Стаття 2. Магнітні антени (magnetic loop):

Антена - пристрій для випромінювання та/або прийому електромагнітних хвиль шляхом прямого перетворення електричного струму в випромінювання (при передачі) або випромінювання в електричний струм(При прийомі).

Магнітна антена(magnetic loop) - це антена, у якої випромінювання та прийом електромагнітних хвиль здійснюється за рахунок магнітної складової, електрична складова мізерно мала і нею зазвичай нехтують.

(На форумі ОДЛР.ru у листопаді 2010 року йшло обговорення однієї антени - мітла, для лампового приймача, з використанням балконного варіанту. Я вставив свій п'ятачок, і вийшла стаття.)

І так спробую написати у стилі байка-биль.

Але в нас розмова про антени. Жив я тоді у військовому містечку Калінінець, у простолюді "поштове відділення Алабіно". Щодня вранці, я автобусом діставався Голіцино, електричкою доїжджав до платформи Філі, далі на метро доїжджав до Площі Ногіна (зараз Китай-Місто). потім пішки до Покровського бульвару, до стін рідний альма-матер. Увечері той самий маршрут, але навпаки. І лише по п'ятницях був виняток із правил, була зупинка в районі Філі.

Недалеко від платформи жив мій друг RA3AHQ, у світі він Болгарин Олександр (зараз проживає в Мар'їно). Я брав пару вогнегасників і заходив у гості. Олександр мав імпортний трансівер фірми Кенвуд "TS-450", на ті часи це було дуже круто. Такі винятки з правил бували практично щотижня, і лише щоп'ятниці. Ось одного разу сидимо ми, потягуючи красне і крутимо ручку верньєра, слухаємо розмови радіоаматорів. Моя увага привернула незвичайна споруда на підвіконні, я питаю, вас з дас, а Саша і каже, мовляв антена це, називається магнетик луп (Magnetic loop) і показує статтю в журналі Радіо № 7 за 1989 рік, стор. 90, у розділі за кордоном. Одним словом, це та стаття, яку й навів Сергій Кашехлєбов в обговоренні на форумі. Я приїхав додому, у сусідки виклянчив халохуп, і вже за дві години, я провів перший радіозв'язок на 40 м з Пітером, моя антенна була змонтована на дощечці, КПЕ прикручений гвинтиками до халохупа (дюраль не паяється). Це був мій перший досвід, потім були інші досвіди, але про це далі.

2000 року мене взяли на роботу в одну фірму, яка займалася професійно системами радіозв'язку. Був один проект у Заполяр'ї, виїхали на випробування. Взяли з собою кілька типів антен, це і традиційні трикутники, виконані з антенного канатика, і спірально-штирьові, в основі яких були автоматичні антенні тюнери (Icom AT-130) і одна конструкція ML (Magnetic loop), виконана з коаксіального кабелю, обплетення у вигляді гофру товщиною 30 мм. Діаметр випромінювача був 4 м, закріплена антена була на звичайній дерев'яній жердині з хрестовиною, і приставлена до залізного вагончика. Через певний час виходимо на зв'язок, тестуємо проходження, складаємо добовий графік проходження. І раптом все зникло, в ефірі лише "білий шум", і нічого більше. Мені з бази телефоном кажуть, що магнітна буря, і перерва на невизначений час. Я від нудьги почав клацати, перемикати антени на аматорських діапазонах. Яке ж було моє здивування, коли я почув на 40 м радіоаматорів, що працюють. Я за мікрофон та гайда. У всіх кореспондентів просив послухати ще дві антени, перемикав на "дельту" та спірально-штирову, а потім ML, на ті антени я не чув нічого і мене теж не чули.

Пізніше я вмовив комерційного директора закупити в Німеччині пару антен, хотів різних типорозмірів, але купили однотипні. Тоді там було налагоджено виробництво і цим займався Крістіан DK5CZ (царство йому небесне, замовк ключ). Але люди й досі продовжують його справу. Тож повернемося сюди. Німецька конструкція була не практична, діаметр випромінювача 1,7 м, цілісна, незручна при транспортуванні. Загалом була виготовлена своя антена, випромінювач складався з трьох сегментів, матеріал АД-30 (я шматочок німецької відвіз на хімічний аналіз), КПЕ був виконаний у вигляді метелика і мав ємність від 170 до 200 пік, це дозволяло перекривати на передачу 3 аматорські діапазони (160 м, 80 м та 40 м), при діаметрі випромінювача 4 м. Але це не головне, головне як працювала ця антена.

Всі хто бував у нас на колективі, напевно, звертав увагу, що в безпосередній близькості від радіостанції (300-500 м) півкільцем проходить три ЛЕП, одна з них 500 КВ. Так ось тріскотня у нас по S-метру завжди 8-9 балів. І ось коли я на даху поклав горизонтально (на кілочках висотою 1 м) ML, використовуючи її як приймальну антену, то.... Шумів НУЛЬ, і лише корисний сигнал. Стали чутні станції, які йшли з рівнем 2-3 бали і які я ніколи б не почув. Це було на 20 м діапазоні.

Друге. Наші гості, підходячи до школи, бачили на сусідньому будинку аматорські антени, це радіоаматор, Олександр, він любить брати участь у змаганнях на КВ в однодіапазонному заліку, на 17-ти поверхівці 2 елементи Cushcraft 40_2CD, тобто. сидить собі на 40 метрів і все, а в нас повний затик. На 40 м S-метр упирається в протилежну стінку, і на інших бендах вище не краще. Так тривало кілька років. І що ви думаєте? Коли поставили ML по прийому, він працює на початку SSB ділянки, 7,045 Мгц, а ми наприкінці, 7,087 Мгц, ми його не відчуваємо, ніби його немає.

Були ще випробування на річці Північна Двіна. На теплоході була змонтована антена ML (з діаметром випромінювача 1,7 м - та сама - німецька). Це було наприкінці травня, ми йшли вниз за течією в районі м. Котлас, десь о 3.00 на 40 м чую, що працює на Латинську Америку ER4DX, Василь. У нього антена в кілька елементів та "добрий" помічник. Я напросився до групи, і по S-метру приймав сигнали латино-американських станцій на 7 балів і рапорт від них отримував 7 балів.

