Антенны для радио помогают значительно улучшить качество звука, избежать помех, оригинальная радиоантенна может стать интересным элементом интерьера. В последнее время стали появляться и пользоваться спросом у радиолюбителей конструкции на магнитной основе. Антенной рамочной магнитной можно с успехом заменить наружные приспособления для приема радиосигналов диапазоном от 10 до 80 метров за счет использования рамок. Их можно сооружать в любом месте города, а также в автомобиле, как альтернативу привинчивающимся к корпусу. Такие антенны очень удобны и мобильны, однако, при довольно простой конструкции их использование имеет некоторые особенности.
Устройство рамочной магнитной антенны
Обычным антеннам, помимо того, что они крепятся достаточно прочно, необходимо иметь весьма приличную массу, которую к мобильным легким устройствам радиоприема подвести просто невозможно. В современных условиях найден выход –необходимая масса попросту имитируется. Делается это с помощью соосного кабеля коаксиала, который при протяженности в половину радиоволны, взятой с коэффициентом укорачивания, выполняет роль усилителя полного сопротивления.
Центральная проводящая жила (или несколько) такого кабеля выполняется из чистой или луженой меди, что обеспечивает повышенное сопротивление постоянному электротоку, а также придает кабелю гибкость. Диэлектрический слой выполнен из вспененного гранулированного полиэтилена. Эти материалы дают стабильность качественных характеристик провода и длительный срок службы. Экранирующий слой представляет собой оплетку из медных или луженых проводков. Для повышения экранирующих свойств делается второй слой оплетки поверх ламинированной фольги из алюминия.
Современные магнитные антенны являются улучшенными вариациями рамочных аналогов. Такие приспособления представляют собой катушки на ферритовых сердцевинах. В силу повышенной магнитопроницаемости этого материала, магнитное поле электромагнитных волн в катушечных контурах генерирует очень мощный поток, более сильный, чем при отсутствующем сердечнике.
Даже небольшие катушки способны создать такую же электро-движущую силу, как и простые антенны-рамки, но больших габаритов.
Размеры сердечников составляют от 0,1 до 0,3 метра в длину и от ½ до 1 кв. см. площадью поперечного разреза. Каждая катушка, как правило, насчитывает 2-3 десятка витков медной проволоки.
Магнитные рамки для антенны из коаксиального кабеля представляют собой петли из проводникового материала, присоединенные к конденсатору. Чаще всего встречаются петли круглой формы, поскольку так устройство работает гораздо эффективней. Площадь круга меньше площади других геометрических форм, поэтому охват радиосигналов будет выше.
Обратите внимание! В магазинах для радиолюбителей продаются антенные рамки именно круглой формы. Однако существуют и треугольные, и квадратные, и даже многоугольные рамки, их применение объясняется особенностями местоположения в доме, габаритами радиоприемника и др.
Для приема сигнала в выбранном диапазоне используются петли, разные по диаметру.
В рамках как круглой, так и квадратной формы применяется нескрученный проводник (такие антенны называются одновитковыми), они отлично функционируют на диапазонах высоких частот, но при этом их габариты довольно крупные. Эти недостатки исправляет набирающая популярность у радиолюбителей, предпочитающих низкие частоты, магнитная рамочная конструкция, являющаяся многовиточной.
Дополнительная информация. Чем больше витков, тем меньше габариты антенного устройства.
Особенности эксплуатации и расположения устройства
Рамочную магнитную антенну из коаксиального кабеля используют преимущественно в тех случаях, когда необходимо снизить уровень помех и шума от соседних радиостанций, работающих в диапазоне, близком к волнам приемного устройства, однако испускаемых в другом направлении. Рамочные антенны лучше всего справляются с приемом радиоволн, распространяемых вдоль ее плоскости, а вот сигналы, идущие параллельно, они не ловят совсем. Для того чтобы достигнуть самого лучшего, без помех звучания искомой радиостанции, нужно просто вращать рамку вокруг своей оси.
Такие механизмы можно располагать и на крыше здания. Однако при этом необходимо учитывать, что такие антенны должны быть выше других (поэтому при балконной установке коэффициент полезного действия снижается). При этом на функционирование магнитных рамочных антенных устройств не влияет соседство с прочими предметами и сооружениями (вентиляционными башнями, трубами и т.п.).
