavojnici na cijevi promjera 7,5 cm, duljina namota spirale = 135 cm:

Opseg L=D*π = -7,5cm*3,14=23,55cm.=0,2355m;

broj zavoja poluvalnog dipola -15m/ 0,2355=63,69= 64 zavoja;

zavojni korak na rublju duljine 135 cm. - 135cm/64=2,1cm..

Odgovor: na cijevi promjera 75 mm namotavamo 15 metara bakrene žice promjera 1-1,5 mm u količini od 64 zavoja s korakom namotavanja od 2 cm.

Razmak između identičnih vibratora bit će 30*0,1=3m.

Bilješka: proračuni antene provedeni su uz zaokruživanje kako bi se uzela u obzir mogućnost skraćivanja žice za namotavanje tijekom postavljanja.

Da bi se povećala struja prednapona i jednostavno podešavanje, mala podesiva kapacitivna opterećenja moraju se postaviti na krajeve vibratora, a prigušnica dovoda za zaključavanje mora se postaviti na dovod na mjestu spajanja. Pomaknute točke snage odgovaraju dimenzijama na sl. 22. Treba imati na umu da se jednosmjernost u ovom dizajnu postiže faznim pomakom između suprotnih spirala ugađanjem s razlikom od 5-8% u frekvenciji, kao u klasičnim Uda-Yagi usmjerenim antenama.

Smotana bazuka

Kao što znate, situacija s bukom u bilo kojem gradu ostavlja mnogo želja. To se također odnosi i na radiofrekvencijski spektar zbog raširene upotrebe sklopnih pretvarača snage za kućanske aparate. Stoga sam u anteni “Tesla spirala” pokušao upotrijebiti antenu tipa “Bazooka”, koja se u tom smislu dokazala. U principu, ovo je isti poluvalni vibrator sa sustavom zatvorenog kruga, kao i sve petlje antene. Nije bilo teško postaviti ga na gore prikazanu traverzu. Eksperiment je proveden na frekvenciji od 10,1 MHz. Kao tkanina antene korišten je televizijski kabel promjera 7 mm. (slika 24). Glavna stvar je da pletenica kabela nije aluminij kao njegova ljuska, već bakar.

Čak se i iskusni radio amateri zbunjuju zbog toga, pogrešno misleći da je siva pletenica kabela za pokositreni bakar pri kupnji. Budući da govorimo o QRP anteni za balkon, a ulazna snaga je do 100 W, takav će kabel biti sasvim prikladan. Koeficijent skraćivanja takvog kabela s pjenastim polietilenom je oko 0,82. Prema tome, duljina L1 (si. 25.) za frekvenciju od 10,1 MHz. Svaki je bio 7,42 cm, a duljina L2 produžnih vodiča s ovim rasporedom antene bila je 1,83 cm svaki. Ulazna impedancija smotane Bazooke nakon instalacije na otvorenom je bila oko 22-25 Ohma i nije podesiva ni na koji način. Stoga je ovdje bio potreban transformator 1:2. U probnoj verziji napravljen je na feritnom zasunu pomoću jednostavnih žica iz audio zvučnika s omjerom okretaja prema tablici 1. Druga verzija transformatora 1:2 prikazana je na sl. 26.

Aperiodična širokopojasna antena "Bazooka"

Niti jedan radioamater koji čak ima na raspolaganju antensko polje na krovu svoje kuće ili u dvorištu vikendice neće odbiti širokopojasnu anketnu antenu baziranu na hranilici smotanoj u Teslinu spiralu. Klasična verzija aperiodične antene s otpornikom opterećenja poznata je mnogima, ovdje "Bazooka" antena djeluje kao širokopojasni vibrator, a njezina propusnost, kao iu klasičnim verzijama, ima veliko preklapanje prema višim frekvencijama.

Dijagram antene prikazan je na sl. 27, a snaga otpornika je oko 30% snage koja se dovodi u antenu. Ako se antena koristi samo kao prijemna, dovoljan je otpornik snage 0,125 W. Vrijedno je napomenuti da Teslina spiralna antena, postavljena vodoravno, ima dijagram zračenja u obliku osmice i sposobna je prostorno odabirati radio signale. Postavljen okomito, ima kružni uzorak zračenja.

4.Magnetske antene.

Drugi, ne manje popularan tip antene je induktivni radijator sa skraćenim dimenzijama, ovo je magnetski okvir. Magnetski okvir otkrio je 1916. K. Brown i koristio se do 1942. kao prijamni element u radio prijamnicima i pelengometrima. Ovo je također otvoreni oscilatorni krug s opsegom okvira manjim od ≤ 0,25 valne duljine, naziva se "magnetska petlja" (magnetska petlja), a skraćeni naziv dobio je kraticu - ML. Aktivni element magnetske petlje je induktivitet. Godine 1942. radio-amater s pozivnim znakom W9LZX prvi je upotrijebio takvu antenu na misionarskoj postaji za emitiranje HCJB, smještenoj u planinama Ekvadora. Zahvaljujući tome, magnetska antena odmah je osvojila radioamaterski svijet i od tada se široko koristi u amaterskim i profesionalnim komunikacijama. Antene s magnetskom petljom jedna su od najzanimljivijih vrsta antena malih dimenzija, koje je prikladno postaviti i na balkone i na prozorske klupice.

Ima oblik petlje vodiča, koji je spojen na promjenjivi kondenzator kako bi se postigla rezonancija, gdje je petlja induktivitet zračenja oscilirajućeg LC kruga. Emiter je ovdje samo induktivitet u obliku petlje. Dimenzije takve antene su vrlo male, a opseg okvira je obično 0,03-0,25 λ. Maksimalna učinkovitost magnetske petlje može doseći 90% u odnosu na Hertzov dipol, vidi sliku 29.a. Kapacitet C u ovoj anteni ne sudjeluje u procesu zračenja i ima čisto rezonantni karakter, kao u svakom oscilatornom krugu, sl. 29.b..

Učinkovitost antene jako ovisi o aktivnom otporu antenske mreže, o njezinoj veličini, o smještaju u prostoru, ali u većoj mjeri o materijalima od kojih je antena izrađena. Širina pojasa petljaste antene obično je od jedinica do desetaka kiloherca, što je povezano s visokim faktorom kvalitete formiranog LC kruga. Stoga učinkovitost ML antene uvelike ovisi o njezinom faktoru kvalitete; što je faktor kvalitete veći, to je veća njezina učinkovitost. Ova se antena također koristi kao odašiljačka antena. S malim veličinama okvira, amplituda i faza struje koja teče u okviru praktički su konstantne duž cijelog perimetra. Maksimalni intenzitet zračenja odgovara ravnini okvira. U okomitoj ravnini okvira, dijagram zračenja ima oštar minimum, a cjelokupni dijagram petljaste antene ima oblik osmice.

Jačina električnog polja E elektromagnetski val (V/m) na daljinu d iz odašiljajući okvirna antena, izračunata po formuli:

EMF E inducirano u recepcija okvirna antena, izračunata po formuli:

Uzorak zračenja okvira u obliku osmice omogućuje vam korištenje njegovih minimalnih dijagrama za podešavanje u prostoru od obližnjih smetnji ili neželjenog zračenja u određenom smjeru u bliskim zonama do 100 km.

Prilikom proizvodnje antene potrebno je održavati omjer promjera prstena koji zrači i spojne petlje D/d kao 5/1. Spojna zavojnica izrađena je od koaksijalnog kabela, nalazi se u neposrednoj blizini zračećeg prstena na suprotnoj strani kondenzatora i izgleda kao na sl. 30.

Budući da u okviru zračenja teče velika struja koja doseže desetke ampera, okvir u frekvencijskom rasponu 1,8-30 MHz izrađen je od bakrene cijevi promjera oko 40-20 mm, a rezonantni kondenzator za podešavanje ne bi trebao imati trljanje kontakti. Njegov probojni napon mora biti najmanje 10 kV uz ulaznu snagu do 100 W. Promjer elementa koji zrači ovisi o korištenom rasponu frekvencija i izračunava se iz valne duljine visokofrekventnog dijela raspona, gdje je opseg okvira P = 0,25λ, računajući od gornje frekvencije.

Možda jedan od prvih poslije W9LZX, njemački kratkovalni DP9IV s ML antenom instaliranom na prozoru, sa snagom odašiljača od samo 5 W, radio sam QSO u rasponu od 14 MHz s mnogim europskim zemljama, a snagom od 50 W - s ostalim kontinentima. Upravo je ta antena postala polazište za eksperimente ruskih radio amatera, vidi sl. 31.