Так, до речі, ось посилання на сайт: сайт DK5CZ там все є. І ще є програма MagLoop4, що дозволяє розраховувати магнітні рамки, які можуть виконуватися у вигляді кола, трикутника, квадрата, та ось посилання, тестуйте самі: Програма для моделювання Magloop4 Якщо виникнуть питання щодо користування програмою, можу провести майстер-клас, або відкритий урок . P.S. Як приймання антени використовувалася конструкція виконана з мідної трубки 10 мм (водопровідна) і конденсатор був змінний від лампового радіоприймача (налаштований один раз на середину діапазону). А наприкінці статті викладу скан інструкції з ML.

Відповідь одного з користувачів ОДЛР. Натхненний безпрецедентним академічним матеріалом Павла, згадав про спортивний снаряд (гімнастичне металеве обруч), виготовлений знаменою ракетно-космічною фірмою ім. антену, зображену на фото... Шунтуючий конденсатор (0,01 мкф) підібрав по максимуму і чистоті слабкого корисного сигналу... Результат чудовий! Прийом чудовий! А якщо винести конструкцію за межі балкона, то найкращого і не потрібно! Концепція вірна! Дуже задоволений. Дякую Павло! Тема стрімко просунулась вже до обміну конкретними практичними результатами..

Моя відповідь. Олександр. Все це добре, що ви зробили, але мені здається це буде мати такий самий ефект, якщо ви поставите ємність у звичайний трикутник або квадрат, виконані зі звичайного дроту. Схоже, конденсатор відіграє роль шунта або фільтр-пробки (мені так здається). На сайті DK5CZ наводиться схематична конструкція антени MLoop. Вона складається з випромінювача та петлі збудження, їх розміри відповідно дорівнюють 5:1, ось дивіться на малюнок. Петля виконана з коаксіального кабелю, і вона електрично не пов'язана з випромінювачем (у моїх конструкціях), і свій перший халохуп я робив так само. Але за інших експериментів замість петлі робилося гамма-узгодження. В інших випадках роль конденсатора виконував повітряний зазор у місці розпилу випромінювача, тоді периметр випромінювача дорівнював половині довжини хвилі, до речі це підтверджує і програма.

P.S. Мій знайомий експериментував із цими антенами на діапазоні 145 МГц, зробив подвійну антену, тобто. два випромінювачі, розташовані на одній траверсі (Якщо дивитися зверху, то конструкція схожа на два колеса на одній осі). Хашником контролювали. Результат дуже цікавий, я маю на увазі і діаграму спрямованості. І порівняно з багатоелементною антеною, ця конструкція не програла. Повертаючись до конструкції самої антени, це моя особиста думка, що саме система запитки антени, чи то петля чи інший вид і дає той ефект, що в сигналі електрична складова мізерно мала і нею нехтують, тобто. є в основному магнітна складова. Звідси і назва антени – Магнітна рамка. Зауважте, що петля збудження виконана специфічно з розрізами.

Відповіді користувачів.Павло, бував у тебе не один раз, але ось антенним господарством не цікавився, а дарма... Просвіти народ, фото в студію, будь ласка.

Оскільки на той час не було цифрового фотоапарата, то я користувався "мильницею". До речі, я забув. Був ще один досвід використання. Я захищав диплом у ВІА якраз із застосуванням антен такого типу, диплом мав гриф "таємно", але думаю, що за давністю років можна і сказати про це, тим більше є одне фото, це фрагмент пояснювальної записки під час захисту. Це було у травні 1990 року.

Потім підготовка до польових змагань "Радіоекспедиція Перемога". Квітень 2000 року, дах школи (який згодом став випробувальним полігоном). А це виїзд під Волоколамськ, до пам'ятника воїнам-саперам (8-9 травня 2000 року) працювали позивним RP3AIW. Це якраз антена з кабелю "на хресті".

У вересні 2000 року я вже був у Заполяр'ї. На першому фото монтаж спірально-штирьової антени з тюнером (9 м заввишки, саморобна) і друкарська помилка на написі фотографії, не 2001, а 2000. У дали видно освітлювальну щоглу, між двома такими була змонтована дельта (трикутник) з периметром 90 м. Друге фото - магнітна рамка, розташована горизонтально на відстані 80 см від залізного даху вагончика нафтовиків.

Лютий 2001 року, знову випробування. Дах школи. Антена діаметром випромінювача 4 м. Перша антена, замовлена на виробництві. В ефірі я проводив експерименти, як на відстані, так і в порівнянні з іншими типами антен, тому був "популярний" в ефірі і багато радіоаматорів із задоволенням приїжджали подивитися і взяти участь у цьому процесі. До речі, на основному сайті, в гостьовій книзі є відгук одного з радіоаматорів.

Червень 2001 року, випробування приймальної антени, я про неї писав, виконана з мідної трубки і перевернута (кондер внизу, вакуумний).

Липень 2001 року, на одному з об'єктів (на написі фото теж друкарська помилка, не 2000, а 2001 рік).

Серпень 2001 року. Отримано антену АМА-5, від DK5CZ. Поруч виконана в Росії діаметром 1,7 м (видні болти на випромінювачі, в місцях з'єднання сегментів) і "горизонтально" розташована діаметром 4 м (покращена, точніше вдосконалена модель).

Червень 2002 року. Плещеєве озеро, зліт радіоаматорів центральної частини Росії. Привезли антену діаметром випромінювача 4 м, встановили біля намету і порівнювали з усіма членами зльоту (а були і диполя і J-антени, і трикутники).

Липень 2002 року. Річка Північна Двіна. Спочатку привезли антену діаметром випромінювача 4 м, але пізніше замінили на антену діаметром випромінювача 1,7 м. Причина не проходила по висоті під мостами.

У вересні випробування з антеною діаметром випромінювача 1,7 м на буксирі "Лімендський комсомолець" (Ліменда - це річка, що впадає у Північну Двіну) у районі міста Котлас.

Конденсатори змінної ємності. Перше фото - це з антени АМА-5, решта нашого виробництва.

Були виготовлені автоматичні тюнери – точніше написана програма для однокристального процесора, команди якого керують електромотором – поворотом конденсатора.

З'явилася книжка інженера С.І. Шапошникова «Радіоприймання та радіоприймачі» із серії Бібліотека радіоаматора, видання Нижегородської радіолабораторії ім. В.І. Леніна, 1924 рік.

У цій книзі є розділ про антени, я його передрукую та викладу скан малюнка.