Идеального расположения добиться практически невозможно, однако, лучшим будет установить антенну так, чтобы ферритовый сердечник был направлен вдаль, в таком случае радиосигнал не будет подавляться антеннами с более крупными габаритами.
Для нормальной работы рамочной антенны с коаксиальным кабелем необходимо синхронизировать сам провод и рамки. Согласованности можно достигнуть, поместив индукционные небольшие петли в большие по диаметру. Чтобы конструкция работала симметрично, в нее может быть добавлено симметрирующее трансформаторное устройство. Если симметричность радиосвязи не требуется, кабель к антенне можно подсоединять напрямую.
Для антенны необходимо обеспечить заземление, оно производится в районе прикрепления шлейфа к точке, где находится основание большой петли.
Важно! Если шлейф слегка деформировать, антенну можно будет настроить более тонко.
Коаксиальный кабель при монтаже и дальнейшей эксплуатации укорачивать не рекомендуется, поэтому желательно до приобретения антенны определить, какой длины будет достаточно.
Установить магнитную рамочную антенну в автомобиле кажется делом нехитрым, однако проводить эту манипуляцию надо очень аккуратно. Перед тем, как поместить магнитную антенну на кузов, надо очистить будущее место установки и магнитную подушку антенны от засорений, иначе лакокрасочное покрытие автомобиля может быть повреждено.
Плюсы и минусы устройства
Магнитные антенны из коаксиального кабеля имеют множество преимуществ перед другими устройствами аналогичного назначения:
- их относительно просто монтировать, и в дальнейшем они не требуют особого обслуживания во время эксплуатации;
- можно устанавливать в небольших помещениях;
- срок службы таких антенн довольно велик;
- доступность и невысокая себестоимость комплектующих, ее можно собрать самостоятельно при начальных познаниях и опыте в радиотехнике;
- могут нормально функционировать, находясь по соседству с другими радиоагрегатами, использование в качестве составляющей магнита обеспечивает отличный чистый прием в условиях городов;
- стабильность работы не зависит от сезонных и погодных условий, не требуется особых усилий для достижения четкого приема радиосигнала;
- автомобильные антенны на магнитной основе очень мобильны, т.е. установить их можно за несколько минут и на любом месте автомобиля (при этом не требуется сверления), что способно внести заметный штрих в экстерьер машины (к тому же, антенн можно поставить несколько: в разных местах, что лишний раз продемонстрирует «крутость» автовладельца);
- поскольку коэффициент усиления радиосигнала резко снижается при длинах волн меньше 1/10 протяженности периметра, то принимающая магнитная антенна помогает защитить радиоприемник от перегрузки другими радиостанциями;
- в диапазоне УКВ-ЧМ (частотной модуляции, т.е. при частотах 65,9-74 мегагерц) магнитные антенны демонстрируют наиболее качественный прием, по сравнению с аналогами или даже аппаратами наружного типа, при этом величина рамочного периметра составляет от 20 до 40 сантиметров.
Магнитные антенны с коаксиальным кабелем не лишены и некоторых недостатков:
- если приходится менять рабочий диапазон радиоприемника, нужно всё время заниматься подстройкой конденсаторов переменной емкости для более четкого приема сигнала;
- легче всего избавиться от помех и посторонних эфирных шумов, разворачивая конструкцию антенны вокруг собственной оси и одновременно меняя ее месторасположение, однако, для рамочных магнитных устройств такие манипуляции бывают затруднены из-за различной формы рамок и неудобного расположения деревянного шлейфа;
- во время передачи сигнала металлические элементы конструкции сильно разогреваются, что чревато ожогами при неосторожном обращении;
- после установки длину коаксиального кабеля менять нельзя, потому что прием может значительно ухудшиться, что объясняется сбоем параметров в колебательной системе радиоприемника;
- на круглой или квадратной рамке существует входное электросопротивление в 120 ом, тогда как на фидере оно 50 ом, поэтому для согласования приходится формировать рамку в форму прямоугольника, где короткие стороны в два раза меньше длинных, тогда сопротивление на входе также составит 50 ом, однако, конструктивно это довольно сложно и неудобно;
- чем больше реальной массы магнитной антенны заменяется коаксиальным проводом, тем ниже качество приема, поэтому антенны такого типа надо выбирать очень вдумчиво.