Želja za stvaranjem eksperimentalne kompaktne sobne antene, koja se sa sigurnošću može nazvati i EH antenom, u bliskoj suradnji s Alexanderom Grachevom ( UA6AGW), Sergey Tetyukhin (R3PIN) dizajnirao je sljedeće remek-djelo, vidi sl.32.

Upravo ovaj niskobudžetni dizajn sobne verzije EH antene može zadovoljiti pridošlicu ili ljetnog radio amatera. Antenski krug uključuje i magnetski emiter L1;L2 i kapacitivni emiter u obliku teleskopskih "brkova".

Posebnu pozornost u ovom dizajnu (R3PIN) zaslužuje rezonantni sustav za usklađivanje fidera s Lsv antenom; C1, što još jednom povećava faktor kvalitete cijelog antenskog sustava i omogućuje malo povećanje pojačanja antene u cjelini. Pleteni kabel mreže antene ovdje djeluje kao primarni krug, zajedno s "brkovima" kao u dizajnu Yakova Moiseevicha. Duljina ovih "brkova" i njihov položaj u prostoru olakšavaju postizanje rezonancije i najučinkovitijeg rada antene u cjelini na temelju trenutnog indikatora u okviru. A opskrba antene indikatorskim uređajem omogućuje nam da ovu verziju antene smatramo potpuno cjelovitim dizajnom. No bez obzira na dizajn magnetskih antena, uvijek želite povećati njihovu učinkovitost.

Dvostruke magnetske antene u obliku osmice relativno se nedavno počeo pojavljivati ​​među radioamaterima, vidi sl. 33. Otvor mu je dvostruko veći od klasičnog. Kondenzator C1 može promijeniti rezonanciju antene s frekvencijskim preklapanjem od 2-3 puta, a ukupni opseg dviju petlji je ≤ 0,5λ. To je usporedivo s poluvalnom antenom, a njezin mali otvor zračenja kompenzira se povećanim faktorom kvalitete. Bolje je koordinirati dovod s takvom antenom putem induktivne sprege.

Teoretsko povlačenje: Dvostruka petlja se može smatrati mješovitim LL i LC oscilatornim sustavom. Ovdje se, za normalan rad, oba kraka opterećuju na medij zračenja sinkrono i u fazi. Ako se pozitivni poluval primijeni na lijevo rame, tada se točno isti primjenjuje na desno rame. EMF samoindukcije generirana u svakom kraku će, prema Lenzovom pravilu, biti suprotna od EMF indukcije, ali budući da je EMF indukcije svakog kraka suprotnog smjera, EMF samoindukcije uvijek će se podudarati sa smjerom indukcije suprotnu ruku. Tada će se indukcija u zavojnici L1 zbrojiti sa samoindukcijom iz zavojnice L2, a indukcija zavojnice L2 sa samoindukcijom L1. Kao iu LC krugu, ukupna snaga zračenja može biti nekoliko puta veća od ulazne snage. Energija se može dovoditi na bilo koji od induktora i na bilo koji način.

Dvostruki okvir prikazan je na slici 33.a.

Dizajn antene s dvije petlje, gdje su L1 i L2 međusobno povezani u obliku osmice. Tako se pojavio ML s dva okvira. Nazovimo ga ML-8.

ML-8, za razliku od ML, ima svoju posebnost - može imati dvije rezonancije, oscilatorni krug L1; C1 ima svoju rezonantnu frekvenciju, a L2; C1 ima svoju. Zadatak dizajnera je postići jedinstvo rezonancija i, prema tome, maksimalnu učinkovitost antene, dakle, dimenzije petlji L1; L2 i njihovi induktiviteti moraju biti isti. U praksi, instrumentalna pogreška od nekoliko centimetara mijenja jednu ili drugu induktivnost, frekvencije rezonancije se donekle razlikuju, a antena prima određenu deltu frekvencije. Osim toga, udvostručenje uključivanja identičnih antena proširuje širinu pojasa antene u cjelini. Ponekad dizajneri to rade namjerno. U praksi ML-8 aktivno koriste radioamateri s radio pozivnim znacima RV3YE; US0KF; LZ1AQ; K8NDS i drugi, jasno govoreći da takva antena radi puno bolje od antene s jednim okvirom, a mijenjanje njezinog položaja u prostoru može se lako kontrolirati prostornom selekcijom. Preliminarni proračuni pokazuju da će za ML-8, za raspon od 40 metara, promjer svake petlje pri maksimalnoj učinkovitosti biti nešto manji od 3 metra. Jasno je da se takva antena može postaviti samo na otvorenom. I sanjamo o učinkovitoj ML-8 anteni za balkon ili čak prozorsku dasku. Naravno, možete smanjiti promjer svake petlje na 1 metar i prilagoditi rezonanciju antene s kondenzatorom C1 na potrebnu frekvenciju, ali učinkovitost takve antene će pasti više od 5 puta. Možete ići drugim putem, održavajući izračunatu induktivnost svake petlje, koristeći ne jedan, već dva zavoja u njoj, ostavljajući rezonantni kondenzator s istom ocjenom i, shodno tome, faktor kvalitete antene u cjelini. Nema sumnje da će se otvor antene smanjiti, ali broj zavoja “N” će djelomično nadoknaditi ovaj gubitak, prema formuli ispod:

Iz gornje formule jasno je da je broj zavoja N jedan od faktora brojnika i jednak je i površini zavoja-S i njegovom faktoru kvalitete-Q.

Na primjer, radio amater OK2ER(vidi sl. 34.) smatrao je mogućim koristiti ML s 4 zavoja promjera samo 0,8 m u rasponu od 160-40 m.

Autor antene izvještava da na 160 metara antena radi nominalno i uglavnom se koristi za radio nadzor. U rasponu od 40m. Dovoljno je koristiti skakač, koji smanjuje radni broj zavoja za pola. Obratimo pozornost na korištene materijale - bakrena cijev petlje preuzeta je iz grijanja vode, stezaljke koje ih povezuju u zajednički monolit koriste se za ugradnju plastičnih vodovodnih cijevi, a zapečaćena plastična kutija kupljena je u prodavaonici električne opreme. Usklađivanje antene s dovodom je kapacitivno i provodi se prema bilo kojoj od prikazanih shema, vidi sl. 35.

Uz gore navedeno, moramo razumjeti da sljedeći elementi antene imaju negativan učinak na faktor kvalitete-Q antene u cjelini:

Iz gornje formule vidimo da aktivni otpor induktiviteta Rk i kapacitet oscilatornog sustava C, koji su u nazivniku, trebaju biti minimalni. Zbog toga se svi ML-ovi izrađuju od bakrene cijevi što većeg promjera, ali postoje slučajevi kada je oštrica petlje izrađena od aluminija. Faktor kvalitete takve antene i njezina učinkovitost pada za 1,1-1,4 puta. Što se tiče kapaciteta oscilatornog sustava, sve je složenije. Uz konstantnu veličinu petlje L, na primjer na rezonantnoj frekvenciji od 14 MHz, kapacitet C će biti samo 28 pF, a učinkovitost = 79%. Na frekvenciji od 7 MHz, učinkovitost = 25%. Dok je na frekvenciji od 3,5 MHz s kapacitetom od 610 pF njegova učinkovitost = 3%. Zbog toga se ML najčešće koristi za dva raspona, a treći (najniži) se smatra preglednim. Stoga se izračuni moraju napraviti na temelju najvećeg raspona s minimalnim kapacitetom C1.

Dvostruka magnetna antena za domet od 20m.

Parametri svake petlje bit će sljedeći: s promjerom oštrice (bakrene cijevi) od 22 mm, promjerom dvostruke petlje od 0,7 m, razmakom između zavoja od 0,21 m, induktivitet petlje bit će 4,01 μH. Potrebni parametri dizajna antene za druge frekvencije sažeti su u tablici 3.

Tablica 3.

Frekvencija podešavanja (MHz)	Kapacitet kondenzatora C1 (pF)	Širina pojasa (kHz)

Visina takve antene bit će samo 1,50-1,60 m. Što je sasvim prihvatljivo za antenu tipa ML-8 za balkonsku verziju, pa čak i za antenu obješenu izvan prozora stambene višekatnice. A njegov dijagram ožičenja izgledat će kao na Sl. 36.a.