"Прийом без антен"

розділ "Прийом без антен"

Прийом на рамки. Якщо дерев'яну рамку, зображену на рис. 27а, намотати деяку кількість витків ізольованого дроту, до кінців якого приєднати змінний конденсатор, то вийде замкнутий коливальний контур, що може коливатися хвилею, довжина якої залежить від ємності С і самоіндукції L рамки. Такий контур, розташований у вертикальній площині і званий приймальною рамкою, має такі властивості:

Магнітні лінії електромагнітної хвилі, перетинаючи вертикальні частини витків, індуктують у рамці вимушені коливання, на які можна налаштувати власну хвилю рамки конденсатором С. Якщо до конденсатора приєднати детекторний ланцюг, то на таку рамку можна приймати роботу передавачів.
Рамка має напрямну дію, тобто. будучи встановлена, як показано на рис. 27, і налаштована на хвилю, що приходить, вона найкраще приймає сигнали в напрямках, зазначених стрілками 1 і 2, тобто. хвилю, що приходить у площину рамки, і не приймає хвиль, які у напрямах 3 і 4, тобто. хвиль, що надходять перпендикулярно площині рамки. Таким чином, встановивши рамку в деякому напрямку, при якому виходить найгучніший звук, ми можемо визначити, в якому напрямку від неї передається станція.

Рамки мають свої переваги і недоліки. До перших відноситься їх легкий пристрій, малий розмір, що дозволяє встановлювати їх будинки, що спрямовує їхню дію і т.п. Головний недолік їх той, що вони сприймають занадто мало енергії, так що детектор ними може приймати лише на невеликі відстані. Однак при роботі з хорошим підсилювачемпотужні передавачі приймаються за допомогою рамок на тисячі верст.

Наведемо деякі розміри рамок, які вважаються найвигіднішими. Рамка квадратна, зі стороною = 70 см. Для хвилі 300 м кладеться 4 витки; 600 м – 7 витків; 800 м – 10 витків; 1200 м – 14 витків; 1600 м – 20 витків; 2500 м - 40 витків і т.д. Виток від витка укладаються на відстані одного сантиметра. Місткість конденсатора повинна бути близько 1000 пф.

Рамки можуть бути різноманітної величини та форми. Найбільш практичною вважається рамка у вигляді ромба, поставлена на кут, рис. 27в.

(Посилання на інфо з інтернету)

Magnetic Loop Antennas - by PY1AHD (a superb loop site!) Бразилія.
Stealth ST-940B Mobile HF NVIS Magnetic Loop Antenna - Stealth Telecom. Об'єднані Арабські Емірати.
HF LOOP AND HALF-LOOP ANTENNAS - STAREC. Франція.
PA3CQR Magnetic loop antenna page - PA3CQR. Нідерланди.
80m Frame Antenna - by SM0VPO. Швеція.

При згадці магнітної антени відразу наповнюють пам'ять конструкції на феритовому стрижні, почасти правильно. Різновиди одного типу пристроїв. Магнітною називається рамкова антена, периметр якої набагато менше довжини хвилі. Всім відомі зигзаги, біквадрат (слова-синоніми) є родичами цієї технології. Жодного відношення не мають антени на магнітній основі. Просто спосіб кріплення. Магнітна основа для антени надійно утримує пристрій на даху авто. Поговоримо сьогодні про особливу конструкцію. Принадність магнітних антен: вдається забезпечити порівняно велике посилення на порівняно довгих хвилях. Розмір магнітної антени малий. Давайте обговоримо назву, розповімо, як може бути зроблена магнітна антена своїми руками.

Магнітна петлева антена

Магнітні антени

Теорія говорить: у коливальному контурі з котушки індуктивності, конденсатора випромінювання немає. Замкнуто, хвиля гойдається на резонансній частоті як завгодно, згасаючи, зважаючи на наявність активного опору. Елементи контуру, індуктивність, ємність мають чисто реактивний (уявний) імпеданс. Причому розмір залежить від частоти за нехитрому закону. Щось на кшталт твору кругової частоти (2 П f) значення індуктивності чи ємності, відповідно. При деякому значенні протилежні за знаком уявні компоненти стають рівними. В результаті імпеданс стає суто активним, в ідеалі дорівнює нулю.

Насправді биття згасають, кожен контур практично характеризується добротністю. Нагадаємо, що імпеданс складається з суто активної (дійсної) частини (резистори), уявної. До останніх відносяться ємності, опір яких уявний негативний та індуктивності з позитивним уявним опором. Тепер уявімо, що в контурі обкладки конденсатора почали розводити доти, доки не опинилися на протилежних кінцях індуктивності. Називається вібратором (диполем) Герца, є різновидом укороченого напівхвильового, інших видів вібраторів.

Якщо перетворити котушку на єдине кільце, отримуємо найпростішу магнітну антену. Спрощене тлумачення, приблизно правильне. Сигнал знімається з протилежної сторони конденсатора через підсилювач на польових транзисторах. Надасть високу чутливість пристрою. Ну, а антена на феритовому стрижні вважають різновидом магнітного, тільки кілець замість одного сонм. Назву цей рід пристроїв отримав за високу чутливість до магнітної складової хвилі. Працюючи на передачу генерується, породжуючи відгук електричного поля.

Максимум спрямованості відповідає осі стрижня. Обидва напрями рівноправні. Зважаючи на малий периметр рамкової антени щодо довжини хвилі, опір досить низький. Не просто 1 Ом, частки Ома. Наближено значення оцінимо формулою:

R = 197 (U/λ) 4 Ом.

Під U розуміється периметр метрах, аналогічно – довжина хвилі λ. Нарешті, R – опір випромінюванню, не плутайте з активним тестером, що показується. Параметр використовується для розрахунку підсилювача для узгодження навантаження. Отже, для феритових антен потрібно значення помножити на квадрат числа витків.

Властивості магнітних антен

Подивимося, як зробити магнітну антену самостійно. Спочатку визначте довжину кола та ємність підстроювального конденсатора. Особливості магнітної антени такі: конструкція вимагає узгодження обов'язково. Відмітною ознакою є неймовірна кількість варіантів проведення цієї операції, вимальовується окрема тема розмови.