Сборка антенны своими руками
Магнитные рамочные антенны отличаются достаточно простой конструкцией, поэтому их возможно выполнить даже не слишком опытным радиолюбителям. Такую антенну можно собрать с использованием коаксиального кабеля любого типоразмера.
Для создания простейшего экземпляра магнитной антенны необходимы следующие составляющие элементы:
- кабель-коаксиал (соосный) марки РГ213, примерно 12 метров;
- кабель марки РГ58, около 4 метров;
- планки из сухой древесины, 2 на 4 см в количестве 4 штук;
- конденсатор емкости в 100 пикофарад, 1 штука, при этом межпластинное расстояние не должно превышать 3 мм;
- коаксиальный разъем, одна штука.
Монтаж деталей рамочной магнитной антенны-самоделки является довольно несложной процедурой. Сначала сооружается крест из деревянных реек, на него в поперечном направлении прикрепляются дощечки с пропиленными канавками. На кресте монтируется петля для создания резонанса. Она должна состоять как минимум из 4 витков провода РГ213.
Кроме того, в планках крестовины, расположенных сверху, слева и справа сверлятся две дырки, где концы кабеля будут надежно закрепляться. Между ними необходимо пропилить три канавки. Габариты крестовой основы не столь важны, а вот боковая сторона коаксиала должна составлять ровно 67 сантиметров.
Рамка должна иметь сумму длин сторон, тождественную 1/10 волновой длины нижнего фм-диапазона или необходимой коротковолновой частоты. Однако, если радиосигнал достаточно мощный, то допустим периметр, равный 1/10 волновой длины верхнего фм-канала.
Если такую самодельную антенну планируется использовать в течение длительного периода (как на открытой местности, так и в помещении), лучше всего брать кабель, выполненный из технической меди с фольговой оплеткой (иногда подходит и отполированная до блеска трубка). В противном случае со временем хорошего радиоприема ожидать не приходится.
Для окрашивания лучше всего использовать краски, содержащие окислы металлов.
Что касается магнитной рамки, то для наиболее эффективного функционирования конструкции надо, чтобы потери в его полотне были адекватны сопротивлению всей системы.
Магнитные рамочные антенны с использованием коаксиального кабеля – современный улучшенный вариант обычных рамочных антенн, которые обеспечивают отличный прием радиосигнала главным образом в фм-диапазоне и имеют повышенную мобильность. Самостоятельно вполне рабочий экземпляр можно собрать, даже не проходя особой подготовки.
Видео
Данная публикация предназначена для начинающих
радиолюбителей и для тех, у кого нет доступа
на кровлю своего дома. Сушко С.А. (ex.UA9LBG
)
Магнитные антенны (Magnetic Loop) типа-ML ввиду своих малых размеров становятся всё более популярными. Все они могут размещаться на балконах и подоконниках. Неоспоримо, что классическую популярность завоевали одновитковые магнитные антенны с вакуумным конденсатором и петлей связи, при помощи которых можно проводить радиосвязи даже с другими континентами.
Двух-рамочные антенны в виде восьмёрки сравнительно недавно начали появляться в среде радиолюбителей, хотя на заре появления Си-Би связи в России, такие антенны с определённым успехом практиковались в автомобильных радио-охранных системах диапазона 27МГц, см.рис.1.а. Автомобильная антенна состояла из двух одинаковых рамок (петель) L1;L2 и общего резонансного конденсатора С1, стоящего в пучности напряжения. С периметром антенны около 5 метров радиолюбитель Стерликов А.(RA9SUS ) провел связи с 36-ю странами мощность до 30 Вт. Питание антенны производилось непосредственно от коаксиального кабеля. А подобные антенны практиковались с конца 60-х, начала 70-х годов прошлого века. Эквивалентная схема такой антенны изображена на рис. 1.б.
Хотя одновитковые ML в настоящее время широко применяются в среде радиолюбителей, особенностью двух-витковой состоит в том, что её апертура в два раза больше по сравнению с классической. Конденсатором С1 можно изменять резонанс антенны с перекрытием по частоте в 2-3 раза, а общий периметр окружности двух петель ≤ 0,5λ. Это соизмеримо с полуволновой антенной, а её малая апертура излучения компенсируется повышенной добротностью. Согласование фидера с такой антенной лучше осуществлять посредством индуктивной или емкостной связи.