Snaga antene mogu biti kapacitivno ili induktivno spregnuti. Mogućnosti kapacitivne sprege prikazane na slici 35 mogu se odabrati na zahtjev radioamatera.

Najproračunska opcija je induktivna spojka, ali njezin će promjer biti drugačiji.

Proračun promjera (d) komunikacijske petlje ML-8 se izrađuje od izračunatog promjera dviju petlji.

Opseg dviju petlji nakon ponovnog izračuna je 4,4 * 2 = 8,8 metara.

Izračunajmo zamišljeni promjer dvije petlje D = 8,8 m / 3,14 = 2,8 metara.

Izračunajmo promjer komunikacijske petlje - d = D/5. = 2,8/5 = 0,56 metara.

Budući da u ovom dizajnu koristimo dvosmjerni sustav, komunikacijska petlja također mora imati dvije petlje. Uvijamo ga na pola i dobivamo komunikacijsku petlju s dva okreta promjera oko 28 cm. Odabir komunikacije s antenom provodi se u trenutku razjašnjavanja SWR-a u prioritetnom frekvencijskom području. Komunikacijska petlja može imati galvansku vezu s točkom nultog napona (slika 36.a.) i biti smještena bliže njoj.

Električni emiter, ovo je još jedan dodatni element zračenja. Ako magnetska antena emitira elektromagnetski val s prioritetom magnetskog polja, tada će električni emiter služiti kao dodatni emiter električnog polja-E. Zapravo, mora zamijeniti početni kapacitet C1, a odvodna struja, koja je prethodno beskorisno prolazila između zatvorenih ploča kondenzatora C1, sada radi za dodatno zračenje. U tom će slučaju dio dovedene snage dodatno emitirati električni emiteri, sl. 36.b. Širina pojasa će se povećati do granica amaterskog radio pojasa kao kod EH antena. Kapacitet takvih emitera je nizak (12-16 pF, ne više od 20), pa će stoga njihova učinkovitost u niskofrekventnim područjima biti niska. Sa radom EH antena možete se upoznati na sljedećim linkovima:

Za podešavanje magnetske antene u rezonanciju, najbolje je koristiti vakuumske kondenzatore s visokim probojnim naponom i visokim faktorom kvalitete. Štoviše, pomoću mjenjača i električnog pogona, antena se može podešavati na daljinu.

Dizajniramo povoljnu balkonsku antenu kojoj možete prići u bilo kojem trenutku, promijeniti joj položaj u prostoru, preurediti ili prebaciti na drugu frekvenciju. Ako u točkama "a" i "b" (vidi sl. 36.a.), umjesto rijetkog i skupog varijabilnog kondenzatora s velikim razmacima, spojite kapacitet izrađen od dijelova kabela RG-213 s linearnim kapacitetom od 100 pF/m, tada možete odmah promijeniti postavke frekvencije i koristiti kondenzator za ugađanje C1 za razjašnjavanje rezonancije ugađanja. "Kabel kondenzatora" može se smotati u smotuljak i zabrtviti na bilo koji od sljedećih načina. Takav set spremnika može se dobiti za svaki raspon zasebno, te spojiti na strujni krug preko obične električne utičnice (točke a i b) uparene s električnim utikačem. Približni kapaciteti C1 prema rasponu prikazani su u tablici 1.

Indikacija podešenosti antene na rezonanciju Bolje je to učiniti izravno na samoj anteni (više je vizualno). Da biste to učinili, dovoljno je čvrsto namotati 25-30 zavoja MGTF žice nedaleko od komunikacijske zavojnice na platnu L1 (nulta naponska točka) i zatvoriti indikator podešavanja sa svim njegovim elementima od oborina. Najjednostavniji dijagram prikazan je na sl. 37. Maksimalna očitanja P uređaja pokazat će uspješno ugađanje antene.

Na štetu učinkovitosti antene, kao materijal za petlje L1; L2 mogu se koristiti jeftiniji materijali, na primjer, PVC cijev s aluminijskim slojem iznutra za polaganje vodovodne cijevi promjera 10-12 mm.

Antena DDRR

Unatoč činjenici da je klasična DDRR antena inferiorna u učinkovitosti od četvrtvalnog vibratora za 2,5 dB, njezina se geometrija pokazala toliko atraktivnom da je DDRR patentirao Northrop i pušten u masovnu proizvodnju.

Kao i kod Groundplanea, glavni faktor za pristojnu učinkovitost DDRR antene je dobra protuuteg. To je ravni metalni disk visoke vodljivosti površine. Njegov promjer mora biti najmanje 25% veći od promjera prstenastog vodiča. Kut elevacije glavne grede manji je što je veći omjer promjera diska protuutega, a povećava se ako se po obodu diska pričvrsti što više radijalnih protuutega duljine 0,25λ, čime se osigurava njihov pouzdan kontakt s disk protuutega.

DDRR antena o kojoj se ovdje raspravlja (Sl. 38) koristi dva identična prstena (otuda i naziv "kružna s dvostrukim prstenom"). Na dnu, umjesto metalne površine, koristi se zatvoreni prsten dimenzija sličnih gornjem. Sve točke uzemljenja spojene su na njega prema klasičnoj shemi. Unatoč malom smanjenju učinkovitosti antene, ovaj dizajn je vrlo atraktivan za postavljanje na balkon, osim toga, s ovim rješenjem, zanimljiv je i poznavateljima raspona od 40 metara. Koristeći kvadratne strukture umjesto prstenova, antena na balkonu podsjeća na sušilicu za rublje i ne izaziva nepotrebna pitanja susjeda.

Sve njegove dimenzije i ocjene kondenzatora prikazane su u tablici 4. U proračunskoj verziji skupi vakuumski kondenzator može se zamijeniti segmentima hranilica prema rasponu, a fino podešavanje može se obaviti trimerom od 1-15pF sa zračnim dielektrikom, imajući na umu da je linearni kapacitet kabela RG213 = (97pF / m).

Tablica 4.

Amaterski bendovi, (m)
Opseg okvira (m)

Praktično iskustvo s dvostrukom prstenastom DDRR antenom opisao je DJ2RE. 10-metarska antena koja se testira bila je izrađena od bakrene cijevi vanjskog promjera 7 mm. Za fino podešavanje antene korištene su dvije bakrene rotirajuće ploče dimenzija 60x60 mm između gornjeg "vrućeg" kraja vodiča i donjeg prstena.

Antena za usporedbu bila je rotirajuća troelementna Yagi smještena 12 m od tla. Antena DDRR nalazila se na visini od 9 m. Njen donji prsten bio je uzemljen samo kroz oklop koaksijalnog kabela. Tijekom testnog prijema odmah su se pokazale kvalitete DDRR antene kao kružnog emitera. Prema autoru testova, primljeni signal se pokazao dva boda niži na S-metru Yagi signala s pojačanjem od oko 8 dB. Pri odašiljanju snage do 150 W ostvareno je 125 komunikacijskih sesija.

Bilješka: Prema autoru testova, ispada da je DDRR antena u vrijeme testiranja imala dobitak od oko 6 dB. Ova pojava često dovodi u zabludu zbog blizine različitih antena istog dometa, a svojstva njihove ponovne emisije elektromagnetskih valova gube na čistoći eksperimenta.

5. Kapacitivne antene.

Prije nego započnem ovu temu, htio bih se prisjetiti povijesti. Šezdesetih godina 19. stoljeća, formulirajući sustav jednadžbi za opisivanje elektromagnetskih pojava, J. C. Maxwell suočio se s činjenicom da jednadžba za istosmjerno magnetsko polje i jednadžba za očuvanje električnih naboja u izmjeničnim poljima (jednadžba kontinuiteta) ) su nekompatibilni. Da bi eliminirao kontradikciju, Maxwell je, bez ikakvih eksperimentalnih podataka, pretpostavio da magnetsko polje nastaje ne samo kretanjem naboja, već i promjenom električnog polja, kao što električno polje ne stvaraju samo naboji, već također promjenom magnetskog polja. Veličinu gdje je električna indukcija, koju je dodao gustoći struje vodljivosti, Maxwell je nazvao struja pomaka. Elektromagnetska indukcija sada ima magnetoelektrični analog, a jednadžbe polja poprimaju izvanrednu simetriju. Tako je spekulativno otkriven jedan od temeljnih zakona prirode čija je posljedica postojanje elektromagnetskih valova. Kasnije je G. Hertz, oslanjajući se na ovu teoriju, dokazao da elektromagnetsko polje koje emitira električni vibrator jednako je polju koje emitira kapacitivni emiter!

