Antena cu toate undele a „săracului” radioamator. Antene de amatori HF Antene de transmisie în bandă largă HF

Dipol. Cea mai simplă antenă.

În ultimul timp, am auzit din ce în ce mai des de la colegii mei începători despre dificultăți care apar în construcția uneia sau aceleiași antene. Acestea vizează antene greu de construit pentru cunoștințe de nivel de intrare.

Eu însumi eram în „pantofii” lor și m-am gândit și am acționat aproximativ în același mod, dar m-am întors totuși la antena „Dipol cu ​​jumătate de undă”, care este cel mai ușor de fabricat și configurat. În acest articol voi descrie cea mai simplă și cea mai modalitate ieftină de a construi o antenă dipol cu ​​jumătate de undă și de a o configura. Și așa, în loc să ne blocăm în formule, să folosim calculul online. Mai jos sunt dimensiunile pentru gama de 40 m.

Și așa luăm o frânghie de antenă de cupru sau un fir electric (de exemplu, cu o secțiune transversală de 2 pătrate) și tăiem brațele în secțiuni de 10 m. Nu voi intra în dezbatere aici despre ce material este mai bun pentru realizarea unei antene. . Probabil cel mai bun material este cel pe care îl ai la îndemână sau l-ai primit gratuit (glumesc). Trebuie remarcat faptul că lungimea electrică a antenei este ușor diferită de lungimea fizică calculată.

Mai jos este un exemplu despre cum puteți face cu ușurință un dipol

După tăierea elementelor, se realizează un izolator central și un izolator pentru capetele lamelor. Puteți agăța un dipol în spațiu. Înălțimea recomandată a suspensiei nu este mai mică de 1/4 lungime de undă lungă pentru intervalul selectat. Este mai bine, desigur, cât mai sus posibil, dar dacă înălțimea suspensiei este sub 1/4, nici nu este mare lucru, antena pur și simplu nu va funcționa la fel de eficient. Pentru că va fi introdusă o componentă reactivă. Dar mai multe despre asta mai târziu.

Dipolul este fabricat, suspendat, conectat la transceiver. Poate toată lumea să lucreze?
Cred ca da. Dar nu știm valoarea SWR și dacă rezonanța antenei se află în intervalul de frecvență necesar. Prin urmare, lucrul cu o astfel de antenă va fi ineficient.
Deci trebuie să instalăm antena. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza un contor SWR sau un analizor de antenă. Contorul SWR ne arată gradul de coordonare dintre antenă și transceiver. Valoarea unei antene bine reglate ar trebui să tinde spre 1, dar este destul de acceptabil să se efectueze comunicații pe antene cu SWR până la 3. Analizorul de antenă ne arată parametri ceva mai mari - aceștia sunt SWR, activ și reactanța antenei. Toți acești indicatori sunt de mare importanță, dar la etapa inițială nu sunt atât de importanți.

Așa arată contorul SWR (ei bine, cel puțin una dintr-un milion de opțiuni)

Ei bine, Analizorul de antenă

Din păcate, nu orice radioamator își poate permite să cumpere un analizor de antenă, dar un contor SWR este destul de accesibil.

Să începem configurarea antenei. Să conectăm contorul SWR între transceiver și antenă. Și vom măsura valoarea SWR la începutul, mijlocul și sfârșitul intervalului necesar. În mod ideal, valoarea ar trebui să fie 1 în întreaga zonă, dar aceasta este ideală. Dar, în realitate, dipolul are o impedanță de undă de 75 ohmi, deci obținem o valoare de cel puțin 1,5. Dar acest lucru nu ar trebui să fie înfricoșător pentru că... Permiteți-mi să vă reamintesc că puteți lucra cu SWR până la 3. Mai mult, un nivel bun SWR va fi cel mai probabil mai scăzut în frecvență, deoarece Amintiți-vă că am spus că lungimile fizice și electrice ale antenei diferă. Prin urmare, este necesar fie să scurtați, fie să prelungiți antena. Principalul lucru de reținut este câteva reguli atunci când configurați o antenă:

• Scurtarea trebuie făcută nu prin tăierea unei piese în exces, ci prin îndoirea acesteia spre brațul principal (adevarat pentru antenele cu fir)
• Dacă decalajul cu un SWR bun este deseori mai mic ca frecvență, atunci antena trebuie scurtată; dacă este mai mare, atunci prelungește
• Și cel mai important lucru. Cel mai bun dușman al binelui. Deși nu există limită pentru perfecțiune.

Și astfel, după mai multe măsurători, ajungem la concluzia că lungimea fizică a antenei este ceva mai mare, deoarece Banda de frecvență cu SWR bun se află în intervalul 6900-7000 MHz. Desigur, puteți scurta imediat benzile de antenă, dar pentru a face acest lucru trebuie să cunoașteți factorul de scurtare al firului (materialul din care sunt fabricate benzile de antenă). Prin urmare, este necesar să scurtați brațele dipolului de mai multe ori (cel puțin 2) cu aceeași distanță mică pentru a determina cu câți kHz este deplasată frecvența. Și numai atunci, ținând cont de această dependență, scurtați brațele dipolului la lungimea necesară.

Asta e tot. Cel mai simplu mod de a realiza și configura o antenă este un dipol cu ​​jumătate de undă. Desigur, nu am ținut cont de componenta reactivă la instalarea antenei, dar am considerat cea mai simplă metodă. Puteți începe să lucrați în aer.

Succes tuturor și tradițional 73.

Astăzi, când mare parte din vechiul fond de locuințe a fost privatizat, iar cel nou este cu siguranță proprietate privată, devine din ce în ce mai greu pentru un radioamator să instaleze antene full-size pe acoperișul casei sale. Acoperișul unei clădiri rezidențiale face parte din proprietatea fiecărui rezident al casei în care locuiește și nu vă vor permite niciodată să mai mergeți pe el, cu atât mai puțin să instalați un fel de antenă și să stricăți fațada clădirii. Cu toate acestea, astăzi există cazuri în care un radioamator încheie un acord cu departamentul de locuințe pentru a închiria o parte din acoperiș cu antena lui, dar acest lucru necesită resurse financiare suplimentare și acesta este un subiect complet diferit. Prin urmare, mulți radioamatori începători își pot permite doar antene care pot fi instalate pe un balcon sau logie, riscând să primească o mustrare de la managerul clădirii pentru deteriorarea fațadei clădirii cu o structură proeminentă absurdă.

Roagă-te lui Dumnezeu ca un „activist care știe totul” să nu menționeze radiațiile dăunătoare ale antenei, cum ar fi cele ale antenelor celulare. Din păcate, trebuie să recunoaștem că a venit o nouă eră pentru radioamatorii de a-și păstra secrete hobby-ul și antenele HF, în ciuda paradoxului legalității lor în sensul legal al acestei probleme. Adică, statul permite difuzarea pe baza „Legii comunicațiilor a Federației Ruse”, iar nivelurile de putere permise respectă standardele pentru radiația HF SanPiN 2.2.4/2.1.8.055-96, dar trebuie să să fie invizibili pentru a evita dovezile inutile ale legalității activităților lor.

Materialul propus va ajuta radioamatorul să înțeleagă antenele cu o scurtare mare, care pot fi amplasate pe spațiul unui balcon, loggie, pe peretele unei clădiri rezidențiale sau pe un câmp de antenă limitat. Materialul „Antene HF de balcon pentru începători” oferă o privire de ansamblu asupra opțiunilor de antene de la diferiți autori, publicate anterior atât pe hârtie, cât și în format electronic și selectate pentru condițiile instalării lor într-un spațiu limitat.

Comentariile explicative vor ajuta un începător să înțeleagă cum funcționează antena. Materialele prezentate sunt destinate ca radioamatorii să înceapă să dobândească abilități în construirea și selectarea mini-antenelor.

1. dipol Hertz.
2. Dipol hertzian scurtat.
3. Antene spiralate.
4. Antene magnetice.
5. Antene capacitive.

1. dipol Hertz

Cel mai clasic tip de antenă este incontestabil dipolul hertzian. Acesta este un fir lung, cel mai adesea cu o dimensiune a lamei antenei de jumătate de lungime de undă. Firul antenei are propria capacitate și inductanță, care sunt distribuite pe întreaga suprafață a antenei; se numesc parametri distribuiți ai antenei. Capacitatea antenei creează componenta electrică a câmpului (E), iar componenta inductivă a antenei creează câmpul magnetic (H).

Dipolul Hertz clasic prin natura sa are dimensiuni impresionante și constituie o jumătate de lungime de undă lungă. Judecă singur, la o frecvență de 7 MHz lungimea de undă este de 300/7 = 42,86 metri, iar o jumătate de undă va fi de 21,43 metri! Parametrii importanți ai oricărei antene sunt caracteristicile sale din partea spațială, aceasta este deschiderea, rezistența la radiații, înălțimea efectivă a antenei, modelul de radiație etc., precum și din partea alimentatorului de alimentare, aceasta este impedanța de intrare, prezența reactivului. componente și interacțiunea alimentatorului cu unda emisă. Un dipol cu ​​jumătate de undă este un emițător liniar, larg răspândit în practica tehnologiei antenei. Cu toate acestea, orice antenă are avantajele și dezavantajele ei.

Să remarcăm imediat că pentru o bună funcționare a oricărei antene, sunt necesare cel puțin două condiții: prezența unui curent de polarizare optim și formarea eficientă a undei electromagnetice. Antenele HF pot fi fie verticale, fie orizontale. Instalând un dipol cu ​​jumătate de undă pe verticală și micșorând înălțimea acestuia prin transformarea celei de-a patra părți în contragreutăți, obținem așa-numita verticală de sfert de undă. Antenele verticale cu sfert de undă, pentru funcționarea lor eficientă, necesită un „mas radio” bun, deoarece Solul planetei Pământ are o conductivitate slabă. Masa radio este înlocuită cu contragreutăți de conectare. Practica arată că numărul minim necesar de contragreutăți ar trebui să fie de aproximativ 12, dar este mai bine dacă numărul lor depășește 20... 30 și, în mod ideal, trebuie să aveți 100-120 de contragreutăți.

Nu trebuie să uităm niciodată că o antenă verticală ideală cu o sută de contragreutăți are o eficiență de 47%, iar eficiența unei antene cu trei contragreutăți este mai mică de 5%, ceea ce se reflectă clar în grafic. Puterea furnizată unei antene cu un număr mic de contragreutăți este absorbită de suprafața pământului și de obiectele din jur, încălzindu-le. Exact aceeași eficiență scăzută așteaptă un vibrator orizontal montat jos. Mai simplu spus, pământul reflectă slab și absoarbe bine undele radio emise, mai ales când unda nu s-a format încă în zona apropiată de la antenă, ca o oglindă întunecată. Suprafața mării reflectă mai bine, iar deșertul nisipos nu se reflectă deloc. Conform teoriei reciprocității, parametrii și caracteristicile antenei sunt aceleași atât pentru recepție, cât și pentru transmisie. Aceasta înseamnă că în modul de recepție, lângă o verticală cu un număr mic de contragreutăți, apar pierderi mari ale semnalului util și, drept consecință, o creștere a componentei de zgomot a semnalului primit.

Contragreutățile verticale clasice nu trebuie să fie mai mici decât lungimea știftului principal, adică. Curenții de deplasare care curg între știft și contragreutăți ocupă un anumit volum de spațiu, care participă nu numai la formarea modelului direcțional, ci și la formarea intensității câmpului. La o mai mare aproximare, putem spune că fiecare punct de pe pin corespunde propriului punct oglindă de pe contragreutate, între care curg curenții de polarizare. Faptul este că curenții de deplasare, ca toți curenții obișnuiți, curg pe calea cu cea mai mică rezistență, care în acest caz este concentrată într-un volum limitat de raza pinului. Modelul de radiație generat va fi o suprapunere (suprapunere) a acestor curenți. Revenind la cele spuse mai sus, aceasta înseamnă că eficiența unei antene clasice depinde de numărul de contragreutăți, adică. cu cât sunt mai multe contragreutăți, cu atât este mai mare curentul de polarizare, cu atât antena este mai eficientă, ACEASTA ESTE PRIMA CONDIȚIE pentru buna funcționare a antenei.

Cazul ideal este un vibrator cu jumătate de undă situat în spațiu deschis, în absența solului absorbant, sau un vibrator vertical situat pe o suprafață metalică solidă cu o rază de 2-3 lungimi de undă. Acest lucru este necesar pentru ca solul pământului sau obiectele din jurul antenei să nu interfereze cu formarea efectivă a undei electromagnetice. Faptul este că formarea unei unde și coincidența de fază a componentelor magnetice (H) și electrice (E) ale câmpului electromagnetic nu are loc în zona apropiată a dipolului Hertz, ci în zona mijlocie și îndepărtată la o distanță de 2-3 lungimi de undă, ACEASTA ESTE A DOUA CONDIȚIE pentru o bună funcționare a antenelor. Acesta este principalul dezavantaj al dipolului Hertz clasic.

Unda electromagnetică formată în zona îndepărtată este mai puțin susceptibilă la influența suprafeței pământului, se îndoaie în jurul acesteia, se reflectă și se propagă în mediu. Toate conceptele foarte scurte prezentate mai sus sunt necesare pentru a înțelege esența ulterioară a construcției antenelor de balcon pentru amatori - pentru a căuta un design de antenă în care unda se formează în interiorul antenei însăși.

Acum este clar că amplasarea antenelor de dimensiune completă, a unei tije cu un sfert de undă cu contragreutăți sau a unui dipol Hertz HF cu jumătate de undă este aproape imposibil de plasat într-un balcon sau loggie. Și dacă un radioamator a reușit să găsească un punct accesibil de montare a antenei pe clădirea vizavi de balcon sau fereastră, atunci astăzi acest lucru este considerat un mare noroc.

2. Dipol hertzian scurtat.

Cu un spațiu limitat la dispoziție, radioamatorul trebuie să facă un compromis și să reducă dimensiunea antenelor. Antenele ale căror dimensiuni nu depășesc 10...20% din lungimea de undă λ sunt considerate electric mici. În astfel de cazuri, este adesea folosit un dipol scurtat. Când antena este scurtată, capacitatea sa distribuită și inductanța scad și, în consecință, rezonanța sa se schimbă către frecvențe mai mari. Pentru a compensa această deficiență, inductoarele suplimentare L și sarcini capacitive C sunt introduse în antenă ca elemente aglomerate (Fig. 1).

Eficiența maximă a antenei se poate realiza prin plasarea bobinelor de extensie la capetele dipolului, deoarece curentul de la capetele dipolului este maxim si distribuit mai uniform, ceea ce asigura inaltimea maxima efectiva a antenei hd = h. Pornirea bobinelor inductoare mai aproape de centrul dipolului va reduce propria inductanță, în acest caz curentul spre capetele dipolului scade, înălțimea efectivă scade și, ulterior, eficiența antenei.

De ce este necesară o sarcină capacitivă într-un dipol scurtat? Faptul este că, odată cu o scurtare mare, factorul de calitate al antenei crește foarte mult, iar lățimea de bandă a antenei devine mai îngustă decât gama de radio amatori. Introducerea sarcinilor capacitive crește capacitatea antenei, reduce factorul de calitate al circuitului LC format și își extinde lățimea de bandă la un nivel acceptabil. Un dipol scurtat este reglat la frecvența de funcționare în rezonanță fie prin inductori, fie prin lungimea conductorilor și a sarcinilor capacitive. Aceasta asigură compensarea reactanței lor la frecvența de rezonanță, care este necesară în condițiile de coordonare cu alimentatorul de putere.