Довжина периметра магнітної антени коливається в межах 0,123 - 0,246 λ. Якщо потрібно перекрити діапазон, потрібно правильно підібрати конденсатор. У вільному просторі, магнітної антени діаграма спрямованості у вигляді тора, спостерігаємо, розташувавши виток паралельно землі. Поляризація буде лінійною горизонтальною. Це придатний варіант прийому телемовлення. Недолік: кут піднесення пелюстки залежить від висоти підвісу. Вважається, що для відстані до Землі цифра становитиме 14 градусів. Непостійність вважаємо негативною якістю. Для радіо магнітні антенизастосовуються часто.

Посилення становить 1,76 дБі, на 0,39 менше напівхвильового вібратора. Розмір останнього для частоти складе десятки метрів – куди подінеш гігант. Висновки робіть самі. Магнітна антена невелика (периметр становить 2 метри для довжини хвилі 20 метрів, менше метра діаметром). Для порівняння на частоті 34 МГц, з якою добре знайомі далекобійники, завдяки раціям довжина хвилі становить 8,8 метра. Відомо: добрий напівхвильовий вібратор вміщує рідкісний Камаз. До речі, раніше наводили опис конструкції рамкової антени, яка утворюється гумовою прокладкою заднього скла легкового автомобіля ВАЗ. За малих габаритів працював пристрій досить добре.

До речі, конструкція вважається прагматичнішою, ніж типові штирьові антени авто, де налаштування ведеться зміною індуктивності. Втрат виходить менше. Діаграма спрямованості містить високі кути місця, торкаючись вертикалі. У випадку зі штирьовою антеною можливості немає.

Як правильно вибрати довжину кола. Зі збільшенням зростає посилення. Повинна задовольнити умову, наведену вище, бути по можливості більше. Іноді слід перекрити діапазон частот. Зростання периметра збільшує смугу пропускання пристрою. При ширині типового каналу 10 кгц втрачає сенс. Автоматично відсікатимуть сусідні несучі станцій мовлення. Необов'язково більше означає краще. Задля посилення затівався сир-бор. Антена вибирається периметром максимальна, надаючи необхідну вибірковість.

Тепер головне питання: визначити ємність. Щоб паралельно до індуктивності петлі утворили резонанс за відомою шкільною формулою. Визначення параметрів контуру відповідно до виразу:

L = 2U (ln(U/d) - 1,07) нГн;

U та d – довжина витка, діаметр. Підступ. U = П d, отже замість відношення можна брати натуральний логарифм числа Пі. Чи помилка автора, сказати не беремося. Можливо, враховується факт, що настроювальний конденсатор забирає частину довжини, підсилювач.

f = 1/2П √LC; звідки

З = 1/4П 2 L f 2 .

З = 25330/f 2 L,

де f - частота резонансу МГц, а L - індуктивність в мкГн.

Антена приймача

Що стосується способу зняття сигналу, то це робимо з боку підстроювального конденсатора з обох боків або з протилежного боку кругової петлі. В останньому випадку рекомендується ввести управління конденсатором за допомогою серводвигуна на відстані, вважаємо, більшості читачів це здасться сильно надуманим, у світі не так багато радіоаматорів, впевнених у потребі виготовленої власноруч магнітної антени.

Які бувають магнітні антени

Не завжди магнітні антени круглі (ідеальна форма). Зустрічаються восьмикутні, квадратні. Читачі здогадалися: біквадрат WiFi відноситься до останньої категорії, причому здвоєна рамка. Буває більше контурів, збільшує посилення в одній площині діаграми спрямованості. Враховуючи факт, що ККД антени обчислюється формулою:

ККД = 1/(1 + Rп/R),

Бачимо необхідність зниження опору втрат Rп до мінімуму. Інакше результативність пристрою різко падає. Насправді мало означає, зробити антени із золота, срібла, щоб ловити НТВ, неможливо. У названому аспекті підуть алюміній, мідь, переважно остання. Для магнітних антен підходить конденсатор із повітряним зазором, великими пластинами. Намагайтеся якісно виконати пайку висновків.

приклад. Довжина периметра становить одну десяту λ, отже опір випромінювання складе 0,02. Тепер читачі бачать, як сильно доведеться постаратися, щоб довести ККД до 50%. Опір втрат у разі не перевищує 0,02 Ом. Щоб досягти такого результату, беріть товсту мідну жилу. Зі збільшенням перерізу провідника падає питомий опір.

У контуру висока добротність (низькі втрати), виходить, напруга резонансу набагато вища, ніж при відхиленні частоти. Отже, смуга пропускання магнітної антени не відрізняється великою шириною, потрібно пристрій підлаштовувати. Робиться з допомогою конденсатора. Сподіваємося, що відповіли на запитання, як зробити магнітну антену. Відіграйте подачу: здивуйте домашніх впевненим прийомом сигналу за будь-якої погоди.

Антени для радіо допомагають значно покращити якість звуку, уникнути перешкод, оригінальна радіоантена може стати цікавим елементом інтер'єру. У Останнім часомстали з'являтися та користуватися попитом у радіоаматорів конструкції на магнітній основі. Антенною магнітною рамковою можна з успіхом замінити зовнішні пристосування для прийому радіосигналів діапазоном від 10 до 80 метрів за рахунок використання рамок. Їх можна споруджувати в будь-якому місці міста, а також в автомобілі, як альтернативу тим, хто пригвинчується до корпусу. Такі антени дуже зручні та мобільні, проте, при доволі простій конструкції їх використання має деякі особливості.

Влаштування рамкової магнітної антени

Звичайним антенам, окрім того, що вони кріпляться досить міцно, необхідно мати дуже пристойну масу, яку до мобільних легких пристроїв радіоприймання підвести просто неможливо. У сучасних умовах знайдено вихід -необхідна маса просто імітується. Робиться це за допомогою співвісного кабелю коаксіалу, який при протяжності половину радіохвилі, взятої з коефіцієнтом укорочування, виконує роль підсилювача повного опору.

Центральна провідна жила (або кілька) такого кабелю виконується з чистої або лудженої міді, що забезпечує підвищений опір постійному електроструму, а також надає гнучкість кабелю. Діелектричний шар виконаний із спіненого гранульованого поліетилену. Ці матеріали дають стабільність якісних характеристик дроту та довгий термінслужби. Екранувальний шар є оплеткою з мідних або луджених проводків. Для підвищення екрануючих властивостей робиться другий шар обплетення поверх фольги, що ламінує, з алюмінію.

Сучасні магнітні антени є покращеними варіаціями рамкових аналогів. Такі пристрої являють собою котушки на феритових серцевині. В силу підвищеної магнітопроникності цього матеріалу, магнітне поле електромагнітних хвиль у котушкових контурах генерує дуже потужний потік, сильніший, ніж за відсутнього сердечника.