Ako je tako, pogledajmo još jednom što se događa kada zatvoreni oscilatorni krug prijeđe u otvoreni i kako se detektira električno polje E? Da bismo to učinili, pored oscilatornog kruga postavit ćemo indikator električnog polja, ovo je vibrator, u čiji je otvor spojena žarulja sa žarnom niti, još nije upaljena, vidi sl. 39.a. Postupno otvaramo strujni krug i opažamo da svijetli indikatorska lampica električnog polja, sl. 39.b. Električno polje više nije koncentrirano između ploča kondenzatora; njegove linije sile idu od jedne ploče do druge kroz otvoreni prostor. Dakle, imamo eksperimentalnu potvrdu tvrdnje J. C. Maxwella da kapacitivni emiter stvara elektromagnetski val. U ovom pokusu, oko ploča se formira jako visokofrekventno električno polje, čija promjena vremena inducira vrtložne struje pomaka u okolnom prostoru (Eikhenwald A.A. Electricity, peto izdanje, M.-L.: Državna izdavačka kuća, 1928., Maxwellova prva jednadžba), tvoreći visokofrekventno elektromagnetsko polje!

Nikola Tesla je skrenuo pozornost na tu činjenicu da je uz pomoć vrlo malih emitera u VF području moguće stvoriti prilično učinkovit uređaj za emitiranje elektromagnetskog vala. Tako je nastao rezonantni transformator N. Tesle.

* Dizajn EH antene T. Harda i transformatora (dipola) N. Tesle.

Vrijedi li još jednom reći da je EH antena koju je dizajnirao T. Hard (W5QJR), vidi sl. 40, kopija originalne Tesline antene, vidi sl. 1. Antene se razlikuju samo po veličini, pri čemu je Nikola Tesla koristio frekvencije izračunate u kilohercima, a T. Hard izradio je dizajn za rad u VF području.

Isti rezonantni krug, isti kapacitivni emiter s induktorom i spojnom svitkom. Antena Teda Harda najbliži je analog anteni Nikole Tesle i patentirana je kao "Koaksijalna induktorska i dipolna EH antena" (US Patent US 6956535 B2 od 18.10.2005.) za rad u HF području.

Kapacitivna HF antena Teda Harda je induktivno povezana s dovodom, iako već dugo postoji niz kapacitivnih, izravno spregnutih i transformatorski spregnutih kapacitivnih antena.

Osnova nosive konstrukcije inženjera i radioamatera T. Harda je jeftina plastična cijev s dobrim izolacijskim karakteristikama. Folija u obliku cilindara tijesno se naliježe oko njega, tvoreći tako antenske emitere malog kapaciteta. Induktivitet L1 formiranog serijskog oscilatornog kruga nalazi se iza otvora emitera. Induktor L2, smješten u središtu emitera, kompenzira protufazno zračenje zavojnice L1. Priključak za napajanje antene (iz generatora) W1 nalazi se na dnu, ovo je prikladno za spajanje dovoda napajanja koji se spušta.

U ovom dizajnu, antena je podešena pomoću dva elementa, L1 i L3. Odabirom zavoja zavojnice L1 antena se podešava na način rada sekvencijalne rezonancije pri maksimalnom zračenju, pri čemu antena dobiva kapacitivni karakter. Odvojak iz induktora određuje ulaznu impedanciju antene i ima li radioamater fider s karakterističnom impedancijom od 50 ili 75 Ohma. Odabirom slavine iz zavojnice L1 možete postići SWR = 1,1-1,2. Induktor L3 postiže kapacitivnu kompenzaciju, a antena poprima aktivnu prirodu, s ulaznom impedancijom blizu SWR = 1,0-1,1.

Bilješka: Zavojnice L1 i L2 namotane su u suprotnim smjerovima, a zavojnice L1 i L3 su okomite jedna na drugu kako bi se smanjile međusobne smetnje.

Ovaj dizajn antene nedvojbeno zaslužuje pažnju radioamatera koji imaju na raspolaganju samo balkon ili lođu.

U međuvremenu, razvoj ne stoji mirno i radio amateri, cijeneći izum N. Tesle i dizajn Teda Harta, počeli su nuditi druge mogućnosti za kapacitivne antene.

* Obitelj antena "Isotron". je jednostavan primjer ravnih zakrivljenih kapacitivnih odašiljača, proizvodi ga industrija za uporabu od strane radio amatera, vidi sliku 42. Antena Isotron nema fundamentalne razlike s antenom T. Horda. Isti serijski oscilatorni krug, isti kapacitivni emiteri.

Naime, element zračenja ovdje je zračeći kapacitet (Sizl.) u obliku dvije ploče savijene pod kutom od oko 90-100 stupnjeva, rezonancija se podešava smanjenjem ili povećanjem kuta savijanja, tj. njihove kapacitete. Prema jednoj verziji, komunikacija s antenom se provodi izravnim spajanjem dovoda i serijskog titrajnog kruga, u ovom slučaju SWR određuje L/C omjer formiranog kruga. Prema drugoj verziji, koju su počeli koristiti radio amateri, komunikacija se odvija prema klasičnoj shemi, putem komunikacijske zavojnice Lst. SWR se u ovom slučaju podešava promjenom veze između serijske rezonantne zavojnice L1 i spojne zavojnice Lst. Antena je operativna i donekle učinkovita, ali ima glavni nedostatak: induktor, kada se nalazi u tvorničkoj verziji, nalazi se u središtu kapacitivnog emitera i radi u protufazi s njim, što smanjuje učinkovitost antene. za otprilike 5-8 dB. Dovoljno je okrenuti ravninu ove zavojnice za 90 stupnjeva i učinkovitost antene će se značajno povećati.

Optimalne dimenzije antene su sažete u tablici 5.

*Višepojasna opcija.

Sve Isotron antene su jednopojasne, što uzrokuje niz neugodnosti pri prelasku s pojasa na pojas i njihovom postavljanju. Kada su dvije (tri, četiri) takve antene spojene paralelno, postavljene na zajedničku sabirnicu, radeći na frekvencijama f1; f2 i fn, njihova interakcija je isključena zbog velikog otpora serijskog oscilatornog kruga antene koji ne sudjeluje u rezonanciji. Pri proizvodnji dvije jednorezonantne antene spojene paralelno na zajedničku sabirnicu, učinkovitost (učinkovitost) i propusnost takve antene bit će veća. Koristeći posljednju opciju za spoj u fazi dvije jednopojasne antene, morate imati na umu da će ukupna ulazna impedancija antena biti upola manja i potrebno je poduzeti odgovarajuće mjere prema (Tablica 1). Modifikacija antene na zajedničkoj podlozi prikazana je na sl. 42 (dolje). Nema potrebe podsjećati da je prigušnica za zaključavanje sastavni dio svake mini antene.

Proučavajući najjednostavniji "Isotron", došli smo do zaključka da je pojačanje ove antene nedovoljno zbog postavljanja rezonantnog induktora između ploča koje zrače. Kao rezultat toga, ovaj dizajn su poboljšali radio-amateri u Francuskoj, a induktor je premješten izvan radnog okruženja kapacitivnog emitera, vidi sliku 43. Antenski krug ima izravnu vezu s dovodom, što pojednostavljuje dizajn, ali još uvijek komplicira punu koordinaciju s njim.

Kao što se može vidjeti iz prikazanih crteža i fotografija, ova antena je prilično jednostavna u dizajnu, posebno u podešavanju na rezonanciju, gdje je dovoljno malo promijeniti udaljenost između emitera. Ako se ploče zamijene, gornja se napravi "vrućom", a donja spoji na napojnu pletenicu, i napravi se zajednička sabirnica za niz drugih sličnih antena, tada možete dobiti višepojasni antenski sustav, ili više in-fazno spojenih identičnih antena koje mogu povećati ukupni dobitak.

Radio amater s pozivnim znakom radio signala F1RFM, ljubazno pružio za opći pregled svoj dizajn antene s izračunima za 4 amaterska radio opsega, čiji je dijagram prikazan na sl. 44.