Notă: Astfel, compensăm caracteristicile necesare ale unei antene scurtate pentru a o potrivi cu alimentatorul și spațiul, dar reducerea dimensiunilor ei geometrice duce ÎNTOTDEAUNA la o scădere a eficienței (eficienței).

Unul dintre exemplele de calcul al unui inductor de extensie a fost descris clar în Revista Radio, numărul 5, 1999, unde calculul este efectuat de la un emițător existent. Inductoarele L1 și L2 sunt amplasate aici în punctul de alimentare al dipolului cu sfert de undă A și al contragreutății D (Fig. 2.). Aceasta este o antenă cu o singură bandă.

De asemenea, puteți calcula inductanța unui dipol scurtat pe site-ul web al radioamatorului RN6LLV - oferă un link pentru a descărca un calculator care poate ajuta la calcularea inductanței de extensie.

Există, de asemenea, antene brevetate brevetate (Diamond HFV5), care au o versiune cu mai multe benzi, vezi Fig. 3, diagrama sa electrică este și acolo.

Funcționarea antenei se bazează pe conectarea în paralel a elementelor rezonante reglate la frecvențe diferite. Când treceți de la un interval la altul, practic nu se afectează unul pe celălalt. Inductoarele L1-L5 sunt bobine de extensie, fiecare proiectată pentru propriul său domeniu de frecvență, la fel ca sarcinile capacitive (o extensie a antenei). Acestea din urmă au un design telescopic, iar prin modificarea lungimii pot regla antena într-un interval mic de frecvență. Antena este de bandă foarte îngustă.

* Mini antenă pentru banda de 27 MHz, scris de S. Zaugolny. Să aruncăm o privire mai atentă la munca ei. Antena autorului este situată la etajul 4 al unei clădiri cu panouri cu 9 etaje într-o deschidere a ferestrei și este în esență o antenă interioară, deși această versiune a antenei va funcționa mai bine în afara perimetrului unei ferestre (balcon, logie). După cum se poate observa din figură, antena constă dintr-un circuit oscilator L1C1, reglat în rezonanță la frecvența canalului de comunicație, iar bobina de comunicație L2 acționează ca un element de potrivire cu alimentatorul, Fig. 4.a. Emițătorul principal aici sunt sarcini capacitive sub formă de rame de sârmă cu dimensiuni de 300 * 300 mm și un dipol simetric scurtat format din două bucăți de sârmă de 750 mm fiecare. Având în vedere că un dipol cu ​​jumătate de undă situat vertical ar ocupa o înălțime de 5,5 m, atunci o antenă cu o înălțime de numai 1,5 m este o opțiune foarte convenabilă pentru plasarea într-o deschidere a ferestrei.

Dacă excludem circuitul rezonant din circuit și conectăm cablul coaxial direct la dipol, atunci frecvența de rezonanță va fi în intervalul 55-60 MHz. Pe baza acestei diagrame, este clar că elementul de setare a frecvenței din acest design este un circuit oscilator, iar antena fiind scurtată de 3,7 ori nu îi reduce foarte mult eficiența. Dacă în acest design utilizați un circuit oscilant reglat pe alte frecvențe inferioare din gama HF, bineînțeles că antena va funcționa, dar cu o eficiență mult mai mică. De exemplu, dacă o astfel de antenă este reglată pe banda de amatori de 7 MHz, atunci factorul de scurtare a antenei de la jumătate de undă din acest interval va fi de 14,3, iar eficiența antenei va scădea și mai mult (cu rădăcina pătrată a lui 14), adică. de peste 200 de ori. Dar nu poți face nimic în privința asta; trebuie să alegi un design de antenă care să fie cât mai eficient posibil. Acest design arată în mod clar că elementele radiante de aici sunt sarcini capacitive sub formă de pătrate de sârmă și și-ar îndeplini mai bine funcțiile dacă ar fi toate din metal. Veriga slabă aici este circuitul oscilator L1C1, care trebuie să aibă un factor de înaltă calitate-Q, iar o parte din energia utilă din acest design este irosită în interiorul plăcilor condensatorului C1. Prin urmare, deși creșterea capacității condensatorului reduce frecvența de rezonanță, reduce și eficiența generală a acestui design. Atunci când proiectați această antenă pentru frecvențe inferioare ale gamei HF, trebuie acordată atenție că la frecvența de rezonanță L1 este maximă și C1 este minimă, fără a uita că emițătorii capacitivi fac parte din sistemul de rezonanță în ansamblu. Este recomandabil să proiectați suprapunerea frecvenței maxime să nu fie mai mare de 2, iar emițătorii să fie amplasați cât mai departe posibil de pereții clădirii. Versiunea de balcon a acestei antene cu camuflaj de la privirile indiscrete este prezentată în Fig. 4.b. Această antenă a fost folosită de ceva timp la mijlocul secolului al XX-lea pe vehiculele militare din gama HF, cu o frecvență de reglare de 2-12 MHz.

* Versiunea cu o singură bandă a „Antenei Undying Fuchs”(21 MHz) este prezentat în Fig. 5.a. Pinul de 6,3 metri lungime (aproape jumătate de undă) este alimentat de la capăt printr-un circuit oscilant paralel cu o rezistență la fel de mare. Domnul Fuchs a hotărât că așa circuitul oscilator paralel L1C1 și dipolul cu jumătate de undă sunt consecvenți unul cu celălalt, și așa este... După cum știți, dipolul cu semiundă este autosuficient și funcționează singur, nu are nevoie de contragreutati precum un vibrator cu un sfert de unda. Emițătorul (sârmă de cupru) poate fi plasat într-o undiță de plastic. În timp ce se lucrează la aer, o astfel de undiță poate fi mutată dincolo de balustrada balconului și pusă la loc, dar iarna acest lucru creează o serie de inconveniente. O bucată de sârmă de numai 0,8 m este folosită ca „împământare” pentru circuitul oscilant, ceea ce este foarte convenabil atunci când plasați o astfel de antenă pe un balcon. În același timp, acesta este un caz excepțional când un ghiveci de flori poate fi folosit ca împământare (doar glumesc). Inductanța bobinei rezonante L2 este de 1,4 μH, este realizată pe un cadru cu diametrul de 48 mm și conține 5 spire de sârmă de 2,4 mm cu pasul de 2,4 mm. Circuitul folosește două bucăți de cablu coaxial RG-6 ca condensator rezonant cu o capacitate de 40 pF. Segmentul (C2 conform diagramei) este o parte neschimbată a condensatorului rezonant cu o lungime de cel mult 55-60 cm, iar un segment mai scurt (C1 conform diagramei) este utilizat pentru reglarea fină la rezonanță (15-60 cm). 20 cm). Bobina de comunicație L1 sub forma unei spire deasupra bobinei L2 este realizată dintr-un cablu RG-6 cu un spațiu de 2-3 cm în împletitură, iar reglarea SWR se realizează deplasând această tură de la mijloc spre contragreutatea.

Notă: Antena Fuchs funcționează bine doar în varianta semi-undă a emițătorului, care poate fi și scurtată ca o antenă spirală (citiți mai jos).

* Opțiune de antenă de balcon cu benzi multiple prezentat în Fig. 5 B. A fost testat în anii 50 ai secolului trecut. Aici inductanța joacă rolul unei bobine de extensie în modul autotransformator. Și condensatorul C1 la 14 MHz reglează antena la rezonanță. Un astfel de pin necesită o împământare bună, care este greu de găsit pe balcon, deși pentru această opțiune puteți folosi o rețea extinsă de conducte de încălzire în apartamentul dvs., dar nu este recomandat să furnizați mai mult de 50 W de putere. Inductorul L1 are 34 de spire de tub de cupru cu diametrul de 6 mm, înfăşurat pe un cadru cu diametrul de 70 mm. Coturi de la 2,3 și 4 ture. În intervalul de 21 MHz, comutatorul P1 este închis, P2 este deschis, în intervalul de 14 MHz, P1 și P2 sunt închise. La 7 MHz poziția comutatoarelor este aceeași ca la 21 MHz. În intervalul de 3,5 MHz, P1 și P2 sunt deschise. Comutatorul P3 determină coordonarea cu alimentatorul. În ambele cazuri, este posibil să folosiți o tijă de aproximativ 5m, apoi restul emițătorului va atârna până la pământ. Este clar că utilizarea unor astfel de opțiuni de antenă ar trebui să fie deasupra etajului 2 al clădirii.

Această secțiune nu prezintă toate exemplele de scurtare a antenelor dipol; alte exemple de scurtare a unui dipol liniar vor fi prezentate mai jos.

3. Antene spiralate.

Continuând discuția despre tema antenelor scurtate pentru balcon, nu putem ignora antenele elicoidale din gama HF. Și, desigur, este necesar să ne amintim proprietățile lor, care au aproape toate proprietățile unui dipol Hertz.

Orice antenă scurtată, ale cărei dimensiuni nu depășesc 10-20% din lungimea de undă, este clasificată ca antenă mică din punct de vedere electric.

Caracteristicile antenelor mici:

1. Cu cât antena este mai mică, cu atât ar trebui să aibă mai puține pierderi ohmice. Antenele mici asamblate din fire subțiri nu pot funcționa eficient, deoarece experimentează curenți crescuti, iar efectul pielii necesită rezistențe scăzute la suprafață. Acest lucru este valabil mai ales pentru antenele cu dimensiuni ale emițătorului semnificativ mai mici de un sfert din lungimea de undă.
2. Deoarece intensitatea câmpului este invers proporțională cu dimensiunea antenei, o scădere a dimensiunii antenei duce la o creștere a intensităților foarte mari ale câmpului în apropierea acesteia, iar odată cu creșterea puterii furnizate duce la apariția „ Efect Focul Sf. Elm”.
3. Liniile de câmp electric ale antenelor scurtate au un anumit volum efectiv în care este concentrat acest câmp. Are o formă apropiată de un elipsoid de revoluție. În esență, acesta este volumul câmpului aproape static al antenei.
4. O antenă mică cu dimensiuni λ/10 sau mai puțin are un factor de calitate de aproximativ 40-50 și o lățime de bandă relativă de cel mult 2%. Prin urmare, este necesar să se introducă un element de acord în astfel de antene într-o bandă de amatori. Acest exemplu este ușor de observat cu antene magnetice cu dimensiuni mici. Creșterea lățimii de bandă reduce eficiența antenei; prin urmare, ar trebui să ne străduim întotdeauna să creștem eficiența antenelor ultra-mici în moduri diferite.

* Reducerea dimensiunii unui dipol simetric cu jumătate de undă a dus mai întâi la apariția inductoarelor de extensie (Fig. 6.a), iar o scădere a capacității sale interturn și o creștere maximă a eficienței au dus la apariția unui inductor pentru proiectarea antenelor elicoidale cu radiație transversală. O antenă spirală (Fig. 6.b.) este un dipol clasic scurtat de jumătate de undă (sfert de undă) rulat într-o spirală cu inductanțe și capacități distribuite pe toată lungimea. Factorul de calitate al unui astfel de dipol a crescut, iar lățimea de bandă a devenit mai îngustă.

Pentru a extinde lățimea de bandă, un dipol spiral scurtat, ca un dipol liniar scurtat, este uneori echipat cu o sarcină capacitivă, Fig. 6.b.

Deoarece atunci când se calculează antenele cu o singură tragere, conceptul de zonă efectivă a antenei (A eff.) este practicat destul de larg, vom lua în considerare posibilitățile de creștere a eficienței antenelor elicoidale folosind discuri de capăt (sarcină capacitivă) și vom reveni la un exemplu grafic de distribuția curentului din fig. 7. Datorită faptului că într-o antenă elicoidală clasică inductorul (foaia de antenă pliată) este distribuită pe toată lungimea, distribuția curentului de-a lungul antenei este liniară, iar aria curentului crește ușor. Unde, Iap este curentul antinod al antenei elicoidale, Fig. 7.a. Și zona efectivă a antenei este Aeff. determină acea parte a zonei frontului de undă plană din care antena elimină energie.

Pentru extinderea lăţimii de bandă şi mărirea ariei efective de radiaţie se practică instalarea de discuri de capăt, ceea ce măreşte eficienţa antenei în ansamblu, Fig. 7.b.

Când vine vorba de antene elicoidale cu un singur capăt (sfert de undă), ar trebui să vă amintiți întotdeauna că Aeff. depinde în mare măsură de calitatea terenului. Prin urmare, trebuie să știți că aceeași eficiență a unei verticale cu un sfert de undă este asigurată de patru contragreutăți cu lungimea de λ/4, șase contragreutăți cu lungimea de λ/8 și opt contragreutăți cu lungimea de λ/16. Mai mult, douăzeci de contragreutăți cu lungimea de λ /16 oferă aceeași eficiență ca și opt contragreutăți cu lungimea de λ /4. Devine clar de ce radioamatorii de balcon au ajuns la dipolul cu jumătate de undă. Funcționează de la sine (vezi Fig. 7.c.), liniile electrice sunt închise la elementele lor și la „sol”, ca în structurile din Fig. 7.a;b. nu are nevoie de el. În plus, antenele elicoidale pot fi echipate și cu elemente concentrate de prelungire-L (sau scurtare-C) a lungimii electrice a emițătorului elicoidal, iar lungimea helix-ului lor poate diferi de helix-ul de dimensiune completă. Un exemplu în acest sens este un condensator variabil (discutat mai jos), care poate fi considerat nu numai ca un element pentru reglarea unui circuit oscilator în serie, ci și ca element de scurtare. De asemenea, o antenă elicoidală pentru stații portabile în gama de 27 MHz (Fig. 8). Există un inductor de extensie pentru spirala scurtă.

* Soluție de compromis poate fi văzută în proiectarea lui Valery Prodanov (UR5WCA), - o antenă spirală de balcon de 40-20 m cu un coeficient de scurtare K = 14, este destul de demnă de atenția radioamatorilor fără acoperiș, vezi Fig. 9.

În primul rând, este multi-bandă (7/10/14 MHz), iar în al doilea rând, pentru a-și crește eficiența, autorul a dublat numărul de antene elicoidale și le-a conectat în fază. Absența sarcinilor capacitive în această antenă se datorează faptului că extinderea lățimii de bandă și Aeff. antena se realizează prin conectarea în fază a două elemente de radiație identice în paralel. Fiecare antenă este înfășurată cu sârmă de cupru pe o țeavă din PVC cu un diametru de 5 cm, lungimea firului fiecărei antene este o jumătate de lungime de undă pentru gama de 7 MHz. Spre deosebire de antena Fuchs, această antenă este adaptată la alimentator printr-un transformator de bandă largă. Ieșirea transformatorului 1 și 2 are o tensiune de mod comun. Vibratoarele în versiunea autorului sunt situate la o distanță de numai 1 m unul de celălalt, aceasta este lățimea balconului. Pe măsură ce această distanță se extinde în interiorul balconului, câștigul va crește ușor, dar lățimea de bandă a antenei se va extinde semnificativ.

