Малогабаритная антенная система кв диапазона. Кв антенны. Что было сделано

Диапазон КВ содержит ряд частот радиосвязи (27 МГц, повсеместно используемые водителями), вещание множества станций. Телепередач здесь нет. Сегодня рассмотрим любительский ряд, задействованный различными энтузиастами радиосвязи. Частоты 3,7; 7; 14; 21, 28 МГц диапазона КВ, относящиеся, как 1: 2: 4: 6: 8. Важно, как увидим далее, становится возможным сделать антенну, которая ловила бы всех номиналы (вопрос согласования – дело десятое). Верим, всегда найдутся люди, воспользующиеся информацией, ловите радиопередачи. Сегодняшняя тема – КВ антенна своими руками.

Разочаруем многих, сегодня речь опять пойдет про вибраторы. Объекты Вселенной образованы вибрациями (воззрения Николы Теслы). Жизнь притягивает жизнь, это движение. Чтобы дать волне жизнь, необходимы колебания. Изменения электрического поля порождают отклик магнитного, так выкристаллизовывается частота, несущая информацию эфиру. Обездвиженное поле мертво. Постоянный магнит не породит волну. Образно говоря, электричество является мужским началом, существует только в движении. Магнетизм качество, скорее, женское. Впрочем, авторы углубились в философию.

Считается, для передачи предпочтительно использовать горизонтальную поляризацию. Во-первых, диаграмма направленности по азимуту не является круговой (вскользь говорили), помех будет заведомо меньше. Знаем, для связи оборудуются различные объекты наподобие кораблей, авто, танков. Нельзя терять команды, приказы, слова. Не тем боком объект повернется, а поляризация горизонтальная? Несогласны с известными, уважаемыми авторами, пишущими: вертикальная поляризация избрана связью за антенну более простой конструкции. Коснись дело любителей, речь, скорее, о преемственности наследия предыдущих поколений.

Добавим: при горизонтальной поляризации параметры Земли меньше влияют на распространение волны, впридачу при вертикальной фронт терпит затухание, лепесток приподнимается до 5 – 15 градусов, нежелательно при передаче на дальние расстояния. Для антенн (несимметричных) с вертикальной поляризацией важно хорошее заземление. Напрямую зависит КПД антенны. Лучше зарыть провода длиной порядка четверти волны землей, чем больше, тем выше КПД. Пример:

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

Увеличение числа проводов снижает волновое сопротивление, приближаясь к идеальному (указанного типа вибратора) – 37 Ом. Заметьте, качество не стоит приближать к идеалу, 50 Ом согласовывать с кабелем не нужно (в связи применяется РК – 50). Великое дело. Дополним пакет информации простым фактом, при горизонтальной поляризации сигнал складывается с отраженным Землей, давая прирост 6 дБ. Столько минусов выказывает вертикальная поляризация, применяют (с проводами заземления интересно получилось), мирятся.

Устройство КВ антенн сводится к простому четвертьволновому, полуволновому вибратору. Вторые меньше размерами, принимают хуже, вторые проще согласовать. Ставятся мачты вертикально, используя распорки, растяжки. Описывали конструкцию, вешаемую на дерево. Не каждый знает: на расстоянии половины волны от антенны не должно быть никаких помех. Касается железных, железобетонных конструкций. Повремените радоваться, на частоте 3,7 МГц расстояние составляет… 40 метров. Антенна высотою достигает восьмого этажа. Создавать четвертьволновой вибратор непросто.

Удобно возводить вышку послушать радио, решили припомнить старенький способ ловли длинных волн. Внутренние ферромагнитные антенны найдетев приемниках советских времен. Посмотрим, годятся ли конструкции прямому назначению (ловля вещания).

Магнитная антенна КВ диапазона

Допустим, возникла надобность принять частоты 3,7 – 7 МГц. Давайте посмотрим, можно ли спроектировать магнитную антенну. Сформирована сердечником круглого, квадратного, прямоугольного сечения. Ведется пересчет размеров формулой:

do = 2 √ рс / π;

do - диаметр круглого стержня; h, c - высота, ширина прямоугольного сечения.

Намотка ведется не всей длины, собственно нужно рассчитать, сколько мотать, выбрать тип провода. Возьмем пример старенького учебника проектирования, попробуем рассчитать КВ-антенну частот 3,7 – 7 МГц. Примем сопротивление входного каскада приемника 1000 Ом (на практике читатели измеряют входное сопротивление приемника самостоятельно), параметр эквивалентного затухания входного контура, при котором достигается заданная избирательность, dэр равным 0,04.

Антенна, проектированием которой занимаемся, входит в состав резонансного контура. Получается каскад, наделенный некой избирательностью. Как спаять, думайте сами, просто следуем формулам. Проводящим расчет понадобится найти максимальную, минимальную емкости подстроечного конденсатора, пользуясь формулой: Cmax = K 2 Cmin + Co (K 2 – 1).

К – коэффициент поддиапазона, определяемый отношением максимальной резонансной частоты к минимальной. В нашем случае 7 / 3,7 = 1,9. Выбирается из непонятных (согласно учебнику) соображений, по примеру, приведенному текстом, возьмем равной 30 пФ. Не сильно ошибемся. Пусть Cmin = 10 пФ, находим верхний предел подстройки:

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

Округлили, разумеется, можно взять переменный конденсатор большего диапазона. Пример дает 10-365 пФ. Вычислим необходимую индуктивность контура, пользуясь формулой:

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

Смысл формулы понятен, добавим, 7 – верхняя граница диапазона, выраженная МГц. Выбираем сердечник катушки. На частотах диапазона у сердечника магнитная проницаемость М = 100, выбираем феррит марки 100НН. Берем стандартный сердечник длиной 80 мм, диаметром 8 мм. Отношение l / d = 80 / 8 =10. Из справочников извлекаем действующее значение магнитной проницаемости md. Получается 41.