Теоретическое отступление: Двойную петлю можно рассматривать как смешанную колебательную систему LL и LC-системы. Здесь для нормальной работы оба плеча нагружены на среду излучения синхронно и синфазно. Если на левое плечо подается положительная полуволна, то и на правое плечо подается точно такая же. Зародившаяся в каждом плече ЭДС самоиндукции будет по правилу Ленца противоположна ЭДС индукции, но так как ЭДС индукции каждого плеча противоположны по направлению, то ЭДС самоиндукции будет всегда совпадать с направлением индукции противоположного плеча. Тогда индукция в катушке L1 будет суммироваться с самоиндукцией от катушки L2, а индукция катушки L2 - с самоиндукцией L1. Так же, как и в LC - контуре, суммарная мощность излучения может в несколько раз превосходить входную мощность. Подача энергии может осуществляться на любую из катушек индуктивности и любым способом.
Преобразуя антенну из прямоугольной формы в круглую(рис.1.а), мы получаем антенну, изображённую на рис.2.а. Справедливо считается, что круглая форма магнитной антенны эффективнее, чем прямоугольная.
Постепенно упростился конструктив рамки L1 и L2, их стали включать в виде восьмёрки, на рисунках 2.а. и 2.б. Так появилась двух-рамочная ML в виде восьмёрки. Назовём её условно ML-8.
У ML-8 в отличии от ML появилась своя особенность, - у неё может быть два резонанса, колебательный контур L1;С1 имеет свою резонансную частоту, а L2;С1 имеет свою. В задачи конструктора входит добиться единства резонансов и максимального КПД антенны, следовательно, изготовление петель L1 и L2 должны быть одинаковы. На практике инструментальная погрешность в несколько сантиметров изменяет ту, или другую индуктивность, частоты настройки резонансов расходятся, а антенна получает определённую дельту по частоте. Иногда конструктором это делается умышленно. Особенно это удобно делать у многовитковых петель. На практике ML-8 активно используют LZ1AQ ; K8NDS и др. однозначно утверждая, что такая антенна работает значительно лучше одно-рамочной, а изменение её положения в пространстве можно легко управлять пространственной селекцией, что подтверждает фото ниже по тексту антенны на 145МГц.
Предварительные расчёты показывают, что у ML-8 для диапазона 40 метров, диаметр каждой петли при максимальном КПД составит чуть меньше 3-х метров. Понятно, что такую антенну можно устанавливать только на улице. А мы мечтаем об эффективной ML-8 антенне для балкона или даже для подоконника. Конечно, можно уменьшить диаметр каждой петли до 1 метра и настроить резонанс антенны конденсатором С1 на необходимую частоту, но КПД такой антенны упадёт более чем в 5 раз. Можно пойти другим путём, сохранить расчётную индуктивность петли, используя в ней не один, а два витка, оставив резонансный конденсатор с тем же номиналом. Несомненно, что апертура антенны уменьшится, но количество витков «N» частично возместит эту потерю, согласно представленной ниже формулы:
Из приведённой формулы видно, что количество витков N является одним из множителей числителя и стоит в одном ряду, как с площадью витка-S, так и, с его добротностью-Q.
К примеру, радиолюбитель OK2ER (см. Рис.3) посчитал возможным использовать 4-х витковой ML диаметром всего 0,8м в диапазоне 160-40м.
Автор антенны сообщает, что на 160 метров антенна работает номинально и больше используется им для радионаблюдения. В диапазоне 40м. достаточно воспользоваться перемычкой, уменьшающей рабочее количество витков вдвое. Обратим внимание на используемые материалы, - медная труба петли взята от водяного отопления, клипсы, соединяющие их в общий монолит, используются для монтажа водопроводных пластиковых труб, а герметичный пластиковый ящик приобретён в магазине электрики. Согласование антенны с фидером емкостное, и наверняка по одной из представленных схем, см. Рис.4.
Кроме выше сказанного, нам нужно понимать, что отрицательно влияет на добротность-Q антенны в целом:
Из приведённой формулы, мы видим, что активное сопротивление индуктивности Rк и емкость колебательной системы Ск должны быть минимальными. Именно по этому, все ML делают из медной трубы, как можно большего диаметра, но есть случи, когда полотно петли делают из алюминия, а добротность такой антенны и её КПД падает от 1,1 до 1,4 раза.