Навіть невеликі котушки здатні створити таку ж електрорушійну силу, як і прості антени-рамки, але великих габаритів.

Розміри сердечників складають від 0,1 до 0,3 метра в довжину та від ½ до 1 кв. див. площею поперечного розрізу. Кожна котушка, як правило, налічує 2-3 десятки витків мідного дроту.

Магнітні рамки для антени з коаксіального кабелю є петлями з провідникового матеріалу, приєднані до конденсатора. Найчастіше зустрічаються петлі круглої форми, оскільки так пристрій працює набагато ефективніше. Площа кола менша за площу інших геометричних форм, тому охоплення радіосигналів буде вищим.

Зверніть увагу!У магазинах для радіоаматорів продаються антенні рамки саме круглої форми. Однак існують і трикутні, і квадратні, і навіть багатокутні рамки, їх застосування пояснюється особливостями розташування в будинку, габаритами радіо та ін.

Для прийому сигналу у вибраному діапазоні використовуються петлі, різні за діаметром.

В рамках як круглої, так і квадратної форми застосовується нескручений провідник (такі антени називаються одновітковими), вони відмінно функціонують на діапазонах високих частот, але при цьому їх габарити досить великі. Ці недоліки виправляє набираюча популярність у радіоаматорів, які віддають перевагу низькі частоти, магнітна рамкова конструкція, що є багатовитковою.

Додаткова інформація.Чим більше витків, тим менші габарити антенного пристрою.

Особливості експлуатації та розташування пристрою

Рамкову магнітну антену з коаксіального кабелю використовують переважно в тих випадках, коли необхідно знизити рівень перешкод і шуму від сусідніх радіостанцій, що працюють в діапазоні, близькому до хвиль приймального пристрою, проте випромінюються в іншому напрямку. Рамкові антени найкраще справляються з прийомом радіохвиль, що розповсюджуються вздовж її площини, а от сигнали, що йдуть паралельно, вони не ловлять зовсім. Для того щоб досягти найкращого, без перешкод звучання радіостанції, потрібно просто обертати рамку навколо своєї осі.

Такі механізми можна розташовувати і на даху будівлі. Однак при цьому необхідно враховувати, що такі антени повинні бути вищими за інших (тому при балконній установці коефіцієнт корисної діїзнижується). При цьому на функціонування магнітних рамкових антенних пристроїв не впливає сусідство з іншими предметами та спорудами (вентиляційними вежами, трубами тощо).

Ідеального розташування домогтися практично неможливо, однак, найкращим буде встановити антену так, щоб феритовий сердечник був спрямований в далечінь, у такому випадку радіосигнал не придушуватиметься антена з більшими габаритами.

Для нормальної роботи рамкової антени з коаксіальним кабелем необхідно синхронізувати провід і рамки. Узгодженості можна досягти, помістивши індукційні невеликі петлі у великі діаметром. Щоб конструкція працювала симетрично, до неї може бути додано симетруючий трансформаторний пристрій. Якщо симетричність радіозв'язку не потрібна, кабель до антени можна безпосередньо підключати.

Для антени необхідно забезпечити заземлення, воно проводиться в районі прикріплення шлейфу до точки, де знаходиться основа великої петлі.

Важливо!Якщо шлейф деформувати трохи, антену можна буде налаштувати тонше.

Коаксіальний кабель при монтажі та подальшій експлуатації укорочувати не рекомендується, тому бажано до придбання антени визначити, якої довжини буде достатньо.

Встановити магнітну рамкову антену в автомобілі здається справою нехитрою, проте проводити цю маніпуляцію треба дуже акуратно. Перед тим, як помістити магнітну антену на кузов, треба очистити майбутнє місце встановлення та магнітну подушку антени від засмічень, інакше лакофарбове покриття автомобіля може бути пошкоджене.

Плюси та мінуси пристрою

Магнітні антени з коаксіального кабелю мають безліч переваг перед іншими пристроями аналогічного призначення:

їх щодо просто монтувати, і надалі вони не вимагають особливого обслуговування під час експлуатації;
можна встановлювати у невеликих приміщеннях;
термін служби таких антен досить великий;
доступність та невисока собівартість комплектуючих, її можна зібрати самостійно при початкових знаннях та досвіді в радіотехніці;
можуть нормально функціонувати, перебуваючи по сусідству з іншими радіоагрегатами, використання як складової магніту забезпечує відмінний чистий прийом в умовах міст;
стабільність роботи не залежить від сезонних та погодних умов, не потрібні особливі зусилля для досягнення чіткого прийому радіосигналу;
автомобільні антени магнітної основі дуже мобільні, тобто. встановити їх можна за кілька хвилин і на будь-якому місці автомобіля (при цьому не потрібно свердління), що здатне внести помітний штрих в екстер'єр машини (до того ж, антен можна поставити кілька: у різних місцях, що вкотре продемонструє «крутість» автовласника) ;
оскільки коефіцієнт посилення радіосигналу різко знижується при довжинах хвиль менше 1/10 протяжності периметра, то магнітна антена, що приймає, допомагає захистити радіоприймач від перевантаження іншими радіостанціями;
у діапазоні УКХ-ЧМ (частотної модуляції, тобто при частотах 65,9-74 мегагерц) магнітні антени демонструють найбільш якісний прийом, порівняно з аналогами або навіть апаратами зовнішнього типу, при цьому величина рамкового периметра становить від 20 до 40 сантиметрів .

Магнітні антени з коаксіальним кабелем не позбавлені деяких недоліків:

якщо доводиться змінювати робочий діапазон радіоприймача, потрібно постійно займатися підстроюванням конденсаторів змінної ємності для чіткішого прийому сигналу;
найлегше позбутися перешкод і сторонніх ефірних шумів, розгортаючи конструкцію антени навколо власної осі і одночасно змінюючи її розташування, однак, для рамкових магнітних пристроївтакі маніпуляції бувають утруднені через різну форму рамок і незручне розташування дерев'яного шлейфу;
під час передачі сигналу металеві елементи конструкції сильно розігріваються, що загрожує опіками при необережному поводженні;
після встановлення довжину коаксіального кабелю змінювати не можна, тому що прийом може значно погіршитися, що пояснюється збоєм параметрів коливальної системи радіоприймача;
на круглій або квадратній рамці існує вхідний електроопір в 120 ом, тоді як на фідері воно 50 ом, тому для узгодження доводиться формувати рамку у форму прямокутника, де короткі сторони в два рази менше довгих, тоді опір на вході також складе 50 ом, однак, конструктивно це досить складно та незручно;
чим більше реальної маси магнітної антени замінюється коаксіальним проводом, тим нижча якість прийому, тому антени такого типу треба вибирати дуже вдумливо.