Находим диаметр намотки D = 1,1 d = 8,8, количество витков намотки определяется формулой:

W = √(L / L1) D md mL pL qL;

коэффициенты формулы считываем визуально, пользуясь графиками, приведенными ниже. Рисунки покажут справочные цифры, использованные выше. Марку феррита ищите, не одним хлебом жив человек. D выражено сантиметрами. Авторы получили: L1 = 0,001, mL = 0,38, pL = 0,9. qL вычислим, пользуясь формулой:

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

Подставляем цифры в конечное выражение расчета количества витков ферритовой КВ антенны, получается:

W = √ (13,47 / 0,001) х 0,88 х 41 х 0,38 х 0,9 х 0,826 = 373 витка.

Каскад нужно завести на первый усилитель приемника, минуя входной контур. Больше скажем, сейчас рассчитали средства избирательности диапазона 3,7-7 МГц. Помимо антенны включает входную цепь приемника одновременно. Поэтому потребуется рассчитать индуктивность связи с усилителем, выполняя условия обеспечения избирательности (берем типичные значения).

Lсв = (dэр - d) Rвх / 2 π fmin K 2 = (0,04 - 0,01) 1000 / 2 х 3,14 х 3,7 х 3,61 = 0,35 мкГн.

Коэффициент трансформации составит m = √ 0,35 / 13,47 = 0,16. Находим число витков катушки связи: 373 х 0,16 = 60 витков. Намотку антенны ведем проводом ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, катушку мотаем ПЭЛШО диаметром 0,12 мм.

Многих, наверное, интересует несколько вопросов. Например, назначение Со формул расчета переменного конденсатора. Автор вопрос стыдливо обходит, якобы начальная емкость контура. Трудолюбивые читатели просчитают резонансные частоты параллельного контура, в котором впаяна начальная емкость 30 пФ. Незначительно ошибемся, порекомендовав поместить рядом с переменным конденсатором подстроечный емкости 30 пФ. Ведется доводка цепи. Новичков интересует схема электрическая, куда войдет самодельная КВ антенна… Параллельный контур, сигнал с которого снимается трансформатором, образован намотанными катушками. Сердечник общий.

Готова самостоятельная КВ-антенна. Такую найдете в туристическом приемнике (сегодня популярны модели с динамо-машиной). Антенны КВ диапазона (а тем более СВ) были бы велики, если сделать конструкцию в виде типичного вибратора. Подобные конструкции не применяются портативной техникой. Простейшие КВ антенны занимают много места. Прием получше. Назначение КВ антенны улучшать качество сигнала. В квартире, лоджии. Рассказали, как сделать КВ антенну миниатюрных размеров. Вибраторы применяйте на даче, в поле, лесу, на открытой местности. Материал предоставлен конструкторским справочником. Книжка полна ошибок, а результат вроде получился сносный.

Даже старенькие учебники грешат пропущенными редакторами опечатками. Касается не одной отрасли радиоэлектроники.

В радиосвязи, антеннам отводится центральное место, для обеспечения лучшего ее, радиосвязи, действия антеннам следует уделять самое пристальное внимание. В сущности, именно антенна и осуществляет сам процесс радиопередачи. Действительно, передающая антенна, питаясь током высокой частоты от передатчика, производит преобразование этого тока в радиоволны и излучает их в нужном направлении. Приемная же антенна, осуществляет обратное преобразование – радиоволны в ток высокой частоты, а уже радиоприемник выполняет дальнейшие преобразования принятого сигнала.

У радиолюбителей, где всегда хочется побольше мощности, для связи с возможно более дальними интересными корреспондентами, бытует максима – лучший усилитель (КВ), это антенна.

К этому клубу по интересам, пока принадлежу несколько опосредовано. Радиолюбительского позывного нет, но интересно же! Работать на передачу нельзя, а вот послушать, составить представление, это, пожалуйста. Собственно, такое занятие называется радионаблюдение. При этом, вполне можно обменяться с радиолюбителем которого вы услышали в эфире, карточками-квитанциями, установленного образца, на сленге радиолюбителей QSL. Приветствуют подтверждения приема и многие радиовещательные КВ станции, иногда поощряя такую деятельность мелкими сувенирами с логотипами радиостанции – им важно знать условия приема их радиопередач в разных точках мира.

Радиоприемник наблюдателя может быть довольно простым, по крайней мере, на первых порах. Антенна же, сооружение не в пример более громоздкое и дорогостоящее и чем ниже частота, тем более громоздкое и дорогостоящее – все привязано к длине волны.

Громоздкость антенных конструкций, во многом вызвана и тем, что на малой высоте подвеса, антенны, особенно для низкочастотных диапазонов – 160, 80,40м, работают плохо. Так что громоздкость им обеспечивают как раз мачты с оттяжками, ну и длины в десятки, иногда сотни метров. Словом, не особенно миниатюрные штуки. Хорошо бы иметь для них отдельное поле рядом с домом. Ну, это как повезет.

Итак, несимметричный диполь.

Выше, чертеж-схема нескольких вариантов. Упомянутая там MMAНа – программа для моделирования антенн.

Условия на местности оказались таковы, что удобно умещался вариант из двух частей 55 и 29м. На нем и остановился.
Несколько слов о диаграмме направленности.

Антенна имеет 4 лепестка, «прижатых» к полотну. Чем выше частота - тем более они «прижимаются» к антенне. Но правда и усиление имеют больше. Так что на этом принципе

можно строить вполне направленные антенны, имеющие правда, в отличии от «правильных», не особенно высокое усиление. Так что размещать эту антенну нужно учитывая ее ДН.

Антенна на всех диапазонах указанных на схеме, имеет КСВ (коэффициент стоячей волны, параметр для антенны весьма важный) в пределах разумного для КВ.

Для согласования несимметричного диполя - он же Windom – нужен ШПТДЛ (широкополосный трансформатор на длинных линиях). За сим страшным названием скрывается относительно несложная конструкция.

Выглядит примерно так.

Итак, что было сделано.
Первым делом определился со стратегическими вопросами .

Убедился в наличии основных материалов, в основном конечно, подходящего провода для полотна антенны в должном количестве.
Определился с местом подвеса и «мачтами». Рекомендуемая высота подвеса – 10м. Мою деревянную мачту, стоящую на крыше дровника, по весне свернуло сходящим смерзшимся снегом - не дождалась, как не жаль, пришлось убирать. Решено было пока зацепить одну сторону за конёк крыши, высота при этом будет составлять около 7м. Маловато конечно, зато дешево и сердито. Вторую сторону удобно было подвесить на стоящей напротив дома липе. Высота там получалась 13…14м.