Что касаемо емкости колебательной системы, то тут всё сложнее. При неизменном размере петли L, к примеру на резонансной частоте 14МГц, емкость С составит всего 28пФ, а КПД=79%. На частоте 7МГц, КПД=25%. Тогда как на частоте 3,5МГц при ёмкости в 610 пФ, её КПД=3%. По этому ML используют чаще всего на два диапазона, а третий (самый низкий) считается просто обзорным. Следовательно, при расчётах мы будем «плясать от печки», т.е. от выбранного радиолюбителем наивысшего диапазона с минимальной ёмкостью С1.
Диаграмма направленности ML-8 остаётся точно такой, как и у варианта ML. У обоих вариантов антенн полностью сохраняется восмёрочная диаграмма направленности и соответствующая поляризация. На фото, при помощи газоразрядной лампы наглядно показаны уровни излучения антенны с разных сторон.
Проектируем антенну на диапазон 20м .
Теперь мы вооружены начальными знаниями о проектировании ML-8 и попробуем рассчитать вручную свою антенну.
Длина волны для частоты 14,5 МГц составляет (300/14,5) - 20, 68м.
Длина окружности каждой четверть-волновой петли L1; L2 составит 5,17м. Примем -5м.
Диаметр рамки составит: 5/3.14 - 1,6м.
Вывод: Одиночная петля ML может и впишется в интерьер балкона, но ML-8 вряд ли…
Свернём каждую петлю вдвое, но её диаметр, при сохранении заданной индуктивности (4мкГн) будет несколько отличаться в меньшую сторону. Прибегнем к достаточно популярному калькулятору радиолюбителя и определим геометрические размеры двух-витковой петли с такой же индуктивностью.
В соответствии с расчётами параметры каждой петли будут следующими: При диаметре полотна (медной трубы) в 22мм, диаметр двойной петли составит 0,7м, расстояние между витками -0,21м, индуктивность петли составит 4,01мкГн. Необходимые расчётные параметры петли на другие частоты сведены в таблицу 1.
Таблица 1.
|
Частота настройки (МГц) |
Емкость конденсатора С1 (пФ) |
Полоса пропускания (кГц) |
|
Примечание: антенна ML-8 имеет не только расширенную полосу пропускания, но и повышенное усиление.
В высоту такая антенна составит всего 1,50-1,60м. Что вполне приемлемо для антенны типа - ML-8 балконного варианта и даже антенны вывешенной за пределы окна жилого многоэтажного дома. А её монтажная схема будет выглядеть как на рис. 6.а.
Питание антенны может быть с емкостной или с индуктивной связью. Варианты емкостной связи изображены на рис.4 и могут быть выбраны по желанию радиолюбителя.
Наиболее бюджетный вариант, это индуктивная связь. Не стоит повторяться в схематичном изображении петли связи, она совершенно идентична как у антенн типа- ML за исключением подсчёта её периметра.
Расчёт диаметра(d) петли связи ML-8 производится из расчётного диаметра двух петель.
Длина окружности двух петель составляет после пересчёта 4,4*2 = 8,8 метров .
Рассчитаем мнимый диаметр двух петель D = 8,8м /3,14 = 2,8 метра.
Рассчитаем диаметр петли связи-d= D/5. = 2,8/5 = 0,56 метра.
Поскольку в данной конструкции мы используем двух-витковую систему, то и петля связи должна иметь тоже две петли. Скручиваем её вдвое и получаем двух-витковую петлю связи диаметром около 28см. Подбор связи с антенной осуществляется в момент уточнения КСВ в приоритетном диапазоне частот. Петля связи может иметь гальваническую связь с точкой нулевого напряжения (рис.6.а.) и располагаться ближе к ней.
Элементы настройки и индикации антенны
1. Для настройки в резонанс магнитной антенны, лучше всего использовать вакуумные конденсаторы с большим пробивным напряжением и высокой добротностью. Более того, используя редуктор и электропривод, его настройку можно осуществлять дистанционно.