* Antena "dvokrilac"

Antena “Biplane” nazvana je po svojoj sličnosti s postavljanjem dvokrilaca zrakoplova “biplane” s početka 20. stoljeća, a njen izum pripada skupini radioamatera (slika 45). “Biplane” antena sastoji se od dva serijska oscilirajuća kruga L1;C1 i L2;C2, međusobno povezana. Napajanje emitera, simetrično s izravnim priključkom. Plohe kondenzatora C1 i C2 koriste se kao elementi za zračenje. Svaki emiter je izrađen od dvije duraluminijske ploče i nalazi se s obje strane induktora.

Da bi se uklonio međusobni utjecaj, induktori su namotani suprotno ili postavljeni okomito jedan na drugi. Površina svake ploče, prema autorima, iznosit će za raspon od 20 metara 64,5 cm2, za 40 metara - 129 cm2, za 80 metara - 258 cm2, a za raspon od 160 metara, odnosno, 516 cm2.

Podešavanje se provodi u dva stupnja i može se izvršiti elementima C1 i C2 promjenom razmaka između ploča. Minimalni SWR se postiže promjenom kondenzatora C1 i C2, podešavanjem predajnika na frekvenciju. Antena je vrlo teška za postavljanje i zahtijeva složen dizajn brtvljenja od utjecaja vanjskih oborina. Nema razvojne perspektive i nerentabilan je.

Što se tiče kapacitivnih antena, vrijedi napomenuti da su zauzele posebnu nišu među radioamaterima koji nemaju priliku instalirati punopravne antene i koji imaju na raspolaganju samo balkon ili lođu. Takvim se antenama služe i radioamateri koji imaju mogućnost postaviti niski jarbol na malo antensko polje. Sve skraćene antene imaju zajednički naziv QRP antene. Osim toga, radio amateri imaju niz pogrešaka pri instaliranju i radu skraćenih antena, kao što je odsutnost zaključavanja "feeder choke" ili položaj potonjeg na feritnoj bazi vrlo blizu površine skraćene antene. U prvom slučaju, dovod antene počinje zračiti, au drugom, ferit takve prigušnice je "crna rupa" i smanjuje njegovu učinkovitost.

* EH antena SA trupa SSSR-a 40-50-ih godina prošlog stoljeća.

Antena je zavarena od duraluminijskih cijevi promjera 10 i 20 mm. Ravni, širokopojasni simetrični razdvojeni dipol dug oko 2 metra i širok 0,75 m. Radni frekvencijski raspon 2-12 MHz. Zašto ne balkonska antena? Postavljen je na krov mobilne radio sobe u vodoravnom položaju na visini od oko 1 m.

Autor ovog članka reproducirao je ovaj dizajn na balkonu drugog kata još 90-ih, a emiteri su napravljeni ispod sušilice za rublje na drvenim blokovima izvan balkona. Umjesto užadi razvučene su izolirane bakrene žice, vidi sliku 46.a. Antena je ugođena pomoću titrajnog kruga L1C1, spojnog kondenzatora C2 s antenom i spojne zavojnice Lsv. s primopredajnikom, vidi sl. 46.b. Svi zračno izolirani kondenzatori kapaciteta 2 * 12-495 pF korišteni su iz cijevnih radija 60-ih.

Induktor L1 promjera 50 mm; 20 okretaja; žica 1,2 mm; korak 3,5 mm. Plastična cijev (50 mm) prerezana po dužini čvrsto je postavljena na vrh ove zavojnice. Na vrhu je bila namotana komunikacijska zavojnica Lst. - 5 zavoja sa zavojima od 3, 4 i 5 zavoja žice od 2,2 mm. Svi kondenzatori su koristili samo kontakte statora, a osi (rotori) na kondenzatorima C2 i C3 su spojene izolacijskim kratkospojnikom za sinkronizaciju rotacije. Dvožična linija ne smije biti veća od 2,0-2,5 metara, to je upravo udaljenost od antene (sušilice) do odgovarajućeg uređaja koji stoji na prozorskoj dasci. Antena je izgrađena u rasponu od 1,8-14,5 MHz, ali promjenom rezonantnog kruga na druge parametre, takva antena je mogla raditi do 30 MHz. U izvorniku, u nizu s dalekovodom u ovom dizajnu, osigurani su trenutni indikatori koji su prilagođeni maksimalnim očitanjima, ali u pojednostavljenoj verziji, između dvije žice dvožilne linije, fluorescentna svjetiljka visjela je okomito na koji je pri minimalnoj izlaznoj snazi ​​svijetlio samo u sredini, a pri maksimalnoj snazi ​​(u rezonanciji) sjaj je dosezao do rubova lampe. Koordinacija s radio stanicom odvijala se prekidačem P1 i pratila pomoću SWR metra. Propusnost takve antene bila je više nego dovoljna za rad na svakom od amaterskih opsega. Sa ulaznom snagom od 40-50W. Antena nije stvarala nikakve smetnje susjedovoj televiziji. Štoviše, sada kada su svi prešli na digitalnu i kabelsku televiziju, moguće je opskrbljivati ​​do 100W.

Ova vrsta antene je kapacitivna i razlikuje se od EH antena samo po spoju odašiljača. Razlikuje se oblikom i veličinom, ali istovremeno ima mogućnost podešavanja na HF područje i korištenja za svoju namjenu - sušenje rublja...

* Kombinacija E-emitera i H-emitera.

Koristeći kapacitivni emiter izvan balkona (lođe), ovaj se konstrukt može kombinirati s magnetskom antenom, kao što je to učinio Alexander Vasilievich Grachev ( UA6AGW), kombinirajući magnetski okvir s poluvalnim skraćenim dipolom. Prilično je poznata u radioamaterskom svijetu i autor je prakticira u svojoj ljetnoj kućici. Električni krug antene je prilično jednostavan i prikazan je na sl. 47.

Kondenzator C1 je podesiv unutar raspona, a potrebno područje se može podesiti spajanjem dodatnog kondenzatora na kontakte K1. Usklađivanje antene i fidera podliježe istim zakonima, tj. komunikacijska petlja na točki nultog napona, vidi sl.30. Sl.31. Ova modifikacija ima prednosti jer se njezina instalacija može učiniti doista nevidljivom za znatiželjne oči i, štoviše, prilično će učinkovito raditi u dva ili tri amaterska frekvencijska pojasa.

Skraćeni dipol u obliku spirale na plastičnoj podlozi savršeno je pristajao unutar lođe s drvenim okvirima, ali se vlasnik ove antene nije usudio postaviti van lođe. Ne vjerujem da je vlasnik ovog stana oduševljen ovom ljepotom.

Balkonska antena - dipol 14/21/28 MHz dobro pristaje izvan balkona. Neupadljiv je i ne privlači pažnju na sebe. Takvu antenu možete izgraditi slijedeći vezu

Pogovor:

U zaključku materijala o HF balkonskim antenama, želio bih poručiti onima koji nemaju i nemaju pristup krovu svoje kuće - bolje je imati lošu antenu nego nikakvu. Svatko može raditi s troelementnom Uda-Yagi antenom ili dvostrukim kvadratom, ali ne može svatko odabrati najbolju opciju, razviti i izgraditi balkonsku antenu i raditi u zraku na istoj razini. Ne mijenjajte svoj hobi, uvijek će vam koristiti da odmorite dušu i trenirate mozak, na godišnjem odmoru ili u mirovini. Komunikacija putem zraka daje puno više prednosti od komunikacije putem interneta. Muškarci koji nemaju hobi, koji nemaju cilj u životu, manje žive.

73! Suško S.A. (npr. UA9LBG)

HF raspon sadrži niz radio frekvencija (27 MHz, obično ih koriste vozači), emitirajući mnoge postaje. Ovdje nema TV emisija. Danas ćemo pogledati amaterske serije koje koriste razni radijski entuzijasti. Frekvencije 3,7; 7; 14; 21, 28 MHz HF opsega, u odnosu 1: 2: 4: 6: 8. Važno je, kao što ćemo kasnije vidjeti, da je moguće napraviti antenu koja bi uhvatila sve apoene (pitanje koordinacije je deseta stvar). Vjerujemo da će uvijek biti ljudi koji će koristiti informacije, slušati radijske emisije. Današnja tema je DIY HF antena.

Mnoge ćemo razočarati, danas ćemo opet o vibratorima. Objekti svemira nastaju vibracijama (pogledi Nikole Tesle). Život privlači život, to je pokret. Da bi val bio živ, potrebne su vibracije. Promjene u električnom polju dovode do magnetskog odgovora, pa se kristalizira frekvencija koja prenosi informaciju u eter. Imobilizirano polje je mrtvo. Trajni magnet neće generirati val. Slikovito rečeno, elektricitet je muški princip, postoji samo u kretanju. Magnetizam je prilično ženska kvaliteta. Međutim, autori su zašli u filozofiju.