Что использовалось.

Инструменты.

Паяльник, понятно, с принадлежностями. Мощностью, ватт, этак на сорок. Инструмент для радиомонтажа и мелкий слесарный. Что ни будь сверлильное. Очень пригодилась мощная электрическая дрель с длинным сверлом-буром по дереву – коаксиальный кабель снижения пропустить сквозь стену. Конечно удлинитель к ней. Пользовался термоклеем. Предстоят работы на высоте – стоит позаботиться о подходящих крепких лестницах. Очень помогает чувствовать себя увереннее, вдали от земли, страховочный пояс – как у монтеров на столбах. Карабкаться наверх, конечно не очень удобно, зато можно работать уже «там», двумя руками и без особых опасений.

Материалы.

Самое главное – материал для полотна. Применил «полевку» - полевой телефонный провод.
Коаксиальный кабель для снижения, сколько нужно.
Немного радиодеталей, конденсатор и резисторы по схеме. Две одинаковые ферритовые трубочки от ВЧ фильтров на кабелях. Коуши и крепеж для тонкого провода. Маленький блок (ролик) с ухом-креплением. Подходящую пластиковую коробочку для трансформатора. Керамические изоляторы для антенны. Капроновую веревку подходящей толщины.

Что было сделано.

Первым делом отмерил (семь раз) куски проводов для полотна. С некоторым запасом. Отрезал (один раз).

Взялся за изготовление трансформатора в коробочке.
Подобрал ферритовые трубки для магнитопровода. Он изготовлен из двух одинаковых ферритовых трубочек от фильтров на кабелях мониторов. Сейчас старые мониторы на ЭЛТ просто выбрасывают и найти «хвосты» от них не особенно сложно. Можно поспрашивать у знакомых, наверняка у кого ни будь да пылится на чердаках или в гараже . Удача, если есть знакомые системные администраторы. В конце концов, в наше время, когда везде стоят импульсные блоки питания и борьба за электромагнитную совместимость ведется нешуточная, фильтры на кабелях могут быть много где, более того, такие ферритовые изделия вульгарно продаются в магазинах электронных компонентов.

Подобранные одинаковые трубочки сложены на манер бинокля и скреплены несколькими слоями липкой ленты. Намотка выполнена из монтажного провода максимально возможного сечения, такого, чтобы вся обмотка поместилась в окнах магнитопровода. С первого раза не получилось и пришлось действовать методом проб и ошибок, благо, витков совсем немного. В моем случае, под рукой не нашлось подходящего сечения и пришлось мотать двумя проводами одновременно, следя в процессе, чтобы они не перехлёстывались.

Для получения вторичной обмотки - делаем два витка двумя сложенными вместе проводами, потом вытащить каждый конец вторичной обмотки назад (в обратную сторону трубки), получим три витка со средней точкой.

Из кусочка довольно толстого текстолита, сделан центральный изолятор. Существуют специальные керамические именно для антенн, лучше конечно применять их. Поскольку все слоистые пластики пористы и как следствие весьма гигроскопичны, чтобы параметры антенны не «плавали», следует хорошенько пропитать изолятор лаком. Применил масляный глифталевый, яхтный.

Концы проводов очищены от изоляции, несколько раз пропущены через отверстия и хорошенько пропаяны с хлористым цинком (флюс «Паяльная кислота»), чтобы пропаялись и стальные жилки. Места пайки очень тщательно промываются водой от остатков флюса. Видно, что концы проводов, предварительно продеты в отверстия коробочки, где будет сидеть трансформатор, иначе придется потом продевать в эти же дырочки все 55 и 29 метров.

Припаял к местам разделки соответствующие выводы трансформатора, укоротив эти выводы до минимума. Не забывать перед каждым действием, примерять к коробочке, чтобы потом все влезло.

Из кусочка текстолита от старой печатной платы, выпилил кружок на дно коробочки, в нем два ряда дырочек. Через эти дырочки, бандажом из толстых синтетических ниток крепится коаксиальный кабель снижения. Тот, который на фото, далеко не лучший в данном применении. Это телевизионный со вспененной изоляцией центральной жилы, сама жила «моно», для навинчивающихся телевизорных разъемов. Но была в наличии бухточка трофейного. Применил ее. Кружок и бандаж, хорошенько пропитан лаком и высушены. Конец кабеля предварительно разделан.

Припаяны остальные элементы, резистор набран из четырех. Все залито термоклеем, вероятно зря – тяжеловато получилось.

Готовый трансформатор в домике, с «выводами».

Между делом было изготовлено крепление к коньку – там на самом верху две доски. Длинные полосы из кровельной стали, петелька из нержавеющей 1.5мм. Концы колечек приварены. На полосах по ряду из шести отверстий для саморезов – распределить нагрузку.

Подготовлен блок.

Керамических антенных «орешков» не добыл, применил вульгарные ролики от старинной проводки, благо, в старых деревенских домах под снос еще встречаются. По три штуки на каждый край – чем лучше изолирована антенна от «земли», тем более слабые сигналы может принять.

Примененный полевой провод с вплетенными стальными жилками и хорошо выдерживает растягивание. Кроме того, предназначен для прокладывания под открытым небом, что к нашему случаю тоже вполне подходит. Радиолюбители довольно часто изготавливают из него полотна проволочных антенн и провод неплохо себя зарекомендовал. Накоплен некоторый опыт его специфичного применения, который в первую очередь говорит, что не стоит провод сильно изгибать – лопается на морозе изоляция, влага попадает на жилы и они начинают окисляться, в том месте, через некоторое время, провод и рвется.

Даже представить себе невозможно, сколько антенн становится вокруг нас: мобильный телефон, телевизор, компьютер, беспроводной роутер, радиоприемники. Есть даже антенные устройства для экстрасенсов. Что такое антенна кв? Большинство людей, не связанных с радио, ответит, что это длинный провод или телескопический штырь. Чем он длиннее, тем лучше приём радиоволн. Доля истины в этом есть, но ее очень мало. Так каких же размеров должна быть антенна?

Важно! Размеры всех антенн должны быть соизмеримы с длиной радиоволны. Минимальная резонансная длина антенны равна половине длины волны.