* Radioamator Harry Elington(WA0WHE, sursa „QST”, 1972, ianuarie. Fig. 8.) a construit o antenă spirală de 80m cu un coeficient de scurtare de aproximativ K = 6,7, care în grădina lui poate fi mascată ca suport pentru o lampă de noapte sau catarg. După cum se vede din comentariile sale, radioamatorilor străini le pasă și de relativa liniște sufletească, deși antena este instalată într-o curte privată. Potrivit autorului, o antenă elicoidală cu sarcină capacitivă pe o țeavă cu un diametru de 102 mm, o înălțime de aproximativ 6 metri și o contragreutate de patru fire, realizează cu ușurință un SWR de 1,2-1,3, iar la SWR = 2 acesta funcționează pe o lățime de bandă de până la 100 kHz. Lungimea electrică a firului din spirală era, de asemenea, o jumătate de undă. Antena cu semiundă este alimentată de la capătul antenei printr-un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 50 Ohmi printr-un KPI de -150pF, care a transformat antena într-un circuit oscilant în serie (L1C1) cu o inductanță radiantă a helixului.

Desigur, spirala verticală este inferioară ca eficiență de transmisie față de dipolul clasic, dar potrivit autorului, această antenă este mult mai bună la recepție.

* Antenele rulate într-o minge

Pentru a reduce dimensiunea unui dipol liniar cu jumătate de undă, nu este necesar să-l răsuciți într-o spirală.

În principiu, spirala poate fi înlocuită cu alte forme de pliere a unui dipol cu ​​jumătate de undă, de exemplu, conform lui Minkowski, Fig. 11. Pe un substrat cu dimensiunile de 175mm x 175mm, puteți plasa un dipol cu ​​o frecvență fixă ​​de 28,5 MHz. Dar antenele fractale sunt cu bandă foarte îngustă, iar pentru amatorii de radio sunt doar de interes educațional în transformarea designului lor.

Folosind o altă metodă de scurtare a dimensiunii antenelor, vibratorul cu jumătate de undă, sau vertical, poate fi scurtat prin comprimarea lui într-o formă de meandre, Fig. 12. În același timp, parametrii unei antene de tip vertical sau dipol se modifică ușor atunci când sunt comprimați cu cel mult jumătate. Dacă părțile orizontale și verticale ale meandrei sunt egale, câștigul antenei meandrului scade cu aproximativ 1 dB, iar impedanța de intrare este aproape de 50 Ohmi, ceea ce permite ca o astfel de antenă să fie alimentată direct cu un cablu de 50 Ohmi. Reducerea suplimentară a dimensiunii (NU lungimea firului) duce la o scădere a câștigului antenei și a impedanței de intrare. Cu toate acestea, performanța unei antene cu undă pătrată pentru domeniul de undă scurtă este caracterizată de o rezistență crescută la radiații în raport cu antenele liniare cu aceeași scurtare a firului. Studiile experimentale au arătat că cu o înălțime a meandrei de 44 cm și cu 21 de elemente la o frecvență de rezonanță de 21,1 MHz, impedanța antenei era de 22 Ohmi, în timp ce o verticală liniară de aceeași lungime are o impedanță de 10-15 ori mai mică. Datorită prezenței secțiunilor orizontale și verticale ale meandrei, antena primește și emite unde electromagnetice atât de polarizare orizontală cât și verticală.

Prin comprimarea sau întinderea acesteia, puteți obține rezonanța antenei la frecvența necesară. Pasul meander poate fi 0,015λ, dar acest parametru nu este critic. În loc de un meandru, puteți folosi un conductor cu coturi triunghiulare sau o spirală. Lungimea necesară a vibratoarelor poate fi determinată experimental. Ca punct de plecare, putem presupune că lungimea conductorului „îndreptat” ar trebui să fie de aproximativ un sfert din lungimea de undă pentru fiecare braț al vibratorului divizat.

* „Tesla Spiral” în antena balconului. Urmând obiectivul prețuit de a reduce dimensiunea antenei de balcon și de a minimiza pierderile în Aeff, în loc de discuri de capăt, radioamatorii au început să folosească o „spirală Tesla” plată, care este mai avansată tehnologic decât meandrul, folosind-o ca o inductanță extinsă. a unui dipol scurtat și a unei capacități de capăt în același timp (Fig. 6. A.). Distribuția câmpurilor magnetice și electrice într-un inductor plat Tesla este prezentată în Fig. 13. Aceasta corespunde teoriei propagării undelor radio, unde câmpul E și câmpul H sunt reciproc perpendiculare.

De asemenea, nu există nimic supranatural în antenele cu două spirale Tesla plate și, prin urmare, regulile pentru construirea unei antene spiralate Tesla rămân clasice:

• Lungimea electrică a helixului poate fi o antenă cu alimentare asimetrică, fie un sfert de undă vertical, fie un dipol cu ​​jumătate de undă pliat.
• Cu cât pasul de înfășurare este mai mare și cu cât diametrul său este mai mare, cu atât eficiența este mai mare și invers.
• Cu cât distanța dintre capetele unui vibrator cu semi-undă este mai mare, cu atât eficiența acestuia este mai mare și invers.

Într-un cuvânt, avem un dipol cu ​​jumătate de undă pliat sub formă de inductori plate la capete, vezi Fig. 14. În ce măsură să se reducă sau să se mărească cutare sau cutare structură se hotărăște radioamatorul după ce a ieșit pe balcon cu o bandă de măsurare (după înțelegere cu autoritatea finală, cu mama sau soția sa).

Folosirea unui inductor plat cu spații mari între spirele de la capetele dipolului rezolvă două probleme simultan. Aceasta este compensarea lungimii electrice a unui vibrator scurtat cu inductanță și capacitate distribuite, precum și o creștere a ariei efective a antenei scurtate Aeff, extinzându-și lățimea de bandă în același timp, ca în Fig. 7.b.v. Această soluție simplifică proiectarea antenei scurtate și permite tuturor elementelor LC dispersate ale antenei să funcționeze cu eficiență maximă. Nu există elemente de antenă care nu funcționează, de exemplu, cum ar fi capacitatea magnetică M.L.-antene, și inductanță în EH-antene. Trebuie amintit că efectul de piele al acestuia din urmă necesită suprafețe groase și foarte conductoare, dar luând în considerare o antenă cu inductor Tesla, vedem că antena pliată repetă parametrii electrici ai unui vibrator convențional semi-undă. În acest caz, distribuția curenților și tensiunilor de-a lungul întregii lungimi a țesăturii antenei este supusă legilor unui dipol liniar și rămâne neschimbată, cu unele excepții. Prin urmare, necesitatea îngroșării elementelor antenei (spirala Tesla) dispare complet. În plus, nu se irosește energie la încălzirea elementelor antenei. Faptele enumerate mai sus ne fac să ne gândim la bugetul mare al acestui design. Iar simplitatea fabricării sale este potrivită pentru oricine a ținut cel puțin o dată în viață un ciocan în mâini și și-a bandajat degetul.

O astfel de antenă, cu anumite interferențe, poate fi numită antenă inductivă-capacitiva, care conține elemente de radiație LC, sau antenă „spirală Tesla”. În plus, luarea în considerare a câmpului apropiat (cvasistatic) poate da teoretic valori de rezistență și mai mari, ceea ce este confirmat de testele pe teren ale acestui design. Câmpul EH este creat în corpul antenei și, în consecință, această antenă este mai puțin dependentă de calitatea solului și a obiectelor din jur, ceea ce este în esență o mană divină pentru familia de antene de balcon. Nu este un secret faptul că astfel de antene există în rândul radioamatorilor de mult timp, iar această publicație oferă material despre transformarea unui dipol liniar într-o antenă spirală cu radiație transversală, apoi într-o antenă scurtată cu numele de cod „Tesla spiral”. . O spirală plată poate fi înfășurată cu un fir de 1,0-1,5 mm, deoarece La capătul antenei există o tensiune ridicată, iar curentul este minim. Un fir cu un diametru de 2-3mm nu va îmbunătăți semnificativ eficiența antenei, dar vă va epuiza în mod semnificativ portofelul.

Notă: Proiectarea și fabricarea antenelor scurtate de tip „spirală” și „spirală Tesla” cu o lungime electrică de λ/2 se compară favorabil cu o spirală cu o lungime electrică de λ/4 din cauza lipsei unui „împământare bun”. " pe balcon.

Alimentare pentru antenă.

Considerăm o antenă cu spirale Tesla ca un dipol simetric cu jumătate de undă, pliat în două spirale paralele la capete. Planurile lor sunt paralele între ele, deși pot fi în același plan, Fig. 14. Impedanța sa de intrare diferă doar puțin de versiunea clasică, așa că opțiunile clasice de potrivire sunt aplicabile aici.

Antenă liniară Windom, vezi Fig. 15. se referă la vibratoare cu alimentare asimetrică, se remarcă prin „nepretențiozitatea” sa în ceea ce privește coordonarea cu transceiver-ul. Unicitatea antenei Windom constă în utilizarea sa pe mai multe benzi și ușurința de fabricare. Transformând această antenă într-o „spirală Tesla”, în spațiu o antenă simetrică va arăta ca în Fig. 16.a, - cu potrivire Gamma și un dipol Windom asimetric, Fig. 16.b.

Este mai bine să decideți ce opțiune de antenă să alegeți pentru a vă implementa planurile de a vă transforma balconul într-un „câmp de antenă”, citind acest articol până la sfârșit. Designul antenelor de balcon se compară favorabil cu cele de dimensiune completă, deoarece parametrii lor și alte combinații pot fi realizate fără a intra pe acoperișul casei tale și fără a răni în continuare managerul clădirii. În plus, această antenă este un ghid practic pentru radioamatorii începători, când puteți învăța practic toate elementele de bază ale construirii antenelor elementare „în genunchi”.

Ansamblu antenă

Pe baza practicii, este mai bine să luați lungimea firului care alcătuiește materialul antenei cu o marjă mică, puțin mai mare cu 5-10% din lungimea sa calculată; ar trebui să fie un fir de cupru izolat cu un singur nucleu pentru instalația electrică. cu diametrul de 1,0-1,5 mm. Structura de susținere a viitoarei antene este asamblată (prin lipire) din conducte de încălzire din PVC. Desigur, în niciun caz nu trebuie folosite țevi cu țevi din aluminiu armat. Bețișoarele uscate din lemn sunt, de asemenea, potrivite pentru realizarea experimentului, vezi Fig. 17.

Nu este nevoie ca un radioamator rus să vă spună asamblarea pas cu pas a structurii de susținere; trebuie doar să se uite la produsul original de departe. Cu toate acestea, atunci când asamblați o antenă Windom sau un dipol simetric, merită mai întâi să marcați punctul de alimentare calculat pe pânza viitoarei antene și să-l fixați în mijlocul traversei, unde va fi alimentată antena. Desigur, lungimea traversei este inclusă în dimensiunea electrică generală a viitoarei antene și, cu cât este mai lungă, cu atât eficiența antenei este mai mare.

Transformator

Impedanța unei antene dipol simetrice va fi puțin mai mică de 50 ohmi, deci vezi Fig. 18.a pentru schema de conectare. poate fi aranjat pur și simplu pornind un dispozitiv de blocare magnetic sau folosind potrivirea gamma.

Rezistența antenei Windom înfășurate este puțin mai mică de 300 de ohmi, așa că puteți utiliza datele din Tabelul 1, care impresionează prin versatilitatea sa folosind doar un singur zăvor magnetic.

Miezul de ferită (zăvorul) trebuie testat înainte de instalare pe antenă. Pentru a face acest lucru, înfășurarea secundară L2 este conectată la transmițător, iar înfășurarea primară L1 este conectată la echivalentul antenei. Ei verifică SWR, încălzirea miezului, precum și pierderile de putere în transformator. Dacă miezul se încălzește la o putere dată, atunci numărul de zăvoare din ferită trebuie dublat. Dacă există pierderi de putere inacceptabile, atunci este necesar să selectați ferită. Pentru raportul dintre pierderile de putere și dB, consultați Tabelul 2.

Indiferent cât de convenabilă ar fi ferita, tot cred că pentru unda radio emisă a oricărei mini-antene, unde este concentrat un câmp EH uriaș, este o „gaură neagră”. Locația apropiată a feritei reduce eficiența mini-antenei de µ/100 de ori și toate încercările de a face antena cât mai eficientă devin zadarnice. Prin urmare, în mini-antene, cea mai mare preferință este acordată transformatoarelor cu miez de aer, Fig. 18.b. Un astfel de transformator, care funcționează în intervalul de 160-10 m, este înfășurat cu un fir dublu de 1,5 mm pe un cadru cu un diametru de 25 și o lungime de 140 mm, 16 spire cu o lungime de înfășurare de 100 mm.

De asemenea, merită să ne amintim că alimentatorul unei astfel de antene experimentează o intensitate ridicată a câmpului radiat pe împletitura sa și creează o tensiune în ea care afectează negativ funcționarea transceiver-ului în modul de transmisie. Este mai bine să eliminați efectul de antenă utilizând o bobină de alimentare de blocare fără a utiliza inele de ferită, vezi Fig. 19. Acestea sunt 5-20 de spire de cablu coaxial înfășurate pe un cadru cu un diametru de 10 - 20 de centimetri.

Astfel de șocuri de alimentare pot fi instalate în imediata apropiere a suprafeței (corpului) antenei, dar este mai bine să depășiți limita de concentrare mare a câmpului și să o instalați la o distanță de aproximativ 1,5-2 m de suprafața antenei. O a doua astfel de accelerație, instalată la o distanță de λ/4 față de prima, nu ar strica.

Configurarea antenei

Reglarea antenei aduce o mare plăcere și, în plus, un astfel de design este recomandat pentru a fi utilizat pentru efectuarea lucrărilor de laborator în colegii și universități specializate, fără a părăsi laboratorul, pe tema „Antene”.

Puteți începe reglarea găsind frecvența de rezonanță și ajustând SWR-ul antenei. Constă în deplasarea punctului de alimentare al antenei într-o direcție sau alta. Pentru a clarifica punctul de alimentare, nu este nevoie să mutați transformatorul sau cablul de alimentare de-a lungul traversei și să tăiați fără milă firele. Totul este aproape și simplu aici.

Este suficient să faceți glisoare sub formă de „crocodili” pe capetele interioare ale spiralelor plate pe o parte și pe cealaltă, așa cum se arată în Fig. 20. După ce am planificat anterior să creștem puțin lungimea spiralei ținând cont de setări, mutăm glisoarele de pe diferite părți ale dipolului la aceeași lungime, dar în direcții opuse, deplasând astfel punctul de putere. Rezultatul ajustării va fi SWR așteptat de cel mult 1,1-1,2 la frecvența găsită. Componentele reactive ar trebui să fie minime. Desigur, ca orice antenă, aceasta trebuie amplasată într-un loc cât mai aproape de condițiile locului de instalare.

A doua etapă va fi reglarea antenei exact la rezonanță; acest lucru se realizează prin scurtarea sau prelungirea vibratoarelor de pe ambele părți la bucăți egale de sârmă folosind aceleași glisoare. Adică, puteți crește frecvența de acord scurtând ambele spire ale spiralei cu aceeași dimensiune, și scădeți frecvența, dimpotrivă, prin lungirea acesteia. După finalizarea instalării la locul de instalare viitoare, toate elementele antenei trebuie să fie bine conectate, izolate și asigurate.