Vjeruje se da je horizontalna polarizacija poželjnija za prijenos. Prvo, azimutni uzorak zračenja nije kružni (rekli su to usput), sigurno će biti manje smetnji. Znamo da su različiti objekti poput brodova, automobila, tenkova opremljeni za komunikaciju. Ne možete izgubiti naredbe, naredbe, riječi. Hoće li se objekt okrenuti u krivom smjeru, ali je li polarizacija vodoravna? Ne slažemo se s poznatim, cijenjenim autorima koji pišu: vertikalna polarizacija odabrana je kao spoj za antenu jednostavnije izvedbe. Dotaknite se amatera, prije je riječ o kontinuitetu naslijeđa prethodnih generacija.

Dodajmo: s horizontalnom polarizacijom, parametri Zemlje imaju manji utjecaj na širenje vala; osim toga, s vertikalnom polarizacijom, prednja strana trpi slabljenje, režanj se diže na 5 - 15 stupnjeva, što je nepoželjno pri dugom prijenosu udaljenosti. Za vertikalno polarizirane (monopolne) antene važno je dobro uzemljenje. Učinkovitost antene izravno ovisi. Bolje je žice dužine oko četvrtine valne duljine zakopati u zemlju; što su duže, to je učinkovitost veća. Primjer:

• 2 žice – 12%;
• 15 žica – 46%;
• 60 žica – 64%;
• ∞ žice – 100%.

Povećanjem broja žica smanjuje se valna impedancija, približavajući se idealnoj (određenog tipa vibratora) - 37 Ohma. Imajte na umu da kvalitetu ne treba približavati idealnoj, 50 Ohma ne treba usklađivati ​​s kabelom (u komunikaciji se koristi RK - 50). Dobar posao. Nadopunimo informacijski paket jednostavnom činjenicom: s horizontalnom polarizacijom, signal se dodaje onom koji reflektira Zemlja, što daje povećanje od 6 dB. Vertikalna polarizacija ima toliko nedostataka, oni je koriste (ispalo je zanimljivo sa žicama za uzemljenje), i to trpe.

Dizajn HF antena svodi se na jednostavan četvrtvalni, poluvalni vibrator. Drugi su manje veličine i manje su prihvaćeni, a drugi su lakši za koordinaciju. Jarboli se postavljaju okomito pomoću odstojnika i zateznih žica. Opisivali su strukturu obješenu na drvo. Ne znaju svi: na udaljenosti od pola vala od antene ne bi trebalo biti smetnji. Primjenjuje se na željezne i armiranobetonske konstrukcije. Čekaj malo za veselje, na frekvenciji od 3,7 MHz udaljenost je... 40 metara. Antena doseže visinu osmog kata. Stvaranje četvrtvalnog vibratora nije lako.

Zgodno je izgraditi toranj za slušanje radija, odlučili smo se sjetiti starog načina hvatanja dugih valova. Naći ćete unutarnje feromagnetske antene u prijemnicima iz sovjetske ere. Da vidimo jesu li dizajni prikladni za namjeravanu svrhu (hvatanje emisija).

HF magnetna antena

Recimo da postoji potreba za prihvaćanjem frekvencija od 3,7 - 7 MHz. Pogledajmo je li moguće dizajnirati magnetsku antenu. Tvori ga jezgra okruglog, kvadratnog, pravokutnog presjeka. Veličine se ponovno izračunavaju pomoću formule:

do = 2 √ rs / π;

do je promjer okrugle šipke; h, c - visina, širina pravokutnog presjeka.

Namatanje se ne provodi cijelom dužinom, zapravo morate izračunati koliko ćete namotati i odabrati vrstu žice. Uzmimo primjer starog udžbenika dizajna i pokušajmo izračunati HF antenu s frekvencijama od 3,7 - 7 MHz. Uzmimo da je otpor ulaznog stupnja prijemnika 1000 Ohma (u praksi čitači sami mjere ulazni otpor prijemnika), parametar ekvivalentnog prigušenja ulaznog kruga, pri kojem se postiže navedena selektivnost, jednak je 0,04.

Antena koju projektiramo dio je rezonantnog kruga. Rezultat je kaskada obdarena određenom selektivnošću. Kako lemiti, razmislite sami, samo slijedite formule. Oni koji provode izračun morat će pronaći maksimalnu i minimalnu kapacitivnost kondenzatora za ugađanje pomoću formule: Cmax = K 2 Cmin + Co (K 2 – 1).

K – koeficijent podpojasa, određen omjerom maksimalne rezonantne frekvencije prema minimalnoj. U našem slučaju, 7 / 3,7 = 1,9. Izabran je iz nejasnih (prema udžbeniku) razloga; prema primjeru danom u tekstu, uzmimo da je jednak 30 pF. Nećemo puno pogriješiti. Neka je Cmin = 10 pF, nalazimo gornju granicu podešavanja:

Cmax = 3,58 x 10 + 30 (3,58 – 1) = 35,8 + 77,4 = 110 pF.

Zaokruženo, naravno, možete uzeti promjenjivi kondenzator većeg raspona. Primjer daje 10-365 pF. Izračunajmo potrebni induktivitet kruga pomoću formule:

L = 2,53 x 10 4 (K 2 – 1) / (110 – 10) 7 2 = 13,47 µH.

Značenje formule je jasno, dodajmo da je 7 gornja granica raspona, izražena u MHz. Odaberite jezgru zavojnice. Na frekvencijama jezgre, magnetska permeabilnost je M = 100; odabiremo feritni stupanj 100NN. Uzimamo standardnu ​​jezgru duljine 80 mm, promjera 8 mm. Omjer l / d = 80 / 8 =10. Iz referentnih knjiga izdvajamo efektivnu vrijednost magnetske permeabilnosti md. Ispada da je to 41.

Nalazimo promjer namota D = 1,1 d = 8,8, broj zavoja namota određen je formulom:

W = √(L / L1) D md mL pL qL;

Koeficijente formule očitavamo vizualno pomoću grafikona u nastavku. Slike će prikazati referentne brojke korištene gore. Tražite marku ferita, ne živi čovjek samo od kruha. D se izražava u centimetrima. Autori su dobili: L1 = 0,001, mL = 0,38, pL = 0,9. Izračunajmo qL pomoću formule:

qL = (d / D) 2 = (8 / 8,8) 2 = 0,826.

Zamijenimo brojeve u konačni izraz za izračunavanje broja zavoja feritne HF antene i ispada:

Š = √ (13,47 / 0,001) x 0,88 x 41 x 0,38 x 0,9 x 0,826 = 373 zavoja.

Kaskada mora biti spojena na prvo pojačalo prijemnika, zaobilazeći ulazni krug. Recimo više, sada smo izračunali srednju vrijednost selektivnosti u rasponu od 3,7-7 MHz. Osim antene, istovremeno uključuje ulazni krug prijemnika. Stoga će biti potrebno izračunati induktivitet sprege s pojačalom, ispunjavajući uvjete za osiguranje selektivnosti (uzimamo tipične vrijednosti).

Lsv = (der - d) Rin / 2 π fmin K 2 = (0,04 - 0,01) 1000 / 2 x 3,14 x 3,7 x 3,61 = 0,35 μH.

Koeficijent transformacije bit će m = √ 0,35 / 13,47 = 0,16. Nalazimo broj zavoja komunikacijske zavojnice: 373 x 0,16 = 60 zavoja. Namotamo antenu žicom PEV-1 promjera 0,1 mm, a zavojnicu namotamo PELSHO promjera 0,12 mm.

Mnoge ljude vjerojatno zanima nekoliko pitanja. Na primjer, svrha Co formula za izračun promjenjivog kondenzatora. Autor sramežljivo izbjegava pitanje, navodno, početnog kapaciteta sklopa. Vrijedni čitatelji izračunat će rezonantne frekvencije paralelnog kruga u koji je zalemljen početni kapacitet od 30 pF. Malo ćemo pogriješiti ako preporučimo postavljanje trimer kondenzatora od 30 pF pored promjenjivog kondenzatora. Lanac se fino podešava. Početnici su zainteresirani za električni krug, koji će uključivati ​​domaću HF antenu ... Paralelni krug, signal iz kojeg se uklanja transformatorom, formiran je namotanim zavojnicama. Jezgra je zajednička.