Слово резонанс означает, что такая антенна может эффективно работать только в узкой полосе частот. Большинство антенн именно резонансные. Существуют и широкополосные антенны: за широкую полосу приходится расплачиваться эффективностью, а именно коэффициентом усиления.

Почему же работает стереотип, что чем длиннее кв антенны, тем они эффективнее? На самом деле это так, но до определённых пределов, так как это характерно только для средних и длинных волн. А с увеличением частоты размеры антенн можно уменьшить. На коротких волнах (это длины примерно от 160 до10 м) размеры антенн уже могут быть оптимизированы для эффективной работы.

Диполи

Самые простые и эффективные антенны – это полуволновые вибраторы, их ещё называют диполями. Запитываются они в центре: в разрыв диполей подаётся сигнал от генератора. Радиолюбительские портативные антенны могут работать как передающие, так и как приёмные. Правда, передающие антенны отличаются толстым кабелем, большими изоляторами – эти особенности позволяют им выдерживать мощность передатчиков.

Самое опасное место у диполя – это его концы, где создаются пучности напряжения. Максимум тока у диполя получается посередине. Но это не страшно, потому что пучности тока заземляют, тем самым, защищая приемники и передатчики от грозовых разрядов и статического электричества.

Обратите внимание! При работе с мощными радиопередатчиками можно получить удар от высокочастотных токов. Но ощущения будут не такими, как от удара от розетки. Удар будет ощущаться как ожог, без тряски в мышцах. Это получается из-за того, что высокочастотный ток течёт по поверхности кожи и вглубь тела не проникает. То есть от антенны можно подгореть снаружи, но внутри остаться нетронутым.

Многодиапазонная антенна

Довольно часто необходимо установитъ более одной антенны, но это не удается. И ведь помимо радиоантенны на один диапазон нужны антенны и на другие диапазоны. Решение задачи – использовать многодиапазонную антенну кв диапазона.

Обладая довольно приличными характеристиками, многодиапазонные вертикальные антенны могут решить антенную проблему для многих коротковолновиков. Они становятся очень популярными по ряду причин: нехватка пространства в стеснённых городских условиях, рост числа любительских радиодиапазонов, так называемая жизнь «на птичьих правах» при съёме квартиры.

Многодиапазонные вертикальные антенны не требуют много места для своей установки. Портативные конструкции можно расположить на балконе либо выйти с этой антенной куда-нибудь в близлежащий парк и поработать там в полевых условиях. Самые простые КВ антенны представляют собой одиночный провод с несимметричной запиткой.

Кто-то скажет укороченная антенна – это не то. Волна любит свой размер, поэтому кв антенна должна быть большой и эффективной. С этим можно согласиться, но чаще всего нет возможности для приобретения такого устройства.

Изучив интернет и посмотрев конструкции готовых изделий от разных фирм, приходишь к выводу: их очень много, и они очень дорогие. А всего в этих конструкциях провод для кв антенн и полтора метра штырька. Поэтому будет интересен, особенно начинающему, быстрый, простой и дешевый вариант самодельного изготовления эффективных кв антенн.

Вертикальная антенна (Ground Plane)

Ground Plane – это вертикальная антенна для радиолюбителей с длинным штырем, равным четверти длины волны. Но почему четверти, а не половине? Здесь недостающая половина диполя – это зеркальное отражение вертикального штыря от поверхности земли.

Но так как земля очень плохо проводит электричество, то в качестве нее используют либо листы металла, либо просто несколько проводов, раскинутых ромашкой. Их длину тоже выбирают равной четверти длины волны. Это и есть антенна Ground Plane, в переводе значит земляная площадка.

Большинство автомобильных антенн для радиоприёмников сделано по такому же принципу. Длина волны радиовещательной УКВ диапазона – это около трёх метров. Соответственно четверть полуволны будет 75 см. Второй луч диполя отражается в корпусе автомобиля. То есть такие конструкции должны принципиально монтироваться на металлической поверхности.

Коэффициент усиления антенны – отношение напряженности поля, получаемого от антенны, к напряженности поля в той же точке, но полученного от эталонного излучателя. Это отношение выражается в децибелах.

Рамочная магнитно-петлевая антенна

В тех случаях, когда простейшая антенна не может справиться с задачей, может использоваться вертикальная магнитно-петлевая антенна. Её можно сделать из дюралевого обруча. Если в горизонтальных рамочных антеннах на их технические показатели не оказывает влияние геометрическая форма и способ запитки, то на вертикальные антенны это оказывает влияние.

Такая антенна функционирует на трёх диапазонах: десять, двенадцать и пятнадцать метров. Перестраивается с помощью конденсатора, который должен быть надежно защищен от атмосферной влаги. Питание осуществляется любым кабелем 50-75 Ом, потому как согласующее устройство обеспечивает трансформацию выходного сопротивления передатчика в сопротивление антенны.

Укороченная дипольная антенна

Существуют укороченные антенны на 7 МГц, длина плеч которых составляет всего около трёх метров. Конструктив антенны включает в себя:

• два плеча порядка трех метров;
• изоляторы на краях;
• веревочки для оттяжек;
• катушка удлинительная;
• небольшой шнур;
• центральный узел.

Длина намотки катушки составляет 85 миллиметров и 140 намотанных вплотную витков. Точность здесь не так важна. То есть если витков будет больше, то это можно компенсировать длиной плеча антенны. Можно укорачивать и длину намотки, но это более сложно, придётся распаивать концы крепления.

Длина от края намотки катушки до центрального узла составляет порядка 40 сантиметров. В любом случае после изготовления антенну придётся настраивать подбором длины.

Вертикальная кв антенна своими руками

Как смастерить самому? Взять ненужную (или купить) недорогую удочку из карбона, 20-40-80. Наклеить на нее с одной стороны бумажную полоску с разметками точек. В отмеченные места вставить клипсы для подключения перемычек и шунтирования ненужной катушки. Таким образом, антенна будет переключаться с диапазона на диапазон. В заштрихованных областях будут намотаны укорачивающая катушка и указанное количество витков. В саму «удочку» вставляется штырь.

Также понадобятся материалы:

• медный обмоточный провод используется диаметром 0,75 мм;
• провод для противовеса диаметром 1,5 мм.