Складання антени своїми руками

Магнітні рамкові антени відрізняються досить простою конструкцією, тому їх можна виконати навіть не надто досвідченим радіоаматорам. Таку антену можна зібрати з використанням коаксіального кабелю будь-якого типорозміру.

Для створення найпростішого екземпляра магнітної антени необхідні такі елементи:

кабель-коаксіал (співвісний) марки РГ213, приблизно 12 метрів;
кабель марки РГ58, близько 4 метрів;
планки із сухої деревини, 2 на 4 см у кількості 4 штук;
конденсатор ємності в 100 пикофарад, 1 штука, при цьому міжпластинне відстань не повинно перевищувати 3 мм;
коаксіальний роз'єм, одна штука.

Монтаж деталей рамкової магнітної антени-саморобки є досить простою процедурою. Спочатку споруджується хрест із дерев'яних рейок, на нього у поперечному напрямку прикріплюються дощечки із пропиляними канавками. На хресті монтується зашморг для створення резонансу. Вона повинна складатися щонайменше з 4 витків дроту РГ213.

Крім того, у планках хрестовини, розташованих зверху, ліворуч і праворуч свердляться дві дірки, де кінці кабелю надійно закріплюватимуться. Між ними необхідно пропиляти три канавки. Габарити хрестової основи не такі важливі, а ось бічний бік коаксіалу повинен становити рівно 67 сантиметрів.

Рамка повинна мати суму довжин сторін, тотожну 1/10 хвильової довжини нижнього фм-діапазону або необхідної короткохвильової частоти. Однак, якщо радіосигнал досить потужний, то допустимо периметр, що дорівнює 1/10 хвильової довжини верхнього фм-каналу.

Якщо таку саморобну антенупланується використовувати протягом тривалого періоду (як на відкритій місцевості, так і в приміщенні), найкраще брати кабель, виконаний з технічної міді з фольговою оплеткою (іноді підходить і відполірована до блиску трубка). В іншому випадку з часом хорошого радіоприйому чекати не доводиться.

Для фарбування найкраще використовувати фарби, що містять оксиди металів.

Що стосується магнітної рамки, то для найбільш ефективного функціонування конструкції треба, щоб втрати в його полотні були адекватні опору всієї системи.

Магнітні рамкові антени з використанням коаксіального кабелю – сучасний покращений варіант звичайних рамкових антен, які забезпечують відмінний прийом радіосигналу головним чином у фм-діапазоні та мають підвищену мобільність. Самостійно цілком робочий екземпляр можна зібрати, навіть не проходячи особливої підготовки.

Відео

При згадці магнітної антени якось відразу спадають на думку ті, що на феритовому стрижні, і це частково правильно. Все це різновиди того самого типу пристроїв. Магнітною називається рамкова антена, периметр якої набагато менше довжини хвилі. Всім відомі зигзаг і біквадрат (майже те саме) також є родичами розглянутої технології. І зовсім до них жодного стосунку немає антени на магнітному підставі. Це просто спосіб кріплення не більше. Магнітна основа для антени надійно утримує її на даху будь-якого авто. Ми ж говоримо сьогодні про особливу конструкцію. Вся принадність магнітних антен у тому, що вдається забезпечити порівняно велике посилення на порівняно довгих хвилях. При цьому розмір магнітної антени досить малий. Давайте обговоримо нашу назву і розповімо, як може бути зроблена магнітна антена своїми руками.

Магнітні антени

З теорії відомо, що в коливальному контурі з котушки індуктивності та конденсатора випромінювання майже не відбувається. Воно все замкнуте, і хвиля може гойдатися на резонансній частоті як завгодно довго, згасаючи, зважаючи на наявність активного опору. Так, елементи контуру, індуктивність і ємність загалом мають суто реактивний (уявний) імпеданс. Причому розмір залежить від частоти за досить простим законом. Це щось подібне до твору кругової частоти (2 П f) на значення індуктивності або ємності, відповідно. І ось при деякому значенні протилежні за знаком уявні компоненти стають рівними. В результаті імпеданс стає суто активним, в ідеалі він дорівнює нулю.

Насправді биття все ж таки згасають, тому що кожен контур на практиці характеризується добротністю. Нагадаємо, що імпеданс складається з суто активної (дійсної) частини, як, наприклад, резистори, і уявної. До останніх відносяться ємності, опір яких уявний негативний та індуктивності з позитивним уявним опором. Тепер уявімо, що в контурі обкладки конденсатора почали розводити доти, доки вони не опинилися на протилежних кінцях індуктивності. Це називається вібратором (диполем) Герца, і є різновидом укороченого напівхвильового та інших видів вібраторів.

Якщо ж взяти і перетворити котушку на єдине кільце, ми отримуємо найпростішу магнітну антену. Це дуже спрощене тлумачення, але так воно і є. Причому сигнал знімається з протилежного від конденсатора боку через підсилювач на транзисторах польових. Це забезпечує високу чутливість пристрою. Ну, а антена на феритовому стрижні є різновидом магнітного, тільки у неї кілець безліч замість одного. Свою назву цей рід пристроїв отримав за високу чутливість саме до магнітної складової хвилі. Зокрема, під час роботи на передачу генерується саме вона, породжуючи відгук електричного поля.

Максимум спрямованості відповідає осі стрижня. Причому обидва напрями рівноправні. Зважаючи на малий периметр рамкової антени щодо довжини хвилі, опір її досить низький. Це може бути не просто 1 Ом, але навіть частки Ома. Наближено значення можна оцінити за такою формулою:

R = 197 (U/λ) 4 Ом.

Під U розуміється периметр у метрах, у тих самих одиницях, як і довжина хвилі λ. Нарешті, R - опір випромінювання, не потрібно плутати його з активним, який показує тестер. Цей параметр використовується для розрахунку підсилювача для узгодження навантаження. Отже, для феритових антен потрібно це значення помножити ще на квадрат числа витків.