Câștigul antenei, lățimea de bandă și unghiul fasciculului

Potrivit radioamatorilor practicanți, această antenă are un unghi de radiație mai mic de aproximativ 15 grade decât un dipol de dimensiune completă și este mai potrivită pentru comunicațiile DX. Dipolul spiralat Tesla are o atenuare de -2,5 dB față de un dipol de dimensiune completă instalat la aceeași înălțime față de sol (λ/4). Lățimea de bandă a antenei la nivelul -3dB este de 120-150 kHz! Când este plasată orizontal, antena descrisă are un model de radiație în formă de opt similar cu cel al unui dipol cu ​​jumătate de undă de dimensiune completă, iar minimele modelului de radiație asigură o atenuare de până la -25 dB. Eficiența antenei poate fi îmbunătățită, ca și în varianta clasică, prin creșterea înălțimii instalației. Dar atunci când antenele sunt plasate în aceleași condiții la înălțimi λ/8 și mai jos, antena spirală Tesla va fi mai eficientă decât un dipol cu ​​jumătate de undă.

Notă: Toate aceste antene „ spirală Tesla ” arată ideale, dar chiar dacă o astfel de aranjare a antenei este mai proastă decât un dipol cu ​​6 dB, adică. cu un punct pe scara S-metrului, atunci acest lucru este deja remarcabil.

Alte modele de antene.

Cu un dipol pentru o rază de 40 de metri și cu alte modele de dipol până la o rază de 10 m, totul este acum clar, dar să revenim la verticala spirală pentru o rază de 80 m (Fig. 10.). Aici, se acordă preferință unei antene elicoidale cu jumătate de undă și, prin urmare, „solul” este necesar aici doar nominal.

Astfel de antene pot fi alimentate ca în Fig. 9 printr-un transformator de însumare sau în Fig. 10. condensator variabil. Desigur, în al doilea caz, lățimea de bandă a antenei va fi semnificativ mai îngustă, dar antena are capacitatea de a-și regla raza de acțiune și totuși, conform informațiilor autorului, este necesară cel puțin un fel de împământare. Sarcina noastră este să scăpăm de el în timp ce suntem pe balcon. Deoarece antena este alimentată de la capăt (la tensiunea „antinod”), rezistența de intrare a unei antene elicoidale cu jumătate de undă scurtată poate fi de aproximativ 800-1000 ohmi. Această valoare depinde de înălțimea părții verticale a antenei, de diametrul „spiralei Tesla” și de locația antenei în raport cu obiectele din jur. Pentru a potrivi impedanța mare de intrare a antenei cu rezistența scăzută a alimentatorului (50 Ohm), puteți utiliza un autotransformator de înaltă frecvență sub forma unui inductor cu robinet (Fig. 21.a), care este practicat pe scară largă. în semiundă, antene liniare amplasate vertical la 27 MHz de către SIRIO, ENERGY etc.

Date ale autotransformatorului de potrivire pentru antena CB cu jumătate de undă din intervalul 10-11m:

D = 30mm; L1=2 ture; L2 = 5 ture; d=1,0mm; h=12-13 mm. Distanța dintre L1 și L2 = 5mm. Bobinele sunt înfășurate pe un cadru de plastic, tură în rotire. Cablul este conectat prin conductorul central la robinetul a 2-a tură. Lama (capătul) vibratorului cu jumătate de undă este conectată la terminalul „fierbinte” al bobinei L2. Puterea pentru care este proiectat autotransformatorul este de până la 100 W. Este posibil să selectați ieșirea bobinei.

Date ale autotransformatorului potrivit pentru o antenă elicoidă cu jumătate de undă din intervalul de 40 m:

D = 32mm; L1=4,6 uH; h=20 mm; d=1,5mm; n=12 spire. L2=7,5 uH; ; h=27 mm; d=1,5mm; n=17 spire. Bobina este înfășurată pe un cadru de plastic. Cablul este conectat prin conductorul central la priză. Lama antenei (capătul spiralei) este conectată la terminalul „fierbinte” al bobinei L2. Puterea pentru care este proiectat autotransformatorul este de 150 -200 W. Este posibil să selectați ieșirea bobinei.

Dimensiunile antenei spiralate Tesla pentru intervalul de 40 m:lungimea totală a sârmei este de 21 m, bara transversală are 0,9-1,5 m înălțime cu diametrul de 31 mm, pe spițe montate radial de 0,45 m fiecare. Diametrul exterior al spiralei va fi de 0,9 m

Date ale autotransformatorului potrivit pentru o antenă spirală de 80 m: D = 32mm; L1=10,8 uH; h=37 mm; d=1,5mm; n=22 spire. L2=17,6 uH; ; h=58 mm; d=1,5mm; n=34 spire. Bobina este înfășurată pe un cadru de plastic. Cablul este conectat prin conductorul central la priză. Lama antenei (capătul spiralei) este conectată la terminalul „fierbinte” al bobinei L2. Este posibil să selectați ieșirea bobinei.

Dimensiunile antenei spiralate Tesla pentru intervalul de 80 m:lungimea totală a sârmei este de 43 m, bara transversală are 1,3-1,5 m înălțime cu diametrul de 31 mm, pe spițe montate radial de 0,6 m fiecare. Diametrul exterior al spiralei va fi de 1,2 m

Coordonarea cu un dipol spiral de jumătate de undă, atunci când este alimentată de la capăt, poate fi realizată nu numai printr-un autotransformator, ci și în conformitate cu Fuchs, un circuit oscilator paralel, vezi Fig. 5.a.

Notă:

• Când alimentați o antenă cu jumătate de undă de la un capăt, reglarea rezonanței se poate face de la oricare capăt al antenei.
• În absența cel puțin a unui fel de împământare, trebuie instalată o bobină de blocare a alimentatorului.

Opțiune de antenă direcțională verticală

Având o pereche de antene spiralate Tesla și o zonă pentru a le plasa, puteți crea o antenă direcțională. Permiteți-mi să vă reamintesc că toate operațiunile cu această antenă sunt complet identice cu antenele de dimensiuni liniare, iar nevoia de a le minimiza nu se datorează modei pentru mini-antene, ci lipsei locațiilor pentru antenele liniare. Utilizarea antenelor direcționale cu două elemente cu o distanță între ele de 0,09-0,1λ vă permite să proiectați și să construiți o antenă spirală Tesla direcțională.

Această idee a fost preluată din „KB MAGAZINE” nr. 6, 1998. Această antenă este descrisă perfect de Vladimir Polyakov (RA3AAE), care poate fi găsită pe Internet. Esența antenei este că două antene verticale situate la o distanță de 0,09λ sunt alimentate în antifază de un alimentator (una cu împletitură, cealaltă cu conductor central). Sursa de alimentare este similară cu aceeași antenă Windom, doar cu sursă de alimentare cu un singur fir, Fig. 22. Defazatul între antene opuse se realizează prin reglarea lor din ce în ce mai mare ca frecvență, ca în antenele clasice direcționale Yagi. Și coordonarea cu alimentatorul se realizează prin simpla deplasare a punctului de alimentare de-a lungul rețelei ambelor antene, îndepărtându-se de punctul de alimentare zero (mijlocul vibratorului). Prin mutarea punctului de alimentare de la mijloc la o anumită distanță X, puteți obține o rezistență de la 0 la 600 Ohmi, ca la antena Windom. Vom avea nevoie doar de o rezistență de aproximativ 25 ohmi, așa că deplasarea punctului de alimentare din mijlocul vibratoarelor va fi foarte mică.

Circuitul electric al antenei propuse cu dimensiuni aproximative date în lungimi de undă este prezentat în Fig. 22. Și ajustarea practică a antenei spiralate Tesla la rezistența necesară la sarcină este destul de fezabilă folosind tehnologia din Fig. 20. Antena este alimentată în punctele XX direct de un alimentator cu o impedanță caracteristică de 50 ohmi, iar împletitura sa trebuie izolată cu o bobină de alimentare cu blocare, vezi Fig. 19.

Opțiune de antenă elicoidă direcțională verticală pentru 30 m conform RA3AAE

Dacă dintr-un motiv oarecare un radioamator nu este mulțumit de opțiunea de antenă „Tesla spirală”, atunci opțiunea de antenă cu emițătoare spiralate este destul de fezabilă, Fig. 23. Să-i dăm calculul.

Folosim o lungime a firului spiralat cu jumătate de lungime de undă:

λ=300/MHz = З00/10,1; λ/2 -29,7/2=14,85. Să luăm 15 m

Să calculăm pasul pe bobină pe o țeavă cu diametrul de 7,5 cm, lungimea înfășurării în spirală = 135 cm:

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

numărul de spire ale unui dipol semiundă -15m/ 0,2355=63,69= 64 de spire;

pas de înfășurare pe o lungime de rublă de 135 cm. - 135cm/64=2.1cm..

Răspuns: pe o țeavă cu diametrul de 75 mm înfășurăm 15 metri de sârmă de cupru cu un diametru de 1-1,5 mm în cantitate de 64 de spire cu pasul de înfășurare de 2 cm.

Distanța dintre vibratoare identice va fi de 30*0,1=3m.

Notă: calculele antenei au fost efectuate cu rotunjire pentru a lua în considerare posibilitatea scurtării firului de înfășurare în timpul instalării.

Pentru a crește curentul de polarizare și ușurința de reglare, sarcini capacitive reglabile mici trebuie să fie plasate la capetele vibratoarelor și trebuie plasată o bobină de blocare a alimentatorului la punctul de conectare. Punctele de putere deplasate corespund dimensiunilor din Fig. 22. Trebuie amintit că unidirecționalitatea în acest design se realizează printr-o defazare între spirale opuse prin acordarea lor cu o diferență de 5-8% în frecvență, ca în antenele direcționale clasice Uda-Yagi.

Bazooka rulat

După cum știți, situația de zgomot din orice oraș lasă de dorit. Acest lucru se aplică și spectrului de frecvențe radio, datorită utilizării pe scară largă a convertoarelor de putere comutată pentru aparatele de uz casnic. Prin urmare, am încercat să folosesc antena de tip „Bazooka”, care s-a dovedit în acest sens, în antena „spirală Tesla”. În principiu, acesta este același vibrator semi-undă cu un sistem de circuit închis, ca toate antenele bucle. Plasarea lui pe traversa prezentată mai sus nu a fost dificilă. Experimentul a fost efectuat la o frecvență de 10,1 MHz. Ca material de antenă a fost folosit un cablu de televiziune cu un diametru de 7 mm. (Fig. 24). Principalul lucru este că împletitura cablului nu este din aluminiu ca și carcasa sa, ci din cupru.

Chiar și radioamatorii cu experiență sunt derutați de acest lucru, confundând împletitura gri a cablului cu cupru cositorit atunci când cumpără. Întrucât vorbim despre o antenă QRP pentru un balcon, iar puterea de intrare este de până la 100 W, un astfel de cablu va fi destul de potrivit. Coeficientul de scurtare al unui astfel de cablu cu polietilenă spumă este de aproximativ 0,82. Prin urmare, lungimea lui L1 (Fig. 25.) pentru o frecvență de 10,1 MHz. Avea 7,42 cm fiecare, iar lungimea conductorilor de prelungire L2 cu acest aspect de antenă era de 1,83 cm fiecare. Impedanța de intrare a Bazooka rulată după instalarea într-o zonă deschisă a fost de aproximativ 22-25 ohmi și nu este reglabilă în niciun fel. Prin urmare, aici a fost necesar un transformator 1:2. În versiunea de probă, acesta a fost realizat pe un zăvor de ferită folosind fire simple de la difuzoare audio cu raportul de spire conform tabelului 1. O altă versiune a transformatorului 1:2 este prezentată în Fig. 26.

Antenă de bandă largă aperiodică „Bazooka”

Nici un radioamator care are la dispoziție un câmp de antene pe acoperișul casei sau în curtea unei cabane nu va refuza o antenă de sondaj în bandă largă bazată pe un alimentator înfăşurat într-o bobină Tesla. Versiunea clasică a unei antene aperiodice cu rezistor de sarcină este cunoscută de mulți; aici antena „Bazooka” acționează ca un vibrator de bandă largă, iar lățimea de bandă, ca și în versiunile clasice, are o suprapunere mare către frecvențe mai înalte.

Diagrama antenei este prezentată în Fig. 27, iar puterea rezistorului este de aproximativ 30% din puterea furnizată antenei. Dacă antena este utilizată doar ca antenă de recepție, este suficientă o putere a rezistenței de 0,125 W. Este de remarcat faptul că antena spirală Tesla, instalată orizontal, are un model de radiație în formă de opt și este capabilă de selecția spațială a semnalelor radio. Instalat vertical, are un model de radiație circular.

4.Antene magnetice.

Al doilea tip de antenă, nu mai puțin popular, este un radiator inductiv cu dimensiuni scurte, acesta este un cadru magnetic. Rama magnetică a fost descoperită în 1916 de K. Brown și a fost folosită până în 1942 ca element de recepție în radioreceptoare și radiogoniometre. Acesta este, de asemenea, un circuit oscilator deschis cu un perimetru de cadru mai mic de ≤ 0,25 lungime de undă, se numește „buclă magnetică” (buclă magnetică), iar numele prescurtat a dobândit abrevierea - ML. Elementul activ al buclei magnetice este inductanța. În 1942, un radioamator cu indicativul de apel W9LZX a folosit pentru prima dată o astfel de antenă la postul misionar de emisie HCJB, situat în munții Ecuadorului. Datorită acestui fapt, antena magnetică a cucerit imediat lumea radioamatorilor și de atunci a fost utilizată pe scară largă în comunicațiile de amatori și profesionale. Antenele cu buclă magnetică sunt unul dintre cele mai interesante tipuri de antene de dimensiuni mici, care sunt convenabile de plasat atât pe balcoane, cât și pe pervazurile ferestrelor.

Acesta ia forma unei bucle de conductor, care este conectată la un condensator variabil pentru a obține rezonanță, unde bucla este inductanța radiantă a unui circuit LC oscilant. Emițătorul de aici este doar inductanță sub formă de buclă. Dimensiunile unei astfel de antene sunt foarte mici, iar perimetrul cadrului este de obicei de 0,03-0,25 λ. Eficiența maximă a buclei magnetice poate ajunge la 90% față de dipolul Hertz, vezi Fig. 29.a. Capacitatea C din această antenă nu participă la procesul de radiație și are un caracter pur rezonant, ca în orice circuit oscilator, Fig. 29.b..

Eficiența antenei depinde în mare măsură de rezistența activă a pânzei antenei, de dimensiunea acesteia, de amplasarea ei în spațiu, dar într-o măsură mai mare de materialele folosite la construirea antenei. Lățimea de bandă a antenei bucle este de obicei de la unități la zeci de kiloherți, ceea ce este asociat cu factorul de înaltă calitate al circuitului LC format. Prin urmare, eficiența unei antene ML depinde în mare măsură de factorul de calitate al acesteia; cu cât factorul de calitate este mai mare, cu atât eficiența sa este mai mare. Această antenă este folosită și ca antenă de transmisie. Cu dimensiuni mici ale cadrului, amplitudinea și faza curentului care curge în cadru sunt practic constante de-a lungul întregului perimetru. Intensitatea maximă a radiației corespunde planului cadrului. În planul perpendicular al cadrului, modelul de radiație are un minim ascuțit, iar diagrama de ansamblu a antenei buclă are o formă în formă de opt.