Штыревая антенна обязательно должна работать с противовесом, иначе она не будет эффективной. Итак, при наличии всех этих материалов останется только намотать проволочный бандаж на удилище так, чтобы получилась сначала большая катушка, затем меньше и ещё меньше. Процесс переключения диапазонов антенны: от 80 м до 2 м.

Выбор первого кв трансивера

При выборе коротковолнового трансивера начинающего радиолюбителя в первую очередь надо уделить внимание тому, как его купить, чтобы не ошибиться. Какие тут есть особенности? Существуют необычные узкоспециализированные радиостанции – это не подходит для первого трансивера. Не нужно выбирать носимые радиостанции, предназначенные для работы на ходу со штыревой антенной.

Такая радиостанция не удобна для того, чтобы:

• ее использовать в качестве радиолюбительского обычного аппарата,
• начать проводить связь;
• научиться ориентироваться в радиолюбительском коротковолновом эфире.

Также есть радиостанции, которые программируются исключительно с компьютера.

Простейшие самодельные антенны

Для радиосвязи в полях бывает нужно связаться не только на расстояния в сотни километров, но и на небольшие расстояния с маленьких носимых радиостанций. Не всегда возможна устойчивая связь даже на небольшие расстояния, так как рельеф местности и крупные постройки могут мешать распространению сигнала. В таких случаях может помочь подъём антенны на небольшую высоту.

Высота даже такая, как 5-6 метров, может дать значительную прибавку в сигнале. И если с земли была слышимость очень плохая, то при подъёме антенны на несколько метров ситуация может значительно улучшиться. Конечно, установкой десятиметровой мачты и многоэлементной антенны однозначно улучшится и дальняя связь. Но мачты и антенны есть не всегда. В таких случаях выручают самодельные антенны, поднятые на высоту, например, на ветку дерева.

Немного слов о коротковолновиках

Коротковолновиками являются специалисты, обладающие знаниями в области электротехники, радиотехники, радиосвязи. К тому же они владеют квалификацией радиста, способны вести радиосвязь даже в таких условиях, в которых не всегда соглашаются работать профессионалы-радисты, а в случае необходимости способные быстро найти и устранить неисправность в своей радиостанции.

В основе работы коротковолновиков лежит коротковолновое любительство – установление двусторонней радиосвязи на коротких волнах. Самыми юными представителями коротковолновиков являются школьники.

Антенны мобильных телефонов

Ещё десяток лет тому назад из мобильных телефонов торчали небольшие пипочки. Сегодня ничего такого не наблюдается. Почему? Так как базовых станций в то время было мало, то повысить дальность связи можно было, только увеличив эффективность антенн. В общем, наличие полноразмерной антенны мобильного телефона в те времена повышало дальность его работы.

Сегодня, когда базовые станции натыканы через каждые сто метров, такой необходимости нет. К тому же с ростом поколений мобильной связи есть тенденция увеличения частоты. Вч диапазоны мобильной связи расширились до 2500 МГц. Это уже длина волны всего 12 см. И в корпус антенны можно вставить не укороченную антенну, а многоэлементную.

Без антенн в современной жизни не обойтись. Их разнообразие такое огромное, что о них можно рассказывать очень долго. Например, существуют рупорные, параболические, логопериодические, направленные антенны.

Видео

Париж?! Брал!

Вашингтон?! Брал!

А после того как ты там полазил, приёмник перестал принимать отдалённые радиостанции, - говорил мне отец ещё в детстве.

С тех пор прошло несколько десятков лет, а приемник, как ни в чём не бывало, продолжает брать города. Честно скажу, что с приёмником я ничего не делал. Эти советские ламповые агрегаты будут работать и после апокалипсиса. Просто всё дело в антенне.

Поздним вечером, в отблесках пламени камина, не включая электричества, жму клавишу старого лампового радиоприёмника, светящаяся шкала с городами уютно насытила полумрак комнаты, вращая верньер, настраиваюсь на радиостанции.
Длинноволновый диапазон безмолвствует. Правда, ровно в прямоугольнике шкалы светящегося окошка города Варшава на частоте около 1300 метров была взята радиостанция «Польское Радио», а это составляет дальность по прямой более 1150 км.
Средние волны берут местные и отдалённые радиостанции. А здесь взята дальность более 2000 км.
Вот уже почти 2 года в Москве и области на этих волнах (ДВ, СВ) прекратили работу центральные радиовещательные каналы .

Особенно живы короткие волны, здесь полный аншлаг. На коротких волнах радиоволны способны обойти вокруг Земли и радиостанции реально принимать из любой точки земного шара, но условия распространения радиоволн здесь зависят от времени и состояния ионосферы, от которой они способны отражаться.
Включаю настольную лампу и на всех диапазонах (кроме УКВ) вместо радиостанций сплошной шум, переходящий в рокот. Теперь настольная лампа, включая сетевые провода – передатчик помех, который мешает нормальному радиоприёму. Модные, в настоящее время, энергосберегающие лампы и другие бытовые приборы (телевизоры, компьютеры) превратили сетевые провода в антенны передатчиков помех. Стоило только сетевой провод от лампы отодвинуть на пару метров от провода снижения антенны, как приём радиостанций возобновился.

Проблема помехоустойчивости была и в прошлом веке, и в диапазоне метровых волн её решали различными конструкциями антенн, которые так и назывались как «антишумовые».

Антишумовые антенны.

Описание антишумовых антенн я впервые прочитал в журнале «Радиофронт» за 1938 год (23, 24).

Рис. 2.

Рис. 3.

Аналогичное описание конструкции антишумовой антенны в журнале «Радиофронт» за 1939 год (06). Но здесь хорошие результаты получились в диапазоне длинных волн. Величина ослабления помех составила 60 дБ. Данная статья может представлять интерес для любительской радиосвязи на ДВ (136 кГц).

Правда, в настоящее время лучшие результаты получаются при использовании согласующего усилителя непосредственно в антенне, который по коаксиальному кабелю подключён к согласующему усилителю на входе самого приёмника.

Антенна метёлка.