Мы проектируем бюджетную балконную антенну, к которой можно подойти в любой момент, изменить её положение в пространстве, перестроить или переключить на другую частоту. Если в точки «а» и «б»(см.Рис.6.а.) вместо дефицитного и дорогого переменного конденсатора с большими зазорами подключить ёмкость изготовленную из отрезков кабеля RG-213 с погонной ёмкостью 100пФ/м, то можно моментально изменять частоту настройки, а подстроечным конденсатором С1 уточнять резонанс настройки. Кабель-конденсатор можно скрутить в рулон и герметизировать любым из способов. Такой комплект емкостей можно иметь на каждый диапазон отдельно, а включать в схему посредством обычной электрической розеткой в паре с электрической вилкой. Примерные ёмкости С1 по диапазонам указаны в таблице1.
2. Индикацию настройки антенны в резонанс лучше производить прямо на самой антенне (так нагляднее). Для этого достаточно не далеко от катушки связи на полотне 1 (точка нулевого напряжения) намотать плотно 25-30 витков провода МГТФ, а индикатор настройки со всеми его элементами герметизировать от осадков. Простейшая схема изображена на рис.7.
Электрический излучатель , это ещё один дополнительный элемент излучения. Если магнитная антенна излучает электромагнитную волну с приоритетом магнитного поля, то электрический излучатель будет выполнять функцию дополнительного излучателя электрического поля-Е. По сути он должен заменить начальную ёмкость C1, а ток стока, который ранее бесполезно проходил между закрытыми обкладками С1, теперь работает на дополнительное излучение. Теперь доля подводимой мощности дополнительно будет излучаться электрическими излучателями, рис. 6.б. Полоса пропускания увеличится до пределов полосы радиолюбительского диапазона как в ЕН-антеннах. Емкость таких излучателей невысока (12-16пФ, не более 20-ти), а потому их эффективность на низкочастотных диапазонах будет невелика. Ознакомиться с работой ЕН-антенн можно по ссылкам:
Антенна типа ML-8 радио-наблюдателя значительно упрощает конструкцию в целом. В качестве материала петель L1;L2 можно применять более дешёвые материалы, например трубу ПВХ с алюминиевым слоем внутри для прокладки водопровода диаметром 10-12мм. Вместо высоковольтных конденсаторов можно применять обычные, с малым ТКЕ, а для плавной настройки на частоту использовать сдвоенные варикапы с управлением с места радионаблюдения.
Заключение
Все мини-антенны, какими бы они небыли, по отношению к простым натяжным и классическим антеннам требуют больших трудо-затрат и слесарных навыков. Но отсутствие возможности устанавливать наружные антенны радиолюбители вынуждены пользоваться как ЕН, так ML-антеннами. Конструктив двух-витковых Magnetic Loop удобен тем, что все элементы настройки, согласования и индикации можно разместить в одном герметичном корпусе. Саму антенну от привередливых соседей всегда можно спрятать одним из доступных способов, отличный пример на фото ниже.
Всем привет!
Вчера осталось пару часов свободного времени. Решил воплотить давнюю идею - сделать магнитную антенну (магнитная рамка). Тому способствовало появление радиоприемника Degen. Сделав магнитную антенну для радиоприемника Degen, я удивился - она не плохо работает!
Т.к. много спрашивают про эту антенну, размещаю простенький эскиз
Данные рамки
| Эскиз магнитной антенны на КВ диапазоны |
- диаметр большой рамки 112 см (трубка от кондиционера или газобалонного оборудования авто), очень удобно и недорого применить гимнастический алюминиевый обруч
- диаметр малой рамки 22см (материал - медный провод диаметром 2 мм, можно и тоньше, но уже не держит форму сам круг)
- кабель RG58 подсоединяется к малой рамке напрямую и уходит к радиоприемнику (можно применить трансформатор 1 к 1, чтобы исключить прием на кабель)
- КПЕ 12/495х2 (можно применить любой другой, просто изменится полоса рабочих частот)
- диапазон 2.5 - 18.3 МГц
- чтобы рамка начала принимать 1.8 МГц добавил параллельно конденсатор 2200 пФ
Идея не нова. Один из вариантов лежит . Это одновитковая рамка. У меня получилось нечто следующее
Прием прекрасный даже на 1-м этаже частного дома. Я поражен. Эта простая магнитная антенна (магнитная рамка) имеет селективные свойства. Настройка на НЧ острая, на ВЧ поплавнее. С обычным КПЕ 12/495х2 с одной секцией антенна работоспособна вплоть до диапазона 18 МГц. С подключением второй секции - нижняя граница 2.5 МГц.