Neovisna HF antena je spremna. To ćete naći u turističkom radiju (danas su popularni modeli s dinamom). HF antene (a još više SW) bile bi velike ako je dizajn napravljen u obliku tipičnog vibratora. Takvi dizajni se ne koriste u prijenosnoj opremi. Najjednostavnije HF antene zauzimaju puno prostora. Bolji prijem. Svrha HF antene je poboljšanje kvalitete signala. U stanu, loggia. Rekli su nam kako napraviti minijaturnu HF antenu. Koristite vibratore na selu, u polju, šumi i na otvorenom. Materijal osiguran priručnikom o dizajnu. Knjiga je puna pogrešaka, ali rezultat se čini prolaznim.

Čak i stari udžbenici pate od tipfelera koje urednici propuštaju. Ovo se odnosi na više od jedne grane radioelektronike.

Pariz?! uzeo sam ga!

Washington?! uzeo sam ga!

A nakon što si se tamo popeo, prijemnik je prestao primati udaljene radio stanice”, rekao mi je otac kao djetetu.

Od tada je prošlo nekoliko desetljeća, a prijemnik, kao da se ništa nije dogodilo, nastavlja osvajati gradove. Da budem iskren, nisam ništa radio s prijemnikom. Ove sovjetske svjetiljke nastavit će raditi i nakon apokalipse. Sve je u vezi antene.

Kasno navečer, u sjaju plamena kamina, ne paleći struju, pritišćem tipku starog radija, svjetleća skala s gradovima ugodno prožima sumrak sobe, okrećući nonijus, ugađam radio postaja.
Dugi valovi su tihi. Istina, točno u pravokutniku ljestvice svjetlećeg prozora grada Varšave, na frekvenciji od oko 1300 metara, snimljena je radio postaja “Poljski radio”, a radi se o pravocrtnom dometu većem od 1150 km.
Srednje valove hvataju lokalne i udaljene radio postaje. I ovdje uzimamo domet veći od 2000 km.
Već gotovo 2 godine, u Moskvi i regiji, središnji radio kanali prestali su raditi na ovim valovima (DV, SV).

Posebno su živahni kratki valovi, ovdje je puna kuća. Na kratkim valovima radiovalovi mogu putovati oko Zemlje i radiostanice se zapravo mogu primati s bilo kojeg mjesta na kugli zemaljskoj, ali uvjeti za širenje radiovalova ovdje ovise o vremenu i stanju ionosfere od koje se mogu reflektirati.
Upalim stolnu svjetiljku i na svim opsezima (osim VHF) umjesto radio stanica kontinuirani šum koji prelazi u tutnjavu. Sada je stolna svjetiljka, uključujući kabele za napajanje, odašiljač smetnji koji ometa normalan radio prijem. Trenutno moderne štedne žarulje i drugi kućanski uređaji (TV, računala) pretvorili su mrežne žice u antene za odašiljače smetnji. Čim se mrežna žica od lampe pomaknula nekoliko metara dalje od žice za spuštanje antene, nastavio se prijem radio postaja.

Problem otpornosti na smetnje postojao je još u prošlom stoljeću, au metarskom području valnih duljina rješavan je različitim izvedbama antena, koje su nazivane "protiv buke".

Antišumne antene.

Prvi put sam pročitao opis protušumnih antena u časopisu Radiofront 1938. (23, 24).

Riža. 2.

Riža. 3.

Postoji sličan opis dizajna protušumne antene u časopisu Radiofront za 1939. (06). Ali ovdje su postignuti dobri rezultati u rasponu dugih valnih duljina. Količina prigušenja smetnje bila je 60 dB. Ovaj članak može biti od interesa za radioamaterske komunikacije na Dalekom istoku (136 kHz).

Istina, trenutno se najbolji rezultati postižu korištenjem prilagodbenog pojačala izravno u anteni, koje se preko koaksijalnog kabela spaja na prilagodno pojačalo na ulazu samog prijemnika.

Metlasta antena.

Ovo je bila moja prva antena kućne izrade koju sam napravio za detektorski prijemnik. Prva antena na kojoj sam se spalio, kalajišući svaku žicu, postavljajući kutove šipki strogo prema crtežu pomoću kutomjera. Koliko god sam se trudio, prijemnik detektora nije radio s njim. Da sam tada umjesto metle stavio poklopac od lonca, učinak bi bio sličan. Zatim, u djetinjstvu, prijemnik je spasio mrežno ožičenje, čija je jedna žica bila spojena na ulaz detektora preko izolacijskog kondenzatora. Tada sam shvatio da za normalan rad prijemnika duljina žice antene mora biti najmanje 20 metara, a svakakvi elektronički oblaci koji provode slojeve zraka iznad metlice neka ostanu u teoriji. Stariji se još sjećaju da je metla pričvršćena na dimnjak izuzetno dobro hvatala kad je dim išao okomito prema gore. U selima su obično navečer ložili peć i kuhali večeru u loncima od lijevanog željeza. Navečer, u pravilu, vjetar jenjava i diže se dim u stupu. Istodobno se u večernjim satima valovi lome od ioniziranog sloja zemljine površine i prijam u tim valovima se poboljšava.
Najbolji rezultati mogu se dobiti sa slikama antena ispod (Slika 5 - 6). To su također antene s lumped kapacitivnošću. Ovdje žičani okvir i spirala uključuju 15 - 20 metara žice. Ako je krov dovoljno visok i nije izrađen od metala i slobodno prenosi radio valove, tada se takve kompozicije (Sl. 5, 6) mogu postaviti na tavan.

Riža. 5. „Radio svima“ 1929. br.11

Riža. 6. „Radio svima“ 1929. br.11

Rulet antena.

Koristio sam običnu građevinsku traku s duljinom čeličnog lima od 5 metara. Ova mjerna vrpca je vrlo praktična kao HF antena, budući da ima metalnu kopču koja je preko osovine električno spojena na mrežu trake. Džepni HF prijemnici imaju čisto simboličnu bič antenu, inače ne bi stali u džep. Čim sam pričvrstio metar na bič antenu prijemnika, kratkovalni pojasevi u području od 13 metara počeli su se gušiti od velikog broja primljenih radio postaja.

Prijem na rasvjetnu mrežu.

Ovo je naslov članka u Radioamaterskom časopisu za 1924. br. 03. Sada su ove antene otišle u povijest, ali ako je potrebno, još uvijek možete koristiti mrežne žice u nekom izgubljenom selu, prethodno isključivši sve moderne kućanske aparate .

Domaća antena u obliku slova L.

Ove antene prikazane su na slici 4. a, b). Horizontalni dio antene ne bi trebao prelaziti 20 metara, obično se preporučuje 8 - 12 metara. Udaljenost od tla je najmanje 10 metara. Daljnje povećanje visine antene dovodi do povećanja atmosferskih smetnji.

Napravio sam ovu antenu od mrežnog nosača na kolutu. Takvu antenu (slika 8) vrlo je lako postaviti na terenu. Usput, prijemnik detektora je dobro radio s njim. Na slici, koja prikazuje prijemnik detektora, titrajni krug je napravljen od jednog mrežnog koluta (2), a drugi mrežni nastavak (1) koristi se kao antena u obliku slova L.

Okružne antene.

Antena može biti izrađena u obliku okvira, a predstavlja ulazni podesivi titrajni krug koji ima usmjerena svojstva, što značajno smanjuje smetnje radijskom prijemu.

Magnetna antena.

U njegovoj izradi koristi se feritna cilindrična šipka, kao i pravokutna šipka, koja zauzima manje prostora u džepnom radiju. Ulazni podesivi krug postavljen je na šipku. Prednost magnetskih antena je njihova mala veličina, visoka kvaliteta kruga i, kao posljedica toga, visoka selektivnost (ugađanje od susjednih stanica), što će, zajedno sa svojstvom usmjerenosti antene, samo dodati još jednu prednost, kao što je bolja otpornost na buku prijema u gradu. Korištenje magnetskih antena uglavnom je namijenjeno za prijem lokalnih radijskih postaja, međutim visoka osjetljivost modernih prijamnika DV, MF i HF pojasa i gore navedena pozitivna svojstva antene omogućuju dobar domet radijskog prijema.

Tako sam, na primjer, mogao uhvatiti udaljenu radio stanicu pomoću magnetske antene, ali čim sam spojio dodatnu glomaznu vanjsku antenu, stanica se izgubila u šumu atmosferskih smetnji.