Это была моя первая самодельная антенна, которую я делал для детекторного приёмника. Первая антенна, об которую я обжёгся, залуживая каждый проводок, строго по чертежу с помощью транспортира выставляя углы наклона прутиков. Как я не старался, но детекторный приёмник с ней не работал. Поставь я тогда вместо метелки крышку от кастрюльки, эффект был бы аналогичный. Тогда, в детстве, спасла приёмник сетевая проводка, один провод которой через разделительный конденсатор был подсоединён к входу детектора. Вот тогда я понял, что для нормальной работы приёмника длина антенного провода должна быть хотя бы 20 метров, а всякие там электронные облачка, проводящие слои воздуха над метёлкой пусть останутся в теории. Старожилы будут ещё вспоминать, что метёлка, прикреплённая к печной трубе, исключительно хорошо ловила, когда дым шёл вертикально вверх. В деревнях обычно топили печь к вечеру и в чугунках готовили ужин. К вечеру, как правило, стихает ветер, и идёт столбом дым. В тоже время к вечеру происходит преломление волн от ионизированного слоя поверхности земли и приём в этих диапазонах волн улучшается.
Лучшие результаты можно получить с представленными ниже картинками антенн (рис 5 - 6). Это тоже антенны с сосредоточенной ёмкостью. Здесь проволочная рамка и спираль включает в себя 15 - 20 метров провода. Если крыша достаточно высокая и не из металла и свободно пропускает радиоволны, то такие композиции (рис. 5, 6) можно разместить на чердаке.

Рис. 5. "Радио всем" 1929 № 11

Рис. 6. "Радио всем" 1929 № 11

Рулеточная антенна.

Приём на осветительную сеть.

Самодельная Г – образная антенна.

Эти антенны представлены на рисунке 4. а, б). Горизонтальная часть антенны не должна превышать 20 метров, обычно рекомендуют 8 – 12 метров. Расстояние от земли не менее 10 метров. Дальнейшее увеличение высоты подвеса антенны приводит к росту атмосферных помех.

Эту антенну я сделал из сетевой переноски на бобине. Такую антенну (рис. 8) очень легко развернуть в полевых условиях. Кстати детекторный приёмник с ней неплохо работал. На рисунке, где изображён детекторный приёмник, из одной сетевой бобины (2) сделан колебательный контур, а второй сетевой удлинитель (1) используется в качестве Г- образной антенны.

Рамочные антенны.

Магнитная антенна.

При её изготовлении используется ферритовый цилиндрический стержень, а также прямоугольный стержень, занимающий меньше места в карманном радиоприёмнике. На стержне помещается входной перестраиваемый контур. Достоинством магнитных антенн - маленькие габариты, а высокая добротность контура, и, как следствие высокая селективность (отстройка от соседних станций), которая в совокупности с направленным свойством антенны только добавят ещё одно преимущество, такое, как лучшая помехоустойчивость приёма в городе. Применение магнитных антенн в большей степени предназначено для приёма местных радиовещательных станций, однако высокая чувствительность современных приёмников ДВ, СВ и КВ диапазонов и перечисленные выше положительные свойства антенны обеспечивают неплохую дальность радиоприёма.

Так, например, я смог на магнитную антенну поймать отдалённую радиостанцию, но стоило только подключить дополнительно громоздкую внешнюю антенну, как станция затерялась в шуме атмосферных помех.

Магнитная антенна в стационарном приёмнике имеет поворотное устройство.

На плоском ферритовом (аналогичным по длине цилиндрическом) стержне размером 3 Х 20 Х 115 мм марки 400НН для ДВ и СВ диапазонов на подвижном бумажном каркасе наматываются катушки проводом марки ПЭЛШО, ПЭЛ 0,1 – 0,14 , по 190 и 65 витков.

Для КВ диапазона контурная катушка размещается на диэлектрическом каркасе толщиной 1,5 - 2 мм и содержит 6 витков, намотанных с шагом (с расстоянием между витками) с длиной контура 10 мм. Диаметр провода 0,3 - 0,4 мм. Каркас с витками крепится на самом конце стержня.

Чердачные антенны.

Давно использую чердак для телевизионных и радиоприёмных антенн. Здесь, в дали от электропроводки, хорошо работает и антенна СВ и КВ диапазонов. Крыша из мягкой кровли, ондулина, шифера является прозрачной для радиоволн. В журнале «Радио всем» за 1927 (04) год даётся описание таких антенн. Автор С. Н. Бронштейн статьи «Чердачные антенны» рекомендует: «Форма может быть самой разнообразной, в зависимости от размеров помещения. Общая длина проводки должна быть не менее 40 – 50 метров. Материалом служит антенный канатик или звонковая проволока, укрепляемые на изоляторах. Грозовой переключатель при такой антенне отпадает».

Я использовал провод как одножильный, так и многожильный от электропроводки, не снимая с него изоляцию.

Потолочная антенна.

Это та самая антенна, на которую отцовский приёмник брал города. Медный моточный провод диаметром 0,5 – 0,7 мм наматывался на карандаш, а затем растягивался под потолком комнаты. Был кирпичный дом и высокий этаж, и приёмник работал превосходно, а когда переехали в дом из железобетона, то арматурная сетка дома стала преградой для радиоволн, и радио перестало нормально работать.

Из истории антенн.

Возвращаясь в прошлое, мне интересно было узнать, как выглядела первая в мире антенна.

Первая антенна была предложена А. С. Поповым в 1895 году, представляла собой длинный тонкий провод, приподнятый с помощью воздушных шаров. Она была присоединена к грозоотметчику (приемнику, регистрирующему грозовые разряды), прототипу радиотелеграфа. А во время первой в мире радиопередачи 1896 года на заседании Русского физико-химического общества в физическом кабинете Петербургского университета от первого радиотелеграфного радиоприёмника, к вертикальной антенне был протянут тонкий провод (журнал «Радио» 1946 г. 04 05 «Первая антенна»).

Рис. 13. Первая антенна.

Эта антенна – моя первая разработка, удостоившаяся публикации в журнале «Радио». Было это много, много лет назад, в далеком 1988 г. В то время «Радио» был единственным журналом для радиолюбителей в СССР, очередь на публикацию составляла около трех лет. Так что эта рамочная антенна реально была разработана и изготовлена в 1985-86г. Точную дату сейчас уже не помню.