Intensitatea câmpului electric E undă electromagnetică (V/m) la distanță d din transmiterea antenă buclă, calculată prin formula:

EMF E indus în recepţie antenă buclă, calculată prin formula:

Modelul de radiație în formă de opt al cadrului vă permite să utilizați diagramele sale minime pentru a-l elimina în spațiu de interferențe din apropiere sau radiații nedorite într-o anumită direcție în zone apropiate de până la 100 km.

La fabricarea unei antene, este necesar să se mențină raportul dintre diametrele inelului radiant și bucla de cuplare D/d ca 5/1. Bobina de cuplare este realizată din cablu coaxial, este situată în imediata apropiere a inelului radiant de pe partea opusă a condensatorului și arată ca în Fig. 30.

Deoarece în cadrul radiant curge un curent mare, ajungând la zeci de amperi, cadrul în intervalul de frecvență 1,8-30 MHz este alcătuit dintr-un tub de cupru cu un diametru de aproximativ 40-20 mm, iar condensatorul de acordare de rezonanță nu trebuie să aibă frecare. contacte. Tensiunea sa de avarie trebuie să fie de cel puțin 10 kV cu o putere de intrare de până la 100 W. Diametrul elementului radiant depinde de gama de frecvențe utilizate și se calculează din lungimea de undă a părții de înaltă frecvență a intervalului, unde perimetrul cadrului P = 0,25λ, numărând de la frecvența superioară.

Poate unul dintre primii de după W9LZX, unde scurte germane DP9IV cu antena ML instalata pe geam, cu o putere de transmisie de doar 5 W, am facut QSO-uri in gama de 14 MHz cu multe tari europene, si cu o putere de 50 W - cu alte continente. Această antenă a devenit punctul de plecare pentru experimentele radioamatorilor ruși, vezi Fig. 31.

Dorința de a crea o antenă de interior compactă experimentală, care poate fi numită în siguranță și antenă EH, în strânsă colaborare cu Alexander Grachev ( UA6AGW), Sergey Tetyukhin (R3PIN) a proiectat următoarea capodopera, vezi Fig.32.

Tocmai acest design cu buget redus al unei versiuni de interior a unei antene EH este cel care poate mulțumi un radioamator nou venit sau rezident de vară. Circuitul antenei include atât un emițător magnetic L1;L2, cât și un emițător capacitiv sub formă de „muștați” telescopice.

O atenție deosebită în acest design (R3PIN) merită sistemul de rezonanță pentru potrivirea alimentatorului cu antena Lsv; C1, care mărește încă o dată factorul de calitate al întregului sistem de antenă și vă permite să creșteți ușor câștigul antenei în ansamblu. Cablul împletit al rețelei antenei acționează aici ca circuit primar, împreună cu „muștații”, ca în designul lui Yakov Moiseevich. Lungimea acestor „mustăți” și poziția lor în spațiu facilitează obținerea rezonanței și cea mai eficientă funcționare a antenei în ansamblu pe baza indicatorului curent din cadru. Și furnizarea antenei cu un dispozitiv indicator ne permite să considerăm această versiune a antenei ca un design complet complet. Dar indiferent de designul antenelor magnetice, întotdeauna doriți să creșteți eficiența acesteia.

Antene magnetice cu buclă dublă sub forma unei cifre opt, relativ recent, a început să apară printre amatorii de radio, vezi Fig. 33. Diafragma sa este de două ori mai mare decât cea clasică. Condensatorul C1 poate modifica rezonanța antenei cu o suprapunere a frecvenței de 2-3 ori, iar circumferința totală a celor două bucle este ≤ 0,5λ. Aceasta este comparabilă cu o antenă cu jumătate de undă, iar deschiderea sa mică de radiație este compensată de un factor de calitate crescut. Este mai bine să coordonați alimentatorul cu o astfel de antenă prin cuplare inductivă.

Retragere teoretică: Bucla dublă poate fi considerată ca un sistem oscilator mixt LL și LC. Aici, pentru funcționarea normală, ambele brațe sunt încărcate pe mediul de radiație sincron și în fază. Dacă se aplică o jumătate de undă pozitivă pe umărul stâng, atunci se aplică exact același lucru și pe umărul drept. FEM de auto-inducție generată în fiecare braț va fi, conform regulii lui Lenz, opusă FEM de inducție, dar deoarece f.e.m. de inducție a fiecărui braț este opusă în direcție, fem de auto-inducție va coincide întotdeauna cu direcția de inducție a bratul opus. Apoi inducția din bobina L1 va fi însumată cu auto-inducția din bobina L2, iar inducția bobinei L2 va fi însumată cu auto-inducția lui L1. La fel ca în circuitul LC, puterea totală de radiație poate fi de câteva ori mai mare decât puterea de intrare. Energia poate fi furnizată la oricare dintre inductori și în orice mod.

Cadrul dublu este prezentat în Fig. 33.a.

Designul unei antene cu două bucle, în care L1 și L2 sunt conectate între ele sub forma unei cifre opt. Așa a apărut ML cu două cadre. Să-i spunem ML-8.

ML-8, spre deosebire de ML, are propria sa particularitate - poate avea două rezonanțe, circuitul oscilator L1; C1 are propria frecvență de rezonanță și L2; C1 are propria sa. Sarcina proiectantului este de a obține unitatea de rezonanțe și, în consecință, eficiența maximă a antenei, prin urmare, dimensiunile buclelor L1; L2 și inductanțele lor trebuie să fie aceleași. În practică, o eroare instrumentală de câțiva centimetri modifică una sau alta inductanță, frecvențele de acordare a rezonanței diferă oarecum, iar antena primește o anumită deltă de frecvență. În plus, dublarea includerii antenelor identice extinde lățimea de bandă a antenei în ansamblu. Uneori, designerii fac acest lucru în mod intenționat. În practică, ML-8 este utilizat în mod activ de radioamatorii cu indicative de apel radio RV3YE; US0KF; LZ1AQ; K8NDSși altele, afirmând clar că o astfel de antenă funcționează mult mai bine decât o antenă cu un singur cadru, iar schimbarea poziției sale în spațiu poate fi controlată cu ușurință prin selecție spațială. Calculele preliminare arată că pentru ML-8, pentru o rază de 40 de metri, diametrul fiecărei bucle la randament maxim va fi puțin mai mic de 3 metri. Este clar că o astfel de antenă poate fi instalată doar în aer liber. Și visăm la o antenă ML-8 eficientă pentru un balcon sau chiar un pervaz. Desigur, puteți reduce diametrul fiecărei bucle la 1 metru și puteți ajusta rezonanța antenei cu condensatorul C1 la frecvența necesară, dar eficiența unei astfel de antene va scădea de peste 5 ori. Puteți merge pe altă cale, menținând inductanța calculată a fiecărei bucle, folosind nu una, ci două spire în ea, lăsând condensatorul rezonant cu aceeași evaluare și, în consecință, factorul de calitate al antenei în ansamblu. Nu există nicio îndoială că deschiderea antenei va scădea, dar numărul de spire „N” va compensa parțial această pierdere, conform formulei de mai jos:

Din formula de mai sus este clar că numărul de spire N este unul dintre factorii numărătorului și este la egalitate atât cu aria turei-S, cât și cu factorul său de calitate-Q.

De exemplu, un radioamator OK2ER(vezi Fig. 34.) au considerat posibilă utilizarea unui ML cu 4 ture cu un diametru de numai 0,8 m în intervalul 160-40 m.

Autorul antenei relatează că la 160 de metri antena funcționează nominal și este folosită în principal de el pentru supraveghere radio. În intervalul de 40 m. Este suficient să folosiți un jumper, care reduce numărul de ture de lucru la jumătate. Să acordăm atenție materialelor utilizate - conducta de cupru a buclei este luată de la încălzirea apei, clemele care le conectează într-un monolit comun sunt folosite pentru instalarea conductelor de apă din plastic, iar cutia de plastic sigilată a fost achiziționată de la un magazin de electricitate. Potrivirea antenei cu alimentatorul este capacitivă și se realizează conform oricăreia dintre schemele prezentate, vezi Fig. 35.

În plus față de cele de mai sus, trebuie să înțelegem că următoarele elemente de antenă au un efect negativ asupra factorului de calitate-Q al antenei în ansamblu:

Din formula de mai sus, vedem că rezistența de inductanță activă Rk și capacitatea sistemului oscilator C, care sunt la numitor, ar trebui să fie minime. Din acest motiv, toate ML-urile sunt realizate dintr-o țeavă de cupru cu un diametru cât mai mare posibil, dar există cazuri când lama buclei este realizată din aluminiu. Factorul de calitate al unei astfel de antene și eficiența acesteia scade de 1,1-1,4 ori. În ceea ce privește capacitatea sistemului oscilator, totul este mai complicat. Cu o dimensiune constantă a buclei L, de exemplu la o frecvență de rezonanță de 14 MHz, capacitatea C va fi de numai 28 pF, iar eficiența = 79%. La o frecvență de 7 MHz, eficiență = 25%. În timp ce la o frecvență de 3,5 MHz cu o capacitate de 610 pF, eficiența sa = 3%. Din acest motiv, ML este folosit cel mai adesea pentru două intervale, iar al treilea (cel mai scăzut) este considerat o prezentare generală. Prin urmare, calculele trebuie făcute pe baza celui mai înalt interval cu capacitatea minimă C1.

Antenă dublă magnetică pentru o rază de acțiune de 20 m.

Parametrii fiecărei bucle vor fi următorii: Cu o lamă (țeavă de cupru) diametrul de 22 mm, un diametru al buclei duble de 0,7 m, o distanță între spire de 0,21 m, inductanța buclei va fi de 4,01 μH. Parametrii necesari de proiectare ai antenei pentru alte frecvențe sunt rezumați în Tabelul 3.

Tabelul 3.

Frecvența de acord (MHz)	Capacitatea condensatorului C1 (pF)	Lățime de bandă (kHz)

Înălțimea unei astfel de antene va fi de numai 1,50-1,60 m. Ceea ce este destul de acceptabil pentru o antenă de tip ML-8 pentru o versiune cu balcon și chiar pentru o antenă atârnată în afara ferestrei unei clădiri rezidențiale cu mai multe etaje. Și diagrama sa de cablare va arăta ca în Fig. 36.a.

Putere antenei pot fi cuplate capacitiv sau inductiv. Opțiunile de cuplare capacitivă prezentate în Fig. 35 pot fi selectate la cererea radioamatorului.

Opțiunea cea mai bugetară este cuplarea inductivă, dar diametrul său va fi diferit.

Calculul diametrului (d) al buclei de comunicație ML-8 se face din diametrul calculat a două bucle.

Circumferința celor două bucle după recalculare este 4,4 * 2 = 8,8 metri.

Să calculăm diametrul imaginar a două bucle D = 8,8 m / 3,14 = 2,8 metri.

Să calculăm diametrul buclei de comunicație - d = D/5. = 2,8/5 = 0,56 metri.

Deoarece în acest design folosim un sistem cu două ture, bucla de comunicare trebuie să aibă și două bucle. Îl răsucim în jumătate și obținem o buclă de comunicare în două ture cu un diametru de aproximativ 28 cm. Selectarea comunicării cu antena se realizează în momentul clarificării SWR în domeniul de frecvență prioritar. Bucla de comunicație poate avea o legătură galvanică cu punctul de tensiune zero (Fig. 36.a.) și poate fi amplasată mai aproape de acesta.

Emițător electric, acesta este un alt element suplimentar de radiație. Dacă antena magnetică emite o undă electromagnetică cu prioritatea câmpului magnetic, atunci emițătorul electric va servi ca emițător suplimentar de câmp electric-E. De fapt, trebuie să înlocuiască capacitatea inițială C1, iar curentul de scurgere, care trecea anterior inutil între plăcile închise ale condensatorului C1, funcționează acum pentru radiații suplimentare. În acest caz, o parte din puterea furnizată va fi emisă suplimentar de emițători electrici, Fig. 36.b. Lățimea de bandă va crește până la limitele benzii de radio amatori ca în antenele EH. Capacitatea unor astfel de emițători este scăzută (12-16 pF, nu mai mult de 20) și, prin urmare, eficiența lor în intervalele de frecvență joasă va fi scăzută. Vă puteți familiariza cu munca antenelor EH utilizând următoarele link-uri:

Pentru a regla o antenă magnetică în rezonanță, cel mai bine este să folosiți condensatori de vid cu o tensiune mare de avarie și un factor de înaltă calitate. Mai mult, folosind o cutie de viteze și o transmisie electrică, antena poate fi reglată de la distanță.

Proiectăm o antenă de balcon de buget pe care să o poți aborda oricând, să-i schimbi poziția în spațiu, să rearanjezi sau să treci la o altă frecvență. Dacă în punctele „a” și „b” (a se vedea fig. 36.a.), în loc de un condensator variabil rar și scump, cu goluri mari, conectați o capacitate realizată din secțiuni de cablu RG-213 cu o capacitate liniară de 100 pF/m, apoi puteți schimba instantaneu setările de frecvență și puteți utiliza condensatorul de reglare C1 pentru a clarifica rezonanța de reglare. „Cablul condensatorului” poate fi rulat într-o rolă și etanșat în oricare dintre următoarele moduri. Un astfel de set de containere poate fi avut pentru fiecare gamă separat și conectat la circuit printr-o priză electrică obișnuită (punctele a și b) asociată cu o priză electrică. Capacitățile aproximative C1 în funcție de domeniu sunt prezentate în Tabelul 1.

Indicarea acordării antenei la rezonanță Este mai bine să o faceți direct pe antenă în sine (este mai vizual). Pentru a face acest lucru, este suficient să înfășurați strâns 25-30 de spire de fir MGTF nu departe de bobina de comunicare pe pânza L1 (punctul de tensiune zero) și să sigilați indicatorul de setare cu toate elementele sale de precipitații. Cea mai simplă diagramă este prezentată în Fig. 37. Citirile maxime ale dispozitivului P vor indica reglarea reușită a antenei.

În detrimentul eficienței antenei, materiale mai ieftine pot fi folosite ca material pentru buclele L1;L2, de exemplu, o țeavă din PVC cu un strat de aluminiu în interior pentru așezarea unei țevi de apă cu un diametru de 10-12 mm.

Antena DDRR

În ciuda faptului că antena clasică DDRR este inferioară ca eficiență unui vibrator cu un sfert de undă cu 2,5 dB, geometria sa s-a dovedit a fi atât de atractivă încât DDRR a fost brevetat de Northrop și pus în producție de masă.

Ca și în cazul Groundplane, principalul factor pentru eficiența decentă a antenei DDRR este o contragreutate bună. Este un disc metalic plat cu conductivitate ridicată la suprafață. Diametrul acestuia trebuie să fie cu cel puțin 25% mai mare decât diametrul conductorului inel. Unghiul de elevație al fasciculului principal este mai mic, cu atât este mai mare raportul dintre diametrele discului de contragreutate și crește dacă în jurul circumferinței discului sunt fixate cât mai multe contragreutăți radiale cu lungimea de 0,25λ, asigurând contactul lor fiabil cu disc de contragreutate.