Властивості магнітних антен

А тепер побачимо, як зробити магнітну антену самостійно. Для початку слід визначити довжину кола та ємність підстроювального конденсатора. Взагалі особливості магнітної антени такі, що вона вимагає узгодження в обов'язковому порядку, але про це якось в інший раз. Справа в тому, що характерною ознакою є неймовірна кількість варіантів проведення цієї операції, тому вимальовується окрема тема для розмови.

Довжина периметра магнітної антени коливається в межах від 0,123 до 0,246. Якщо потрібно перекрити весь цей діапазон, потрібно правильно підібрати конденсатор. У вільному просторі та магнітної антени діаграма спрямованості у вигляді тора, що і можна спостерігати, розташувавши виток паралельно землі. Поляризація у своїй буде лінійна горизонтальна. Тобто це чудовий варіант для прийому телемовлення. Недолік у тому, що кут піднесення пелюстки залежить від висоти підвісу. Вважається, що для відстані до Землі він складе 14 градусів. І це мінливість є негативною якістю. А ось для радіо магнітні антени застосовуються досить часто.

Посилення становить 1,76 дБі, що на 0,39 менше ніж у напівхвильового вібратора. Але розмір останнього для цієї частоти становитиме десятки метрів - ну, куди подінеш таку громадину? Висновки робіть самі. Наша магнітна антена не така вже й велика (периметр може становити 2 метри для довжини хвилі 20 метрів, це менше метра в поперечнику). Для порівняння на частоті 34 МГц, з якою добре знайомі далекобійники, завдяки раціям довжина хвилі становить 8,8 метра. При цьому кожен знає, що добрий напівхвильовий вібратор вміщує не кожний Камаз. І, до речі, раніше ми наводили опис конструкції рамкової антени, що утворюється гумовою прокладкою заднього скла легкового автомобіля ВАЗ. За всіх її малих габаритів працював пристрій досить добре.

До речі, така конструкція вважається прагматичнішою, ніж типові штирьові антени для авто, де налаштування ведеться зміною індуктивності. Втрат виходить менше. Крім того, діаграма спрямованості охоплює досить високі кути місця, майже до вертикалі. У випадку зі штирьовою антеною цієї можливості немає.

Але як правильно вибрати довжину кола? З її збільшенням зростає посилення. Тобто вона повинна задовольняти умову, наведену вище, і бути якомога більше. При цьому не варто забувати, що іноді потрібно перекрити кілька частот. Крім того, зі зростанням периметра збільшується смуга пропускання пристрою. Потрібно сказати, що при ширині типового каналу в 10 кГц це не так важливо. Крім того, автоматично відсікатимуться сусідні станції мовлення. У цьому сенсі більше зовсім не обов'язково краще. Не забувайте однак, що задля посилення і затівався весь сир-бор. Таким чином, антена вибирається по периметру максимальної із забезпеченням потрібної вибірковості.

Тепер головне питання: як визначити ємність? Так, щоб разом із індуктивністю петлі вони утворили резонанс за відомою формулою. Що стосується визначення параметрів контуру, то для нього дано таку формулу:

L = 2U (ln(U/d) - 1,07) нГн;

де U і d – довжина витка та його діаметр. У чому тут каверза? U = П d, отже, замість їхнього відношення можна було б брати натуральний логарифм числа Пі. Чи помилка це автора, сказати не беремося. Можливо, враховується той факт, що настроювальний конденсатор забирає частину довжини, а також і підсилювач.

f = 1/2П √LC; звідки

З = 1/4П 2 L f 2 .

За довге радіоаматорське життя бував не на одному громадському радіозаході. І на хамфестах, і просто на шашликах радіоаматорів. Як правило гарним тломдо розмови є бубонець тихенько в SSB або телеграфі приймач. Якщо, звичайно, взагалі шашлик не зайняв рота, руки і мізки:-) Вільні тільки вуха:-) На одному й побачив ось це. На моє прохання автор описав конструкцію.
Валентин Побережник, UR5RGG
"Антенна застосовується з приймачем TECSUN PL-600. Живлення береться з приймача (в антеному гнізді є вільний контакт). Обидві схеми рівнозначні по посиленню, друга дозволяє його регулювання. Як говорить теорія, на HЧ діапазонах рамки з великою кількістю витків або розміром. Транзистори використовувалися з готівки Практично будь-який аналог працюватиме так само добре Нічого нового в цих схемах немає Пробував і симетричні схеми на 2-х транзисторах Помітного виграшу не помітив 1 , зате з'явилися труднощі з вузлом обертання рамки антени (або тоді обертати з корпусом підсилювача та кабелем 2).Для обертання рамки щодо корпусу застосовані роз'єми, трійники та дільники СР-50. Залежно від бажання виконавця можна зробити два варіанти."

P.S. UY2RA
1. Виграш від застосування балансового (диференціального) входу оцінити можуть мешканці міських кварталів. І справа не в посиленні, ось чому – "No QRM magnetic loop" На природі перешкод майже немає, тому й непомітно:-).
2. Проблеми з вузлом передачі від рухомої рамки до нерухомого корпусу справді є. Але є рішення. Причому якщо є гроші, то можна від цього ще й виграти - nLogis RF-PRO-1B Active

Таким чином при бажанні можна отримати не тільки антену для походів і шашликів, а справно працює і "на великих трансіверах" другу або спеціальну антену. Згаданий варіант з виносом вгору і обертанням можна використовувати інфрачервоне керування або прямо "заавтоматити" налаштування вихідного каскаду через мікроконтролер Ардуїно, дякувати Богові коштує він копійки. Треба тільки мати вихід КСВ метра у трансівері.

А якщо більше довіряєте механіці - ще одне рішення - мотузкове:-) До речі, у нас в області є радіоаматори, які працюють на підприємствах, які могли б щось із цього випускати. Беру на себе роль інтернет-магазину:-)

назад
Вперед

You have no rights to post comments Недостатньо прав для коментування

Питання до читаючої публіки

Сьогодні через перший день коли голова вже чогось розуміє, а режим ще постільний (лікарняний), вперше за три дні включив трансівер та ноутбук. Звичайно, перш за все старі уподобання: КВ та супутники. Мало що змінилося за три дні, але хвора думка свердлить мозок: так багато цікавого в космосі і так мало з ким можна обговорити якусь подію чи якусь техніку. Причина, швидше за все, у тому, що наш народ, крім інертності, має ще й проблеми з матеріальним благополуччям. Не всі мають хорошу техніку для УКХ. Я не виняток. В основному це антена 3 і 5 елементів на 145/430 та Baonehg UV5R:-(

Теж чимало, але SSB і CW немає, та й перебудова з кроком 5 кгц не дає можливості компенсувати ефект Доплера навіть на FM транспондерах, не кажучи вже про SSB. А згадка про декодування FSK або BPSK взагалі може прирівнюватися до нецензурної лайки:-) Адже практично всі супутники передають телеметрію.