Хотя публикация была в разделе «Спортивная аппаратура», основная цель разработки была в улучшении качества, а чаше всего даже и просто возможности приема «вражеских голосов из-за бугра». В эпоху интернета и смартфонов трудно поверить, что радиоприем на КВ когда-то был единственным альтернативным источником информации, не прошедшей политическую цензуру.

Была целая сеть глушителей, которая набрасывалась, как стая волков, на Голос Америки, Радио Свобода и другие станции. Разобрать что-то в таких условиях на «ВЭФ» или «Океан» со штатной телескопической антенной было почти невозможно. А вот на эту рамку при благоприятном стечении обстоятельств удавалось кое-что принять.

В те годы даже само существование вещательных диапазонов 19, 16, 13 и 11 метров было чуть ли не государственной тайной. Об их существовании знали только счастливые обладатели импортной радиоприемной аппаратуры, ну и, разумеется, радиолюбители.

В таких условиях опубликовать описание антенны для приема вражеских голосов, на глушение которых государство тратило большие деньги, было абсолютно нереально. Поэтому я и сделал акцент на любительские диапазоны. Думаю, редакторы журнала прекрасно это понимали, но ведь уже началась перестройка… В общем, это была моя самая первая публикация в солидном радиотехническом журнале.

К моему большому удивлению, эта конструкция не забыта даже спустя 30 лет. Перепечатки из журнальной статьи можно найти на нескольких сайтах. При недавних экспериментах с SDR приемником мне потребовалась комнатная антенна. После долгих поисков я все-таки вернулся к этой своей старой схеме, ничего лучше найти не удалось. В антенной технике не так уж много новых схемотехнических решений.

Но, следует отметить, что в 80-х годах прошлого века самыми сильными источниками помех в городской квартире были тиристорные светорегуляторы (к счастью, их было немного). В наши дни ситуация изменилась к худшему. Импульсные блоки питания, цифровая техника, компьютеры и другие прелести, без которых сейчас никак не обойтись, привели к сильному загрязнению электромагнитной среды.

В результате на КВ прием на комнатную антенну стал почти невозможен. Если 30 лет назад я уверенно принимал в диапазоне 10 м на эту антенну в панельном железобетонном доме сигналы спутников серии «Радио», то сейчас смог принять только самые мощные вещательные станции.

Тем не менее, в сельской местности и на природе антенна может оказаться весьма полезной и эффективной. Поэтому я и размещаю ее описание на своем сайте. Первоначальный текст статьи и оригинальные рисунки, к сожалению, утеряны. Поэтому мне ничего не остается, как использовать материалы журнальной публикации, добавив к тексту несколько своих комментариев.

Коротковолновики-наблюдатели нередко не имеют возможности использовать наружную антенну и вынуждены в таких случаях довольствоваться комнатной. И если радиолюбитель живет в городской квартире, то антенна нередко оказывается как бы в экранированной камере, образованной арматурой бетона. Это не только ослабляет полезные сигналы, но и усиливает поля местных помех. В подобной ситуации целесообразно использовать антенну с минимальной чувствительностью к помехам, разместив ее в проеме окна или на балконе.

Один из возможных вариантов решения этой задачи - применение небольших рамочных антенн, периметр которых не превышает четверти длины волны. Такие антенны уже широко применяются в качестве приемно-передающих на любительских радиостанциях . Наличие ярко выраженного минимума в диаграмме направленности рамки позволяет в ряде случаев ослабить помехи. Изменяя положение антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях, можно улучшить качество приема даже в том случае, если сигнал и помеха приходят с одного направления, но под разными углами к горизонту. В некоторых случаях с помощью рамочной антенны, используя методы компонентной селекции , удается повысить помехозащищенность и реальную избирательность радиоприемника вблизи источников помех. Кроме того, так как такая антенна не требует применения заземления, уменьшается вероятность появления мультипликативного фона , а благодаря ее настройке в резонанс повышается избирательность приемника по зеркальному и другим побочным каналам.

Описываемая ниже антенна предназначена для работы с любым любительским приемником в диапазонах 3.5, 7, 14, 21 и 28 МГц. Благодаря минимуму на диаграмме направленности она ослабляет мешающий сигнал на 26 дБ на частоте 28 МГц и на 20 дБ на 3,5 МГц. Рамка диаметром 300 мм изготовлена из телевизионного коаксиального кабеля. Частотная зависимость ее добротности и действующей высоты показана на рис.1.

Чтобы повысить отношение сигнал/шум в приемной системе, рамка конструктивно объединена с усилителем, применение которого облегчает также ее симметрирование и согласование с приемником. Принципиальная схема усилителя показана на рис. 2. Диапазон его рабочих частот по уровню -3 дБ - не менее 3...30 МГц. Коэффициент усиления по напряжению - 12 дБ. Уровень шумов на выходе в полосе 3 кГц на нагрузке 75 Ом не превышает 0,3 мкВ. Динамический диапазон - не менее 90 дБ. Сопротивление нагрузки - 75 Ом. Усилитель питают от источника напряжением 9 В. Потребляемый ток - 8 мА.

Реально рамка перекрывала диапазон частот от примерно 5,8 до 30 МГц, т.е. вещательные и любительские диапазоны от 49 до 10 м. На 80 м одновитковая рамка диаметром 30 см, конечно же неэффективна. Не судите строго за приведенные выше цифры, они не претендуют на абсолютную точность, но близки к реальности. Еще на принципиальной схеме в журнале была опечатка, исток и сток VT1 поменяны местами. Здесь я эту опечатку исправил.

На рабочую частоту антенну настраивают сдвоенным конденсатором переменной емкости С5. При работе в диапазоне 3.5 и 7 МГц параллельно его секциям подключают дополнительные конденсаторы С1, С2 и С3, С4 соответственно.

Напряжение, наведенное в рамке WA1, поступает на вход усилителя, первый каскад которого выполнен по симметричной дифференциальной схеме на полевых транзисторах VT1 и VT2. Высокое входное сопротивление каскада практически не снижает добротность антенны, а также позволяет значительно ослабить прямой антенный эффект, искажающий диаграмму направленности. Дроссели L1 и L2 обеспечивают подавление низкочастотных наводок.