Antena DDRR discutată aici (Fig. 38) folosește două inele identice (de unde și numele „duble-ring-circular”). In partea de jos, in locul unei suprafete metalice, se foloseste un inel inchis cu dimensiuni asemanatoare cu cel de sus. Toate punctele de împământare sunt conectate la acesta conform schemei clasice. În ciuda unei ușoare scăderi a eficienței antenei, acest design este foarte atractiv pentru a o plasa pe un balcon; în plus, cu această soluție, este de interes și pentru cunoscătorii de 40 de metri. Folosind structuri pătrate în loc de inele, antena de pe balcon seamănă cu un uscător de rufe și nu ridică întrebări inutile din partea vecinilor.

Toate dimensiunile sale și evaluările condensatorului sunt prezentate în Tabelul 4. În versiunea bugetară, un condensator de vid scump poate fi înlocuit cu segmente de alimentatoare în funcție de gamă, iar reglarea fină se poate face cu un trimmer de 1-15pF cu un dielectric de aer, amintindu-ne că capacitatea liniară a cablului este RG213 = (97pF / m).

Tabelul 4.

Trupe de amatori, (m)
perimetrul cadrului (m)

Experiența practică cu o antenă DDRR cu inel dublu a fost descrisă de DJ2RE. Antena de 10 metri testată a fost realizată dintr-un tub de cupru cu un diametru exterior de 7 mm. Pentru reglarea fină a antenei, s-au folosit două plăci rotative de cupru de 60x60 mm între capătul „fierbinte” superior al conductorului și inelul inferior.

Antena de comparație era un Yagi rotativ cu trei elemente, situat la 12 m de sol. Antena DDRR a fost amplasată la o înălțime de 9 m. Inelul său inferior a fost împământat doar prin scutul cablului coaxial. În timpul recepției de testare, au apărut imediat calitățile antenei DDRR ca emițător circular. Potrivit autorului testelor, semnalul primit s-a dovedit a fi cu două puncte mai jos pe contorul S al semnalului Yagi, cu un câștig de aproximativ 8 dB. La transmiterea cu o putere de până la 150 W au fost efectuate 125 de sesiuni de comunicare.

Notă: Potrivit autorului testelor, reiese că antena DDRR la momentul testării avea un câștig de aproximativ 6 dB. Acest fenomen este adesea înșelător din cauza apropierii diferitelor antene din aceeași gamă, iar proprietățile reemisiei lor de unde electromagnetice pierd puritatea experimentului.

5. Antene capacitive.

Înainte de a începe acest subiect, aș vrea să-mi amintesc istoria. În anii 60 ai secolului al XIX-lea, în timp ce formula un sistem de ecuații pentru a descrie fenomenele electromagnetice, J. C. Maxwell s-a confruntat cu faptul că ecuația pentru un câmp magnetic de curent continuu și ecuația pentru conservarea sarcinilor electrice în câmpuri alternative (ecuația de continuitate). ) sunt incompatibile. Pentru a elimina contradicția, Maxwell, fără date experimentale, a postulat că câmpul magnetic este generat nu numai de mișcarea sarcinilor, ci și de o modificare a câmpului electric, la fel cum câmpul electric este generat nu numai de sarcini, ci și de asemenea printr-o modificare a câmpului magnetic. Maxwell a numit-o cantitatea în care este inducția electrică, pe care a adăugat-o la densitatea curentului de conducție curent de deplasare. Inducția electromagnetică are acum un analog magnetoelectric, iar ecuațiile câmpului capătă o simetrie remarcabilă. Astfel, a fost descoperită speculativ una dintre cele mai fundamentale legi ale naturii, a cărei consecință este existența undelor electromagnetice. Ulterior, G. Hertz, bazându-se pe această teorie, a demonstrat că câmpul electromagnetic emis de un vibrator electric este egal cu câmpul emis de un emițător capacitiv!

Dacă da, să vedem încă o dată ce se întâmplă când un circuit oscilator închis se transformă într-unul deschis și cum poate fi detectat câmpul electric E? Pentru a face acest lucru, lângă circuitul oscilator vom plasa un indicator de câmp electric, acesta este un vibrator, în golul căruia este conectată o lampă incandescentă, nu este încă aprinsă, vezi Fig. 39.a. Deschidem treptat circuitul și observăm că se aprinde lampa indicator de câmp electric, Fig. 39.b. Câmpul electric nu mai este concentrat între plăcile condensatorului; liniile sale de forță merg de la o placă la alta prin spațiul deschis. Astfel, avem confirmarea experimentală a afirmației lui J. C. Maxwell că un emițător capacitiv generează o undă electromagnetică. În acest experiment, în jurul plăcilor se formează un câmp electric puternic de înaltă frecvență, a cărui modificare în timp induce curenți turbionari în spațiul înconjurător (Eikhenwald A.A. Electricity, fifth ed., M.-L.: State Publishing House, 1928, prima ecuație a lui Maxwell), formând un câmp electromagnetic de înaltă frecvență!

Nikola Tesla a atras atenția asupra faptului că, cu ajutorul unor emițători foarte mici din gama HF, este posibil să se creeze un dispozitiv destul de eficient pentru emiterea unei unde electromagnetice. Așa s-a născut transformatorul rezonant al lui N. Tesla.

* Proiectarea antenei EH de către T. Hard și transformator (dipol) de N. Tesla.

Merită să precizăm încă o dată că antena EH proiectată de T. Hard (W5QJR), vezi Fig. 40, este o copie a antenei originale Tesla, vezi Fig. 1. Antenele diferă doar prin dimensiune, unde Nikola Tesla a folosit frecvențe calculate în kiloherți, iar T. Hard a creat un design pentru funcționare în domeniul HF.

Același circuit rezonant, același emițător capacitiv cu un inductor și o bobină de cuplare. Antena lui Ted Hard este cel mai apropiat analog de antena lui Nikola Tesla și a fost brevetată ca „antenă coaxială cu inductor și dipol EH” (brevet SUA US 6956535 B2 din 18.10.2005) pentru funcționare în gama HF.

Antena HF capacitivă a lui Ted Hard este cuplată inductiv la alimentator, deși un număr de antene capacitive, cuplate direct și cu transformator au existat de mult timp.

Baza structurii de susținere a inginerului și radioamatorului T. Hard este o țeavă de plastic ieftină, cu caracteristici bune de izolare. Folia sub formă de cilindri se potrivește strâns în jurul ei, formând astfel emițători de antenă cu o capacitate mică. Inductanța L1 a circuitului oscilator în serie format este situată în spatele deschiderii emițătorului. Inductorul L2, situat în centrul emițătorului, compensează radiația antifază a bobinei L1. Conectorul de alimentare al antenei (de la generator) W1 este situat în partea de jos, acesta este convenabil pentru conectarea alimentatorului de alimentare în jos.

În acest design, antena este reglată de două elemente, L1 și L3. Prin selectarea spirelor bobinei L1, antena este reglată la modul de rezonanță secvențială la radiație maximă, unde antena capătă un caracter capacitiv. Robinetul de la inductor determină impedanța de intrare a antenei și dacă radioamatorul are un alimentator cu o impedanță caracteristică de 50 sau 75 ohmi. Selectând un robinet din bobina L1, puteți obține SWR = 1,1-1,2. Inductorul L3 realizează compensare capacitivă, iar antena capătă o natură activă, cu o impedanță de intrare apropiată de SWR = 1,0-1,1.

Notă: Bobinele L1 și L2 sunt înfășurate în direcții opuse, iar bobinele L1 și L3 sunt perpendiculare între ele pentru a reduce interferența reciprocă.

Acest design de antenă merită, fără îndoială, atenția radioamatorilor care au la dispoziție doar un balcon sau o logie.

Între timp, evoluțiile nu stau pe loc și radioamatorii, apreciind invenția lui N. Tesla și designul lui Ted Hart, au început să ofere alte opțiuni pentru antenele capacitive.

* Familia de antene „Isotron”. este un exemplu simplu de emițătoare capacitive curbate plate, este produs de industrie pentru utilizarea de radioamatori, vezi Fig. 42. Antena Isotron nu are nicio diferență fundamentală cu antena T. Horda. Același circuit oscilator în serie, aceiași emițători capacitivi.

Și anume, elementul de radiație aici este o capacitate radiantă (Sizl.) sub formă de două plăci îndoite la un unghi de aproximativ 90-100 de grade, rezonanța este reglată prin scăderea sau creșterea unghiului de îndoire, adică. capacitățile lor. Conform unei versiuni, comunicarea cu antena se realizează prin conectarea directă a alimentatorului și a circuitului oscilant în serie, în acest caz SWR determină raportul L/C al circuitului format. Conform unei alte versiuni, care a început să fie folosită de radioamatorii, comunicarea se realizează după schema clasică, prin bobina de comunicare Lst. SWR în acest caz este reglat prin schimbarea conexiunii dintre bobina de rezonanță serie L1 și bobina de cuplare Lst. Antena este operațională și într-o oarecare măsură eficientă, dar are un dezavantaj principal: inductorul, atunci când este situat în versiunea din fabrică, este situat în centrul emițătorului capacitiv și funcționează în antifază cu acesta, ceea ce reduce eficiența antenei. cu aproximativ 5-8 dB. Este suficient să rotiți planul acestei bobine cu 90 de grade, iar eficiența antenei va crește semnificativ.

Dimensiunile optime ale antenei sunt rezumate în Tabelul 5.

*Opțiune multi-bandă.

Toate antenele Isotron sunt cu o singură bandă, ceea ce provoacă o serie de neplăceri la trecerea de la bandă la bandă și plasarea acestora. Când două (trei, patru) astfel de antene sunt conectate în paralel, montate pe o magistrală comună, care funcționează la frecvențele f1; f2 și fn, interacțiunea lor este exclusă din cauza rezistenței mari a circuitului oscilator în serie al antenei care nu participă la rezonanță. La fabricarea a două antene cu o singură rezonanță conectate în paralel pe o magistrală comună, eficiența (eficiența) și lățimea de bandă a unei astfel de antene vor fi mai mari. Folosind ultima opțiune pentru conectarea în fază a două antene cu bandă unică, trebuie să vă amintiți că impedanța totală de intrare a antenelor va fi la jumătate mai scăzută și este necesar să luați măsuri adecvate, făcând referire la (Tabelul 1). O modificare a antenei pe un substrat comun este prezentată în Fig. 42 (jos). Nu este nevoie să vă reamintim că șocul de alimentare cu blocare este o parte integrantă a oricărei mini-antene.

Studiind cel mai simplu „Isotron”, am ajuns la concluzia că câștigul acestei antene este insuficient din cauza plasării unui inductor rezonant între plăcile radiante. Ca urmare, acest design a fost îmbunătățit de radioamatorii din Franța, iar inductorul a fost mutat în afara mediului de lucru al emițătorului capacitiv, vezi Fig. 43. Circuitul antenei are o conexiune directă la alimentator, ceea ce simplifică designul, dar totuși complică coordonarea completă cu acesta.

După cum se poate observa din desenele și fotografiile prezentate, această antenă este destul de simplă în design, mai ales în reglarea ei la rezonanță, unde este suficient să modificați ușor distanța dintre emițători. Dacă plăcile sunt schimbate, cea de sus este făcută „fierbinte”, iar cea de jos este conectată la împletitura de alimentare și este creată o magistrală comună pentru o serie de alte antene similare, atunci puteți obține un sistem de antenă cu mai multe benzi, sau un număr de antene identice conectate în fază care pot crește câștigul total.

Radioamator cu indicativ de apel cu semnal radio F1RFM, vă rugăm să vă oferiți pentru vizualizare generală proiectarea antenei sale cu calcule pentru 4 benzi de radio amatori, a căror diagramă este prezentată în Fig. 44.

* Antena "Biplan"

Antena „Biplan” este numită pentru asemănarea sa cu amplasarea aripilor gemene ale aeronavelor „Biplane” de la începutul secolului al XX-lea, iar invenția sa aparține unui grup de radioamatori (Fig. 45). Antena „Biplan” constă din două circuite oscilante seriale L1;C1 și L2;C2, conectate spate la spate. Alimentarea emițătorilor, simetrică cu conexiune directă. Planurile condensatoarelor C1 și C2 sunt folosite ca elemente radiante. Fiecare emițător este realizat din două plăci de duraluminiu și este situat pe ambele părți ale inductorilor.

Pentru a elimina influența reciprocă, inductoarele sunt înfășurate în contra-înfășurare sau poziționate perpendicular unul pe celălalt. Suprafața fiecărei plăci, conform autorilor, va fi pentru o rază de 20 de metri 64,5 cm2, pentru 40 de metri - 129 cm2, pentru 80 de metri - 258 cm2 și, respectiv, pentru o rază de 160 de metri, 516 cm2.

Reglarea se realizează în două etape și poate fi efectuată de elementele C1 și C2 prin modificarea distanței dintre plăci. SWR minim este atins prin schimbarea condensatoarelor C1 și C2, reglarea emițătorului la frecvență. Antena este foarte dificil de instalat și necesită un design complex de etanșare de influența precipitațiilor externe. Nu are perspective de dezvoltare și este neprofitabilă.

Pe tema antenelor capacitive, este de remarcat faptul că acestea au ocupat o nișă specială în rândul radioamatorilor care nu au posibilitatea de a instala antene cu drepturi depline și care au la dispoziție doar un balcon sau o logie. Radioamatorii care au posibilitatea de a instala un catarg jos pe un câmp mic de antenă folosesc și ei astfel de antene. Toate antenele scurtate au denumirea comună antene QRP. În plus, radioamatorii au o serie de greșeli atunci când instalează și operează antene scurtate, cum ar fi absența unui „choke de alimentare” de blocare sau locația acestuia din urmă pe o bază de ferită fiind foarte aproape de suprafața scurtată a antenei. În primul caz, alimentatorul de antenă începe să radieze, iar în al doilea, ferita unui astfel de șoc este o „găură neagră” și își reduce eficiența.

* Antena EH a trupelor URSS SA din anii 40 - 50 ai secolului trecut.

Antena a fost sudată din țevi de duraluminiu cu diametrul de 10 și 20 mm. Un dipol dipol simetric plat, de bandă largă, de aproximativ 2 metri lungime și 0,75 m lățime. Interval de frecvență de operare 2-12 MHz. De ce nu o antenă de balcon? A fost montat pe acoperișul camerei radio mobile în poziție orizontală la o înălțime de aproximativ 1 m.

Autorul acestui articol a reprodus acest design pe balconul de la etajul doi încă din anii 90, iar emițătoarele au fost realizate sub un uscător de rufe pe blocuri de lemn în afara balconului. În loc de frânghii, au fost întinse fire izolate de cupru, vezi Fig. 46.a. Antena a fost reglată folosind circuitul oscilant L1C1, condensatorul de cuplare C2 cu antena și bobina de cuplare Lsv. cu transceiver, vezi Fig. 46.b. Toți condensatorii izolați cu aer cu o capacitate de 2 * 12-495 pF au fost utilizați de la radiourile cu tub din anii 60.