Magnetska antena u stacionarnom prijemniku ima rotirajući uređaj.

Na plosnatu feritnu (dužine slične cilindričnoj) šipku dimenzija 3 X 20 X 115 mm, kvaliteta 400NN za opsege DV i SV, namotane su zavojnice PELSHO žicom, PEL 0,1 - 0,14, na pomičnom papirnom okviru, 190 i 65 okreta svaki.

Za VF područje, konturna zavojnica postavljena je na dielektrični okvir debljine 1,5 - 2 mm i sadrži 6 zavoja namotanih u koracima (s razmakom između zavoja) s duljinom kruga od 10 mm. Promjer žice 0,3 - 0,4 mm. Okvir sa zavojnicama pričvršćen je na sam kraj šipke.

Potkrovne antene.

Već duže vrijeme koristim potkrovlje za televizijske i radio antene. Ovdje, daleko od električnih instalacija, antena MF i HF raspona dobro radi. Krov od mekog krovišta, ondulina, škriljevca proziran je za radio valove. Časopis “Radio za svakoga” za 1927. (04) daje opis takvih antena. Autor članka „Tavanske antene“, S. N. Bronstein, preporučuje: „Oblik može biti vrlo raznolik, ovisno o veličini prostorije. Ukupna duljina ožičenja mora biti najmanje 40 - 50 metara. Materijal je antenski kabel ili žica zvona, montirana na izolatore. S takvom antenom nije potreban prekidač za munje.”

Koristio sam i punu i užetu žicu iz električnih žica bez skidanja izolacije s njih.

Stropna antena.

Ovo je ista antena koju je očev prijemnik koristio za hvatanje gradova. Bakrena kalemna žica promjera 0,5 - 0,7 mm bila je namotana oko olovke i zatim rastegnuta ispod stropa prostorije. Postojala je kuća od cigle i visok kat, a prijemnik je radio izvrsno, ali kada su se preselili u kuću od armiranog betona, armaturna mreža kuće postala je prepreka za radio valove i radio je prestao normalno raditi.

Iz povijesti antena.

Vraćajući se u prošlost, zanimalo me kako je izgledala prva svjetska antena.

Prvu antenu predložio je A. S. Popov 1895. godine; bila je to duga tanka žica podignuta balonima. Bio je pričvršćen na detektor munje (prijemnik koji detektira pražnjenje munje), prototip radiotelegrafa. A tijekom prve radijske emisije u svijetu 1896. godine, na sastanku Ruskog fizikalno-kemijskog društva u kabinetu fizike Sveučilišta u Sankt Peterburgu, tanka je žica razvučena od prvog radiotelegrafskog radio-prijemnika do vertikalne antene (časopis Radio, 1946. 04 05 “Prva antena”).

Riža. 13. Prva antena.

Kapitalne konstrukcije i balkonske ograde mogu se uspješno koristiti za pričvršćivanje antene u slučajevima kada postavljanje ovog uređaja na krov zgrade iz nekog razloga nije moguće. Naravno, HF balkonska antena ne može se usporediti u učinkovitosti s osnovnom, ali za mnoge zadatke njezine će mogućnosti biti sasvim prihvatljive. U ovom ćemo članku detaljno razmotriti niz pitanja vezanih uz rad ove vrste antena i naučiti kako ih sami izraditi.

uhvatiti val

Danas se balkonske antene često mogu vidjeti na pročeljima gradskih visokih zgrada. Gotovo svi su dizajnirani za rad u kratkovalnom području. Uz pomoć takvih antena možete primati radio i televizijske signale, a također vam omogućuju korištenje radijskih postaja za amaterske ili komercijalne (profesionalne) radio komunikacije. Treba napomenuti da takvi uređaji obavljaju bolji prijem radijskih signala nego prijenos.

Domaća balkonska HF antena uvijek se može pričvrstiti na elemente metalnog omotača, jer ima malu težinu i male ukupne dimenzije. Prvo se uvjerite da uređaj jasno prima signal koji vam je potreban. Činjenica je da, zbog zaštitnih svojstava zgrade, balkonska antena radi učinkovito samo u nekim smjerovima, a ako vaš balkon ili lođa "gleda" u smjeru suprotnom od izvora signala, može se pokazati apsolutno beskorisnom .

Koji radio valovi se nazivaju kratkim? Ova kategorija uključuje elektromagnetsko zračenje valne duljine od 10 do 100 m. Ove duljine odgovaraju frekvencijskom području 3 – 30 MHz. Izvanredno svojstvo ovih radio valova je njihova sposobnost da se reflektiraju od površine zemlje i gornjih slojeva atmosfere, praktički bez gubitka snage. Zahvaljujući tome, val teče oko površine planeta, što omogućuje prijenos signala na velike udaljenosti.

Ako primijetite pogoršanje kvalitete komunikacije, nemojte žuriti s odlaganjem antene. Kratkovalne radiokomunikacije vrlo su osjetljive na mnoge čimbenike, a glavni su doba dana, vremenski uvjeti i priroda sunčeve aktivnosti. Ovi čimbenici imaju posebno primjetan učinak na prijem i prijenos signala balkonskom antenom, koja je u svojim mogućnostima inferiorna u odnosu na osnovnu. Drugi razlog za promjene u razini signala su smetnje. Valovi iz istog izvora dopiru do antene duž različitih putanja, s tim da imaju različito trajanje. To je ono što uzrokuje ovaj fenomen.

Dizajniramo antenu za HF područje

Oni čija ruka ujutro posegne za lemilom umjesto četkicom za zube vjerojatno će biti zainteresirani kako napraviti domaću antenu od otpadnog materijala. Kao prvo, potrebna nam je feritna cijev– zaštitni element kabela od monitora i tipkovnica. Jedan od radio amatera slučajno je otkrio da takve cijevi reagiraju reaktivnom impedancijom unutar nekoliko stotina Ohma na radio signale valne duljine nešto manje od 100 m. U isto vrijeme, širokopojasni transformator na takvim cijevima pokazuje dobre frekvencijske karakteristike unutar kratkog vremena. - raspon valova. Ova svojstva feritnih cijevi pomoći će nam u dizajnu HF antene za balkon ili lođu. Da biste to učinili, morate slijediti upute korak po korak:

Nakon postavljanja na balkon, takva domaća HF antena pokazuje dobar prijem signala s frekvencijom od 14 do 28 MHz.

Pročitajte o tome u našem članku. Također nudi i druge modele kao što su podni i stropni.

Ako se pitate: odgovor ćete pronaći na našoj web stranici.

Postavljanje amaterskih komunikacija

Na području Ruske Federacije postoje dva otvorena radiofrekvencijska pojasa:

— CB raspon(latinična slova, oznaka glasi "si-bi"), što je kratkovalno;

— PMR ili LPD raspon, što je ultrakratki val.

Zovu se otvoreni jer se mogu koristiti bez posebnog dopuštenja. Međutim, postoji jedno upozorenje: komercijalna uporaba PMR raspona nije dopuštena.

CB valovi (27 MHz) mogu se savijati oko zgrada, prirodnih brežuljaka i šuma. Karakteriziraju ih beznačajni gubici, tako da se povezivanje antene s radio postajom može obaviti čak i jeftinim markama kabela. Instaliranje baznih antena za rad u CB pojasu nije protivzakonito.

CB frekvencije karakterizira dugodometni učinak, koji je uzrokovan promjenama u solarnoj aktivnosti ili u stanju magnetskog polja našeg planeta. Leži u činjenici da se signal iz izvora koji se nalazi 10-15 tisuća km daleko prima jasnije nego iz stanice koja radi nekoliko kilometara.

Ultrakratkovalni signali (PMR i LPD) emitiraju se na frekvenciji od 433 do 446 MHz. Mobilna radio postaja koja radi na LPD pojasu savršena je za organiziranje komunikacije, na primjer, između ureda i skladišta. Za razliku od opreme dizajnirane za CB pojas, takve stanice podržavaju višekanalni način komunikacije i opremljene su vrlo učinkovitim ugrađenim antenama. Osim toga, LPD stanice se mogu koristiti za organiziranje komunikacije unutar zgrade, a njihovi signali mogu doći čak i do podruma.

Savjet: Za slušanje i komunikaciju s drugim radioamaterima najbolji izbor je AM/FM radio s baznom CB antenom. Takva oprema omogućit će vam slušanje lokalnih postaja i stranih radijskih emisija.