Але, будучи користувачем радіо взагалі і (колись) інженером радіозв'язку, пам'ятаю, що практично всі DIGI RADIOS програмуються за допомогою комп'ютерних програм того чи іншого призначення. Для більшості радіоаматорів (не в образі міським жителям:-) параметри за вибірковістю Баофенг радіо - пофенгу:-) тому що найближче джерело перешкоди в цих діапазонах за сто верст. Чуття у них неміряно і якби вони мали більш детальне керування частотою та модою – ціни б цим радіо не було. Але маємо те, що маємо. І вакуум в інформації про спроби радіоаматорів через кабелі програмування керувати цими радіостанціями в режимі реального часу.

Може хтось зустрічав щось подібне в інтернеті чи знає хто б міг подумати про це?
QRP робота

Зараз на десятці покликання Тимор -4W/PE7T. Але кличу QRP - 10 ват. Хотів перевірити тезу про те, що на 28 МГц достатньо 10 Вт для того, щоб дотягнутися до будь-якої точки Землі. Фіг вам! Я його вже спрацював на 14 і 21 Мгц, так що в тому, що оператор не новачок не сумніваюся. Однак 15 хвилин викликів на 10 Вт результату не принесли. Більше того, довернув ручечку PWR до повних 100 ватів – теж не вийшло! Поки що не ввімкнув підсилювач зв'язку не було.

Дуже нагадує збір огірків у Білорусії із застосуванням техніки: наполовину комбайн, наполовину ручну працю. Тож вся теорія на КВ – правда наполовину.
Улюблена іграшка у новому вбранні

Вже неодноразово згадував незлим тихим словом китайське економічне диво та його дітище 10 $ toy Баофенг UV5R. І ось новина гідна пера - новий корпус UV5X. Ну і майже нові тельбухи:

Новинка 2015 року! Рація являє собою модель UV-5R з технічними удосконаленнями, а саме головне в новому водостійкому та ударостійкому корпусі, який витримує великі навантаження та пряме потрапляння вологи та багнюки. Дисплей виготовлень за новими технологіями дає можливість зчитування інформації в усіх умовах довкілля. Удосконалена антенна і ще багато доробок принесуть вам задоволення від використання новинки від Баофенг. Насолодимося тим, що ціни на UV5R на нашому ринку повинні впасти і майже кожен зможе мати таке диво UV5R в кишені. Особисто мене порадувало водозахисне виконання - у мене це основний засіб зв'язку на рибалці: як правило, валяється на дні човна:-(
UHF-VHF без приладів

Це корисна порада:-) Часто в інтернеті зустрічаються матеріали за конструкціями VHF/UHF антен, які легко і просто виготовляються з підручних матеріалів. Наприклад, антени для діапазонів 145 або 435 мгц. При цьому автори (і я в тому числі:-() пишуть що підійде будь-який ізоляційний матеріал. І це вірно доти, доки вам не попадеться пористий, з вологою, або навіть матеріал з низьким омічним опором. Зрозуміло, що антена з таким матеріалом як діелектрик або несучої конструкції якщо і буде працювати, то погано.Як правило в будинку радіоаматора немає пристрою для проведення радіовуглецевого аналізу, зате на 99,99% можна стверджувати, що на кухні стоїть піч для підігріву будербродів. Метод простий:
Djerba Isl. IOTA AF083

Tony Cioccari (за сумісництвом карабінер і член радіоаматорського союзу цих хлопців) розпочав роботу з рідкісного IOTA острова Джерба (Туніс), як видно із заголовка IOTA AF083. Прекрасна робота телеграфом, плюс чує добре, вже відпрацьована на 12 і 14 мгц. Але не тягнете, лише один тиждень. Ну а кому нецікава IOTA, будь ласка, працюйте на диплом карабінерів:-) Головне отримуйте задоволення від ефіру.
Спорадики. Уточнення від UT9UR

Цей вид проходження характерний далеким поширенням, тобто. станції ближче ближче за 1000 км НЕ почуєш. Відбиває шар на висоті 100км, але рівні божевільні. Щороку працюю в спорадиках і спостерігаю в десятки разів більше. Практично на 5-10 Вт і прості антени на 1500км і до 2500км багато QSO в 80-х.
Ось дивися як тобі діяти: займаєшся всім тим, про що зазвичай живоописуєш, але інтервалом в 2-3 години контролюєш 65-73МГц і вільні ділянки 88-108 МГц, там почуєш сигнали з рівнем який ЗАПРОСТО забиває Київські ФМ-станції. Тут треба бути на сторожі та контролювати 144.300. Тенденція незмінна: зі Сходу, через Південь на Захід. Це не означає, що якщо немає станцій із Казахстану, точно немає з Уралу. Це — тенденція. Буває, що спорадик із Ю-Заходу та зі Сходу, але це різні хмари. Червень-самий час для суперечок. НЕ передбачувано. Можна спостерігати на сайтах, але це не для Східних станцій, звідти немає спотів. Ще одне правило - чим південніше широта, тим суперечки частіше і довше, на жаль. Так що не позіхай. Добре слухати авіа частоти, бо бувають спорадики на 105МГц по 10 днів на місяць, а на 144-ні взагалі.
Трансівери: тенденції.

Трансівери стають все менше і менше.

FX-4 Transceiver: DC 11V-14V

Frequency range:
1 BAND: 7.000.00MHZ-7.300.00MHZ
2 BAND: 14.000.00MHZ-14.350.00MHZ
3 BAND: 10.000.00MHZ-10.150.00MHZ
4 BAND: 18.060.00MHZ-18.168.00MHZ
Work mode: USB/LSB/CW
Receiver sensitivity: -128DB
Frequency power:
40M/5W
30M/5W
20M/5W
17M/5W
IF Frequency: 9MHZ BW: -2.6KHZ DSP: 300Hz-2.2KHz