Inductor L1 diametru 50 mm; 20 de ture; fir 1,2 mm; pas 3,5 mm. O țeavă de plastic (50 mm) tăiată pe lungime a fost plasată strâns deasupra acestei bobine. O bobină de comunicație Lst a fost înfășurată deasupra ei. - 5 spire cu coturi de la 3, 4 si 5 spire de sarma de 2,2 mm. Toți condensatorii foloseau doar contacte de stator, iar axele (rotoarele) de pe condensatoarele C2 și C3 au fost conectate printr-un jumper izolator pentru a sincroniza rotația. Linia cu două fire nu trebuie să depășească 2,0-2,5 metri, aceasta este exact distanța de la antenă (uscător) la dispozitivul potrivit care stă pe pervaz. Antena a fost construită în intervalul 1,8-14,5 MHz, dar prin schimbarea circuitului rezonant cu alți parametri, o astfel de antenă ar putea funcționa până la 30 MHz. În original, în serie cu linia de transmisie în acest design, au fost prevăzuți indicatori de curent, care au fost ajustați la citirile maxime, dar într-o versiune simplificată, între cele două fire ale unei linii cu două fire, o lampă fluorescentă atârna perpendicular pe ea, care, la puterea minimă de ieșire, strălucea doar în mijloc, iar la putere maximă (la rezonanță) strălucirea a ajuns la marginile lămpii. Coordonarea cu postul de radio a fost realizată prin comutatorul P1 și monitorizată cu ajutorul contorului SWR. Lățimea de bandă a unei astfel de antene era mai mult decât suficientă pentru a funcționa pe fiecare dintre benzile de amatori. Cu o putere de intrare de 40-50W. Antena nu a provocat nicio interferență la televizorul vecinilor. Mai mult, acum că toată lumea a trecut la televiziunea digitală și prin cablu, este posibil să furnizeze până la 100W.

Acest tip de antenă este capacitiv și diferă de antenele EH doar în circuitul de conectare a emițătorilor. Diferă prin formă și dimensiune, dar, în același timp, are capacitatea de a fi reglat la gama HF și de a fi folosit în scopul propus - uscarea hainelor...

* Combinație de emițător E și emițător H.

Folosind un emițător capacitiv în afara balconului (logiei), această construcție poate fi combinată cu o antenă magnetică, așa cum a făcut Alexander Vasilievich Grachev ( UA6AGW), combinând un cadru magnetic cu un dipol scurtat cu jumătate de undă. Este destul de cunoscut în lumea radioamatorilor și este practicat de autor la cabana sa de vară. Circuitul electric al antenei este destul de simplu și este prezentat în Fig. 47.

Condensatorul C1 este reglabil în interval, iar intervalul necesar poate fi setat prin conectarea unui condensator suplimentar la contactele lui K1. Potrivirea antenei cu alimentatorul este supusă acelorași legi, adică. bucla de comunicare la punctul de tensiune zero, vezi Fig.30. Fig.31. Această modificare are avantajele că instalarea ei poate fi făcută cu adevărat invizibilă pentru privirile indiscrete și, în plus, va funcționa destul de eficient în două sau trei benzi de frecvență pentru amatori.

Un dipol scurtat sub formă de spirală pe o bază de plastic se potrivește perfect într-o loggie cu rame din lemn, dar proprietarul acestei antene nu a îndrăznit să o plaseze în afara loggiei. Nu cred că proprietarul acestui apartament este încântat de această frumusețe.

Antena de balcon - dipol 14/21/28 MHz se potriveste bine in afara balconului. Este discret și nu atrage atenția asupra ei însuși. Puteți construi o astfel de antenă urmând linkul

Postfaţă:

În concluzie a materialului despre antenele de balcon HF, aș dori să le spun celor care nu au și nu au acces la acoperișul casei lor - este mai bine să aibă o antenă proastă decât deloc. Toată lumea poate lucra cu o antenă Uda-Yagi cu trei elemente sau un pătrat dublu, dar nu toată lumea poate alege cea mai bună opțiune, să dezvolte și să construiască o antenă de balcon și să lucreze la aer la același nivel. Nu-ți schimba hobby-ul; îți va fi întotdeauna util să-ți relaxezi sufletul și să-ți antrenezi creierul, în vacanță sau la pensie. Comunicarea prin aer oferă mult mai multe beneficii decât comunicarea prin Internet. Bărbații care nu au un hobby, care nu au un scop în viață, trăiesc mai puțin.

73! Sushko S.A. (ex. UA9LBG)

Gama HF conține o serie de frecvențe radio (27 MHz, utilizate în mod obișnuit de șoferi), difuzând multe posturi. Nu există emisiuni TV aici. Astăzi ne vom uita la serialele de amatori folosite de diverși pasionați de radio. Frecvențe 3,7; 7; 14; 21, 28 MHz din gama HF, raportate ca 1: 2: 4: 6: 8. Important este, după cum vom vedea mai târziu, devine posibilă realizarea unei antene care să prindă toate denumirile (problema coordonării este al zecelea lucru). Credem că vor exista mereu oameni care vor folosi informațiile, vor asculta emisiunile radio. Subiectul de astăzi este o antenă HF DIY.

Vom dezamăgi pe mulți, astăzi vom vorbi din nou despre vibratoare. Obiectele Universului sunt formate prin vibrații (viziunile lui Nikola Tesla). Viața atrage viața, este mișcare. Pentru a da un val de viață, sunt necesare vibrații. Modificările câmpului electric dau naștere unui răspuns magnetic, astfel încât frecvența care transportă informația către eter se cristalizează. Câmpul imobilizat este mort. Un magnet permanent nu va genera o undă. Figurat vorbind, electricitatea este un principiu masculin; ea există doar în mișcare. Magnetismul este o calitate mai degrabă feminină. Cu toate acestea, autorii s-au adâncit în filozofie.

Se crede că polarizarea orizontală este de preferat pentru transmisie. În primul rând, modelul de radiație azimutal nu este circular (au spus-o în treacăt), cu siguranță vor fi mai puține interferențe. Știm că diverse obiecte precum nave, mașini, tancuri sunt echipate pentru comunicare. Nu poți pierde comenzi, ordine, cuvinte. Se va întoarce obiectul în sens greșit, dar polarizarea este orizontală? Nu suntem de acord cu autori cunoscuți, respectați, care scriu: polarizarea verticală a fost aleasă ca conexiune pentru o antenă cu un design mai simplu. Atingeți chestiunea amatorilor, este mai degrabă despre continuitatea moștenirii generațiilor anterioare.

Să adăugăm: cu polarizarea orizontală, parametrii Pământului au o influență mai mică asupra propagării undei; în plus, cu polarizarea verticală, frontul suferă atenuare, lobul se ridică la 5 - 15 grade, ceea ce este nedorit atunci când se transmite pe lung. distante. Pentru antenele polarizate vertical (monopol), este importantă o bună împământare. Eficiența antenei depinde direct. Este mai bine să îngropați fire de aproximativ un sfert de lungime de undă în pământ; cu cât sunt mai lungi, cu atât eficiența este mai mare. Exemplu:

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

Creșterea numărului de fire reduce impedanța undei, apropiindu-se de idealul (de tipul de vibrator specificat) - 37 Ohmi. Vă rugăm să rețineți că calitatea nu trebuie adusă mai aproape de ideală; 50 Ohmi nu trebuie să fie asortați cu cablul (în comunicare, se folosește RK - 50). Afacere grozavă. Să suplimentăm pachetul de informații cu un simplu fapt: cu polarizare orizontală, semnalul se adaugă celui reflectat de Pământ, dând o creștere de 6 dB. Polarizarea verticală are atât de multe dezavantaje, ei o folosesc (s-a dovedit interesant cu firele de împământare) și au suportat-o.

Designul antenelor HF se reduce la un simplu vibrator cu un sfert de undă și jumătate de undă. Cele doua au dimensiuni mai mici și sunt mai puțin acceptate, iar cele secunde sunt mai ușor de coordonat. Catargele sunt poziționate vertical folosind distanțiere și fire de prindere. Ei au descris o structură atârnată pe un copac. Nu toată lumea știe: la o distanță de jumătate de undă de antenă nu ar trebui să existe interferențe. Se aplică structurilor din fier și din beton armat. Așteptați un minut să vă bucurați, la o frecvență de 3,7 MHz distanța este... 40 de metri. Antena ajunge la înălțimea etajului opt. Crearea unui vibrator cu un sfert de undă nu este ușoară.

Este convenabil să construim un turn pentru a asculta radioul, am decis să ne amintim vechiul mod de a prinde valuri lungi. Veți găsi antene feromagnetice interne în receptoarele din epoca sovietică. Să vedem dacă modelele sunt potrivite pentru scopul lor (captarea emisiunilor).

Antenă magnetică HF

Să presupunem că este nevoie de a accepta frecvențe de 3,7 - 7 MHz. Să vedem dacă este posibil să proiectăm o antenă magnetică. Este format dintr-un miez de secțiune transversală rotundă, pătrată, dreptunghiulară. Dimensiunile sunt recalculate folosind formula:

do = 2 √ рс / π;

do este diametrul tijei rotunde; h, c - înălțimea, lățimea secțiunii dreptunghiulare.

Înfășurarea nu se efectuează pe toată lungimea; de fapt, trebuie să calculați cât de mult să înfășurați și să selectați tipul de sârmă. Să luăm exemplul unui manual de design vechi și să încercăm să calculăm o antenă HF cu frecvențe de 3,7 - 7 MHz. Să considerăm că rezistența etajului de intrare al receptorului este de 1000 ohmi (în practică, cititorii măsoară înșiși rezistența de intrare a receptorului), parametrul atenuării echivalente a circuitului de intrare, la care se atinge selectivitatea specificată, este egal cu 0,04.

Antena pe care o proiectăm face parte din circuitul rezonant. Rezultatul este o cascadă înzestrată cu o oarecare selectivitate. Cum să lipiți, gândiți-vă singur, doar urmați formulele. Cei care efectuează calculul vor trebui să găsească capacitatea maximă și minimă a condensatorului de acord folosind formula: Cmax = K 2 Cmin + Co (K 2 – 1).

K – coeficient de subbandă, determinat de raportul dintre frecvența de rezonanță maximă și minimă. În cazul nostru, 7 / 3,7 = 1,9. Se alege din considerente neclare (conform manualului); conform exemplului dat în text, să-l considerăm egal cu 30 pF. Nu ne vom înșela prea mult. Fie Cmin = 10 pF, găsim limita superioară de ajustare:

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

Rotunjit, desigur, puteți lua un condensator variabil de o gamă mai mare. Exemplul dă 10-365 pF. Să calculăm inductanța necesară a circuitului folosind formula:

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

Sensul formulei este clar, să adăugăm că 7 este limita superioară a intervalului, exprimată în MHz. Selectați miezul bobinei. La frecvențele miezului, permeabilitatea magnetică este M = 100; selectăm ferită de grad 100NN. Luăm un miez standard de 80 mm lungime, 8 mm în diametru. Raport l / d = 80 / 8 =10. Din cărțile de referință extragem valoarea efectivă a permeabilității magnetice md. Se dovedește a fi 41.

Găsim diametrul înfășurării D = 1,1 d = 8,8, numărul de spire este determinat de formula:

W = √(L / L1) D md mL pL qL;

Citim coeficienții formulei vizual folosind graficele de mai jos. Cifrele vor arăta cifrele de referință utilizate mai sus. Căutați marca de ferită, omul nu trăiește numai cu pâine. D se exprimă în centimetri. Autorii au obținut: L1 = 0,001, mL = 0,38, pL = 0,9. Să calculăm qL folosind formula:

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

Înlocuim numerele în expresia finală pentru calcularea numărului de spire ale unei antene HF din ferită și rezultă:

W = √ (13,47 / 0,001) x 0,88 x 41 x 0,38 x 0,9 x 0,826 = 373 de spire.

Cascada trebuie conectată la primul amplificator receptor, ocolind circuitul de intrare. Să spunem mai multe, acum am calculat mijloacele de selectivitate în intervalul 3,7-7 MHz. Pe lângă antenă, pornește simultan circuitul de intrare al receptorului. Prin urmare, va fi necesar să se calculeze inductanța de cuplare cu amplificatorul, îndeplinind condițiile pentru asigurarea selectivității (luăm valori tipice).

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.

Coeficientul de transformare va fi m = √ 0,35 / 13,47 = 0,16. Găsim numărul de spire ale bobinei de comunicare: 373 x 0,16 = 60 de spire. Înfășurăm antena cu fir PEV-1 cu diametrul de 0,1 mm și înfășurăm bobina cu PELSHO cu diametrul de 0,12 mm.

Mulți oameni sunt probabil interesați de mai multe întrebări. De exemplu, scopul formulelor Co pentru calcularea unui condensator variabil. Autorul evită cu timiditate întrebarea, se presupune că capacitatea inițială a circuitului. Cititorii harnici vor calcula frecvențele de rezonanță ale unui circuit paralel în care este lipită o capacitate inițială de 30 pF. Vom face o ușoară greșeală recomandând plasarea unui condensator trimmer de 30 pF lângă condensatorul variabil. Lanțul este reglat fin. Începătorii sunt interesați de circuitul electric, care va include o antenă HF de casă... Circuitul paralel, din care semnalul este îndepărtat de un transformator, este format din bobine bobinate. Miezul este comun.

O antenă HF independentă este pregătită. Veți găsi acest lucru într-un radio turistic (modelele cu dinam sunt populare astăzi). Antenele HF (și cu atât mai mult SW) ar fi mari dacă designul ar fi realizat sub forma unui vibrator tipic. Astfel de modele nu sunt utilizate în echipamente portabile. Cele mai simple antene HF ocupă mult spațiu. Recepție mai bună. Scopul antenei HF este de a îmbunătăți calitatea semnalului. În apartament, loggia. Ne-au spus cum să facem o antenă HF în miniatură. Folosiți vibratoare la țară, pe câmp, în pădure și în spații deschise. Material furnizat de cartea de referință de proiectare. Cartea este plină de erori, dar rezultatul pare acceptabil.

Chiar și manualele vechi suferă de greșeli de scriere ratate de editori. Acest lucru se aplică mai multor ramuri de electronice radio.

Paris?! Am luat-o!

Washington?! Am luat-o!

Și după ce ai urcat acolo, receptorul a încetat să mai primească posturi de radio îndepărtate”, îmi spunea tatăl meu în copilărie.

Au trecut câteva decenii de atunci, iar receptorul, de parcă nimic nu s-ar fi întâmplat, continuă să preia orașe. Sincer să fiu, nu am făcut nimic cu receptorul. Aceste unități de lămpi sovietice vor continua să funcționeze după apocalipsă. Este doar despre antenă.

Seara târziu, în strălucirea flăcării șemineului, fără să pornesc curentul, apăs tasta vechiului radio cu tub, scara luminoasă cu orașe saturează confortabil amurgul încăperii, rotind vernierul, mă tunesc la postul de radio.
Gama undelor lungi este silentioasa. Adevărat, exact în dreptunghiul scării ferestrei luminoase a orașului Varșovia, la o frecvență de aproximativ 1300 de metri, a fost luată stația de radio „Polish Radio” și aceasta este o rază dreaptă de peste 1150 km.
Undele medii sunt captate de posturile de radio locale și îndepărtate. Și aici luăm o autonomie de peste 2000 km.
De aproape 2 ani încoace, în Moscova și în regiune, canalele centrale de radiodifuziune au încetat să mai funcționeze pe aceste unde (DV, SV).