Выходной усилитель собран на биполярном транзисторе VT3, включенном по схеме с общим эмиттером, и охвачен глубокой параллельной отрицательной обратной связью по напряжению через цепь R2, C10. Это позволило получить равномерное усиление в широкой полосе частот, а также малые входное и выходное сопротивления усилителя .

Такое построение устройства обеспечило его хорошую линейность и согласование с коаксиальным кабелем, по которому сигнал подается на вход приемника. Питание на усилитель поступает с приемника по отдельному экранированному проводу.

Внешний вид антенны показан на рис. 3 в начале странички, размещение элементов в корпусе - на рис. 4.

Рамка 2 выполнена из коаксиального кабеля РК-75-4-15 и закреплена на двух крестообразно расположенных распорках 1 и 8 (см. чертежи на рис. 5) из любого диэлектрического материала (органическое стекло, фанера и т.п.) отрезками провода 9 диаметром 0,8 мм. В верхней части кабеля внешняя оболочка и экранная оплетка 11 удалены на расстоянии 10 мм (вид А). Внутреннюю оболочку 10 в этом месте обматывают изоляционной ПВХ-лентой (на рис. 4 не показана).

Корпус 7 и передняя стенка 4 изготовлена из листовой латуни толщиной 0,25 мм. Их чертежи приведены на рис. 5. Корпус можно спаять и из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Экранная оплетка кабеля припаяна непосредственно к корпусу. Гайка 6 (М9), которая припаяна к торцу корпуса, используется для крепления антенны на поворотной головке малогабаритного фотоштатива. Такая конструкция позволяет легко изменять положение антенны в пространстве и отстраиваться от помех. Ручка настройки 5 изготовлена из эбонита.

Усилитель собран на печатной плате 3 размерами 75 х 25 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж печатной платы и размещение деталей на ней приведены на рис. 6.

В настоящее время при изготовлении усилителя имеет смысл доработать плату под SMD компоненты

Дроссели L1 и L2 намотаны на кольцевых магнитопроводах типоразмера К7 х 4 х 2 из феррита с начальной магнитной проницаемостью 400...1000 и содержат по 25 витков провода ПЭЛШО 0,12. На таком же магнитопроводе выполнен трансформатор Т1. Каждая его обмотка содержит по 10 витков провода ПЭВ-2 0,17. Намотку ведут сразу тремя проводами, скрученными в жгут.

КПЕ С5 - сдвоенный блок КПТМ-4 емкостью 7...260 пФ от карманных радиоприемников "Нейва-401", "Сигнал-601". При соответствующей корректировке печатной платы можно использовать блок КПЕ от любого карманного приемника. Все остальные конденсаторы - КМ; С1-С4 желательно использовать с допуском не хуже +- 5 %. Выключатели SA1, SA2 - МТ3.

Транзисторы КП303Е можно заменить на КП303Г, КП303Д, КП302А, КП302Б. Необходимо подобрать пару с возможно близкими параметрами. Вместо транзистора ГТ311Ж можно использовать ГТ311Е, ГТ311И, КТ306, КТ316, КТ325 и другие современные СВЧ транзисторы.

Сейчас можно найти гораздо лучшие импортные транзисторы, с меньшим уровнем шумов. Марку аналогов знает Google.

Кабель, соединяющий устройство с приемником, - РК-75-2-11 или любой другой с волновым сопротивлением 75 Ом. Его длина не должна превышать 5 м. Питание на антенный усилитель подают от приемника по экранированному проводу любого типа.

Антенну начинают налаживать с установки указанных на принципиальной схеме режимов транзисторов подбором резисторов R1 и R3. Затем временно соединяют выводы конденсатора С5 с общим проводом, подключают усилитель к приемнику, работающему в диапазоне 28 МГц в режиме SSB, и, подбирая резистор R2, добиваются ситуации, когда шумы усилителя немного превышают шумы приемника. После этого с помощью ГИРа определяют резонансную частоту рамки при минимальной и максимальной емкости конденсатора С5 (контакты выключателей SA1 и SA2 разомкнуты).

Изменяя периметр рамки, устанавливают диапазон перекрываемых частот 14...30 МГц с 5- процентным запасом. Целесообразно вначале взять кабель длиной около 1,2 м, а затем симметрично укорачивать его с обоих концов. Если использован кабель РК-75-4-15 и конденсатор С5 емкостью 7...260 пФ, указанный диапазон частот перекрывается при периметре рамки около 95 см, что соответствует диаметру 30 см.

Затем замыкают контакты выключателя SA2. Ротор конденсатора С5 устанавливают в среднее положение и подбором конденсаторов С3 и С4 (они должны быть одного номинала) добиваются резонанса на частоте 7,05 МГц. В диапазоне 3,5 МГц антенну настраивают аналогичным путем, подбирая конденсаторы С1 и С2. При этом контакты SA2 должны быть разомкнуты, SA1 - замкнуты.

При замыкании SA1 антенна перекрывала диапазоны 25-31 м, при замыкании SA2 – 40 м, а при замыкании обоих тумблеров – 49 м. Номиналы конденсаторов, к сожалению, не помню. Посмотреть негде, оригинальный вариант антенны не сохранился. Но подобрать труда не составит.

Если ГИРа нет, настраивать можно непосредственно по сигналам любительских радиостанций. При резонансе громкость будет резко возрастать. Преимущества этой антенны наиболее полно проявляются в том случае, если сигналы радиостанций не проникают на вход приемника непосредственно из эфира .

Литература:
1. Степанов Б. Коротковолновые антенны. - В кн.: Радиоежегодник, 1985.-М.:ДОСААФ СССР, 1985.
2. Гречихин А. Компонентная селекция. - Радио, 1984, № 3, с. 18-20.
3. Егоров И. Мультипликативный фон в радиоприемниках. - Радио, 1980, №9, с.40-41.
4. Хабаров Ю.Е. Коротковолновая активная антенна. - М:Энергия, 1977, с.21-24.
5. Мишустин И.А. Повышение помехоустойчивости радиолюбительского приема. - М:Энергия, 1974.
6. Егоров И. О помехозащищенности бытовой радиоаппаратуры. - Радио, 1981, № 7-8, с. 30-31.