Valurile scurte sunt deosebit de vii; aici este o casă plină. Pe undele scurte, undele radio pot călători în jurul Pământului și stațiile radio pot fi de fapt recepționate de oriunde de pe glob, dar condițiile de propagare a undelor radio aici depind de timpul și starea ionosferei din care pot fi reflectate.
Aprind lampa de masă și pe toate benzile (cu excepția VHF) în loc de posturi de radio se aude zgomot continuu, transformându-se în bubuit. Acum, lampa de masă, inclusiv cablurile de alimentare, este un transmițător de interferențe care interferează cu recepția radio normală. În prezent, lămpile de economisire a energiei la modă și alte aparate de uz casnic (televizoare, computere) au transformat firele de rețea în antene pentru emițătoare de interferențe. De îndată ce firul de rețea de la lampă a fost mutat la câțiva metri distanță de firul de coborâre a antenei, recepția posturilor de radio a reluat.

Problema imunității la zgomot a existat în secolul trecut, iar în intervalul de lungimi de undă de metri a fost rezolvată prin diferite modele de antene, care au fost numite „anti-zgomot”.

Antene anti-zgomot.

Am citit prima dată o descriere a antenelor anti-zgomot în revista Radiofront în 1938 (23, 24).

Orez. 2.

Orez. 3.

Există o descriere similară a designului unei antene anti-zgomot în jurnalul Radiofront pentru 1939 (06). Dar aici s-au obținut rezultate bune în domeniul lungimii de undă lungi. Cantitatea de atenuare a interferenței a fost de 60 dB. Acest articol poate fi de interes pentru comunicațiile radio amatorilor din Orientul Îndepărtat (136 kHz).

Adevărat, în prezent, cele mai bune rezultate se obțin prin utilizarea unui amplificator de potrivire direct în antenă, care este conectat printr-un cablu coaxial la amplificatorul de potrivire la intrarea receptorului însuși.

Antenă mătură.

Aceasta a fost prima mea antenă de casă, pe care am făcut-o pentru un receptor detector. Prima antenă pe care m-am ars, cositorind fiecare fir, stabilind unghiurile tijelor strict după desen cu ajutorul unui raportor. Oricât am încercat, receptorul detectorului nu a funcționat cu el. Dacă aș fi pus apoi un capac de cratiță în loc de mătură, efectul ar fi fost similar. Apoi, în copilărie, receptorul a fost salvat de cablarea rețelei, dintre care un fir a fost conectat la intrarea detectorului printr-un condensator de izolare. Atunci mi-am dat seama că, pentru funcționarea normală a receptorului, lungimea firului antenei trebuie să fie de cel puțin 20 de metri și să rămână în teorie tot felul de nori electronici care conduc straturi de aer deasupra paniculei. Vechii își vor aminti încă că mătura atașată la coș s-a prins excepțional de bine atunci când fumul mergea vertical în sus. La sate, se aprindeau de obicei aragazul și găteau cina în oale din fontă. Seara, de regulă, vântul se potolește și fumul se ridică într-o coloană. În același timp, seara, undele sunt refractate din stratul ionizat al suprafeței pământului și recepția în aceste game de unde se îmbunătățește.
Cele mai bune rezultate pot fi obținute cu imaginile antenei de mai jos (Figura 5 - 6). Acestea sunt, de asemenea, antene cu capacitate concentrată. Aici cadrul de sârmă și spirala includ 15 - 20 de metri de sârmă. Dacă acoperișul este suficient de înalt și nu este realizat din metal și transmite liber unde radio, atunci astfel de compoziții (Fig. 5, 6) pot fi plasate în pod.

Orez. 5. „Radio tuturor” 1929 Nr. 11

Orez. 6. „Radio tuturor” 1929 Nr. 11

Antena de ruleta.

Am folosit o bandă de construcție obișnuită cu o lungime de tablă de oțel de 5 metri. Această bandă de măsurare este foarte convenabilă ca antenă HF, deoarece are o clemă metalică conectată electric prin arbore la banda de bandă. Receptoarele HF de buzunar au o antenă bici pur simbolică, altfel nu ar încăpea într-un buzunar. De îndată ce am atașat banda de măsurare la antena bici a receptorului, benzile de unde scurte din regiunea de 13 metri au început să se sufoce din cauza numărului mare de posturi de radio primite.

Recepție la rețeaua de iluminat.

Acesta este titlul unui articol din Revista Radioamatorilor din 1924 Nr. 03. Acum aceste antene au intrat în istorie, dar dacă este necesar, puteți folosi în continuare fire de rețea într-un sat pierdut, după ce ați oprit mai întâi toate aparatele electrocasnice moderne. .

Antenă de casă în formă de L.

Aceste antene sunt prezentate în Figura 4. a, b). Partea orizontală a antenei nu trebuie să depășească 20 de metri, de obicei se recomandă 8 - 12 metri. Distanța de la sol este de cel puțin 10 metri. O creștere suplimentară a înălțimii antenei duce la o creștere a interferențelor atmosferice.

Am făcut această antenă de la un purtător de rețea pe o bobină. O astfel de antenă (Fig. 8) este foarte ușor de instalat pe teren. Apropo, receptorul detectorului a funcționat bine cu el. În figură, care prezintă un receptor detector, un circuit oscilant este realizat dintr-o bobină de rețea (2), iar a doua extensie de rețea (1) este utilizată ca antenă în formă de L.

Antene buclă.

Antena poate fi realizată sub forma unui cadru și este un circuit oscilant reglabil de intrare care are proprietăți direcționale, ceea ce reduce semnificativ interferența la recepția radio.

Antena magnetica.

La fabricarea sa se folosește o tijă cilindrică de ferită, precum și o tijă dreptunghiulară, care ocupă mai puțin spațiu într-un radio de buzunar. Circuitul reglabil de intrare este plasat pe tijă. Avantajul antenelor magnetice este dimensiunea lor mică, factorul de înaltă calitate al circuitului și, în consecință, selectivitatea ridicată (renunțarea de la stațiile învecinate), care, împreună cu proprietatea direcțională a antenei, nu va face decât să adauge un alt avantaj, cum ar fi o mai bună imunitate la zgomot a recepției în oraș. Utilizarea antenelor magnetice este în mare măsură destinată recepționării stațiilor radio locale, cu toate acestea, sensibilitatea ridicată a receptoarelor moderne din benzile DV, MF și HF și proprietățile pozitive ale antenei enumerate mai sus oferă o gamă bună de recepție radio.

Deci, de exemplu, am reușit să ridic un post de radio îndepărtat folosind o antenă magnetică, dar de îndată ce am conectat o antenă externă voluminoasă suplimentară, stația s-a pierdut în zgomotul interferențelor atmosferice.

Antena magnetică din receptorul staționar are un dispozitiv rotativ.

Pe o tijă plată de ferită (asemănătoare ca lungime cu o tijă cilindrică) de 3 X 20 X 115 mm, gradul 400NN pentru gamele DV și SV, bobinele sunt înfășurate cu sârmă PELSHO, PEL 0,1 - 0,14, pe un cadru de hârtie mobil, 190 și 65 de ture fiecare.

Pentru gama HF, bobina de contur este asezata pe un cadru dielectric de 1,5 - 2 mm grosime si contine 6 spire infasurate in trepte (cu distanta intre spire) cu o lungime a circuitului de 10 mm. Diametrul firului 0,3 - 0,4 mm. Cadrul cu bobine este atașat chiar la capătul tijei.

Antene de mansardă.

Folosesc de mult podul pentru antene de televiziune si radio. Aici, departe de cablarea electrică, antena gamelor MF și HF funcționează bine. Acoperișul din acoperiș moale, ondulină, ardezie este transparent la undele radio. Revista „Radio for Everyone” pentru 1927 (04) oferă o descriere a unor astfel de antene. Autorul articolului „Antene de mansardă”, S. N. Bronstein, recomandă: „Forma poate fi foarte diversă, în funcție de dimensiunea încăperii. Lungimea totală a cablurilor trebuie să fie de cel puțin 40 - 50 de metri. Materialul este cablul de antenă sau fir de sonerie, montat pe izolatori. Nu este nevoie de un comutator de fulger cu o astfel de antenă.”

Am folosit atât sârmă solidă, cât și toroane din cablajul electric, fără a îndepărta izolația de pe acesta.

Antena de tavan.

Aceasta este aceeași antenă pe care o folosea receptorul tatălui meu pentru a ridica orașele. Un fir bobină de cupru cu un diametru de 0,5 - 0,7 mm a fost înfășurat în jurul unui creion și apoi întins sub tavanul camerei. Era o casă de cărămidă și un etaj înalt, iar receptorul funcționa excelent, dar când s-au mutat într-o casă din beton armat, plasa de armare a casei a devenit o barieră pentru undele radio, iar radioul a încetat să funcționeze normal.

Din istoria antenelor.

Revenind în timp, eram interesat să știu cum arată prima antenă din lume.

Prima antenă a fost propusă de A. S. Popov în 1895; era un fir lung și subțire ridicat cu baloane. A fost atașat la un detector de fulgere (un receptor care detectează descărcări de fulgere), un prototip de radiotelegraf. Și în timpul primei emisiuni radio din lume din 1896, la o reuniune a Societății Ruse de Fizică și Chimie în sala de fizică a Universității din Sankt Petersburg, un fir subțire a fost întins de la primul receptor radiotelegrafic la o antenă verticală (Revista Radio, 1946). 04 05 „Prima antenă”).

Orez. 13. Prima antenă.

Structurile capitale și gardurile de balcon pot fi utilizate cu succes pentru a securiza antena în cazurile în care instalarea acestui dispozitiv pe acoperișul unei clădiri nu este posibilă din anumite motive. Desigur, o antenă de balcon HF nu poate fi comparată ca eficiență cu una de bază, dar pentru multe sarcini capabilitățile sale vor fi destul de acceptabile. În acest articol, vom analiza în detaliu o serie de probleme legate de funcționarea acestui tip de antene și vom învăța cum să le faceți singur.

prinde valul

Astăzi, antenele de balcon pot fi văzute adesea pe fațadele clădirilor înalte ale orașului. Aproape toate sunt proiectate pentru a funcționa în intervalul de unde scurte. Cu ajutorul unor astfel de antene puteți primi semnale de emisie radio și televiziune și vă permit, de asemenea, să utilizați posturi de radio pentru comunicații radio de amatori sau comerciale (profesionale). Trebuie remarcat faptul că astfel de dispozitive efectuează o recepție mai bună a semnalelor radio decât transmisia.

O antenă HF de balcon de casă poate fi întotdeauna fixată pe elemente ale unei învelișuri metalice, deoarece este ușoară și are dimensiuni de gabarit mici. Asigurați-vă mai întâi că dispozitivul primește clar semnalul de care aveți nevoie. Faptul este că, datorită proprietăților de ecranare ale clădirii, antena de balcon funcționează eficient numai în anumite direcții, iar dacă balconul sau loggia ta „arată” în direcția opusă sursei de semnal, se poate dovedi a fi absolut inutilă. .

Ce unde radio se numesc scurte? Această categorie include radiațiile electromagnetice cu o lungime de undă de la 10 la 100 m. Aceste lungimi corespund intervalului de frecvență 3 – 30 MHz. O proprietate remarcabilă a acestor unde radio este capacitatea lor de a fi reflectate de pe suprafața pământului și de straturile superioare ale atmosferei, practic fără a pierde putere. Datorită acestui fapt, unda curge în jurul suprafeței planetei, ceea ce face posibilă transmiterea semnalelor pe distanțe lungi.

Dacă observați o deteriorare a calității comunicației, nu vă grăbiți să casați antena. Comunicațiile radio cu unde scurte sunt foarte sensibile la mulți factori, principalii fiind ora din zi, condițiile meteorologice și natura activității solare. Acești factori au un efect deosebit de vizibil asupra recepției și transmiterii semnalelor de către o antenă de balcon, care este inferioară în capacități față de cea de bază. Un alt motiv pentru modificarea nivelului semnalului este interferența. Undele din aceeași sursă ajung la antenă pe traiectorii diferite, având, în consecință, durate diferite. Acesta este ceea ce provoacă acest fenomen.

Proiectăm o antenă pentru gama HF

Cei a căror mână se întinde dimineața la un fier de lipit în loc de o periuță de dinți vor fi probabil interesați de cum să facă o antenă de casă din materiale vechi. În primul rând, avem nevoie de un tub de ferită– element de ecranare a cablurilor de la monitoare și tastaturi. Unul dintre radioamatorii a descoperit accidental că astfel de tuburi reacționează cu o impedanță reactivă în câteva sute de ohmi la semnale radio cu o lungime de undă de puțin sub 100 m. În același timp, un transformator de bandă largă pe astfel de tuburi demonstrează caracteristici bune de frecvență în timpul scurt. -gama de valuri. Aceste proprietăți ale tuburilor de ferită ne vor ajuta să proiectăm o antenă HF pentru un balcon sau o logie. Pentru a face acest lucru, trebuie să urmați instrucțiunile pas cu pas:

După instalarea pe balcon, o astfel de antenă HF de casă demonstrează o recepție bună a semnalelor cu o frecvență de 14 până la 28 MHz.

Citiți despre asta în articolul nostru. De asemenea, oferă și alte modele, cum ar fi montate pe podea și pe tavan.

Dacă vă întrebați: atunci veți găsi răspunsul pe site-ul nostru.

Configurarea comunicațiilor pentru amatori

Există două benzi de frecvență radio deschise pe teritoriul Federației Ruse:

— gama CB(Litere latine, marcajul spune „si-bi”), care este undă scurtă;

— Gama PMR sau LPD, care este undă ultrascurtă.

Ele sunt numite deschise deoarece pot fi folosite fără permisiunea specială. Cu toate acestea, există o avertizare: utilizarea comercială a gamei PMR nu este permisă.

Undele CB (27 MHz) se pot îndoi în jurul clădirilor, dealurilor naturale și pădurilor. Se caracterizează prin pierderi nesemnificative, astfel încât conectarea antenei la postul de radio se poate face folosind chiar și mărci ieftine de cablu. Instalarea antenelor de bază pentru funcționarea în banda CB nu este împotriva legii.

Frecvențele CB sunt caracterizate de efectul pe distanță lungă, care este cauzat de modificările activității solare sau ale stării câmpului magnetic al planetei noastre. Constă în faptul că un semnal de la o sursă situată la 10-15 mii de km distanță este primit mai clar decât de la o stație care funcționează la câțiva kilometri distanță.

Semnalele cu unde ultrascurte (PMR și LPD) sunt transmise la o frecvență de 433 până la 446 MHz. O stație radio mobilă care funcționează pe banda LPD este perfectă pentru organizarea comunicațiilor, de exemplu, între un birou și un depozit. Spre deosebire de echipamentele concepute pentru banda CB, astfel de stații acceptă modul de comunicare multicanal și sunt echipate cu antene încorporate foarte eficiente. În plus, stațiile LPD pot fi folosite pentru a organiza comunicarea în interiorul unei clădiri, iar semnalele acestora pot ajunge chiar și la subsol.

Sfat: Pentru a asculta și a comunica cu alte radio-amatori, cel mai bun pariu este un radio AM/FM cu antenă de bază CB. Un astfel de echipament vă va oferi posibilitatea de a asculta atât posturi locale, cât și emisiuni radio străine.