Особенно впечатлила работа рамки на диапазоне 7 МГц. Оказывается прекрасная магнитная антенна для Degena.
напоследок видео
Что не понятно спрашивайте. de RN3KK
Добавлено 19.06.2014
Вот переехал на новый QTH 9 этаж 9-ти этажного дома. На штатный телескоп приемника Sony TR-1000 принимается значительно меньше станций нежели на магнитную рамку. +очень узкая полоса антенны делает ее прекрасным преселектором. Увы волшебства нет, когда сосед снизу включает свою плазму, прием тухнет везде... даже на 144 МГц...
Добавлено 18.08.2014
Удивлению нет предела. Разместил данную антенну на лоджии 9-го этажа. В диапазоне 40м было слышно очень много Японских станций (дальность до Японии 7500 км). В диапазоне 80м была принята всего одна японская станция в тот же день. Антенна заслуживает внимания. Я не мог даже и подумать что на эту магнитную антенну (магнитную рамку) возможен прием дальний трасс..
Добавлено 25.01.2015
Магнитная рамка работает и на передачу. Как бы не казалось странным, но отвечают. Не плохо она работает на 14 МГц, на нижних диапазонах эффективность уже не та - нужно увеличивать диаметр. Даже при мощности 10 Вт, поднесенная энергосберегающая лампа светилась почти в полную силу.
Размышления вслух
Если к проводнику приложить переменное электрическое напряжение, то электрические заряды в нем будут совершать поступательное колебательное, периодическое (туда-обратно) движение. Вокруг этого проводника в пространстве существует переменное эл.маг. поле как от любой классической антенны радиопередатчика.
А что будет, если все заряды этого проводника неким способом заставить двигаться не туда-обратно, а делать периодическое колебательное "тик-так" на месте, как маятник механических часов или по-другому танцевать твист на месте?
Будет в этом случае "что-то" переменное электромагнитное в пространсте от этого проводника с "тик-такающими" зарядами-электронами? Да, будет, но по свойствам совсем не такое как от "туда-обратно".
Если у электрофизиков нет никакой разницы в сознании между этими динамиками, то ЕН-антенна и вообще Нz радиосвязь так и останется чем-то нелепым, глупым, абсурдным и не приемлемым.
Предлагаю новую идею построения антенн.
Технические характеристики антенн:
- полоса пропускания сотни Гц - тысячи ГГц (зависит от соотношения индукивностей соосных катушек);
- максимальный уровень принимаемой мощности, не менее 10 кВт;
- дальность установления радиосвязи не менее 1 млн км.
ВНИМАНИЕ . Соединять медный цилиндр (сплошной экран) с «массой-корпусом-землей» НЕЛЬЗЯ! Если очень хочется это сделать, то контакт должен быть ВНУТРИ цилиндра-экрана, около оси, перпендикулярной «плоскости Кулона» и вывод через отверстие по оси для выводов противофазных катушек. Ни в коем случае НЕ ДОПУСКАТЬ гальванических контактов с «массой-корпусом-землей» ВНЕШНЕЙ поверхности цилиндра-экрана. Желательно цилиндру-экрану делать изоляционное лаковое покрытие, во избежание таких внешних контактов.
ВНИМАНИЕ . Общая индуктивность равна L = L 1 + L 2 - 2 M (взаимная индуктивность). Если L 1 и L 2 плотно сдвинуты, то 2 M = L 1 + L 2. Результирующая индуктивность устремится к 0. Резонанс устремится в сантиметровый диапазон - индуктивности контактных соединений. При этом «плоскость Кулона» будет ярко выражена.
Если L 1 и L 2 далеко раздвинуты, то 2 M = 0 и общая индуктивность L = L 1 + L 2. Это может быть и СДВ диапазон. В этом случае «плоскость Кулона» размажется по пространству. Проще исчезнет или превратится в 0. Вот в чем большая трудность расчета индуктивностей ЕН-антенн.
Именно «плоскость Кулона» своими противофазными магнитными линиями от катушек и заставляет ТАНЦЕВАТЬ ТВИСТ электроны-заряды медного цилиндра, в результате чего электроны-заряды и «выстреливают» в пространство загадочным вектором Н z , на который типовые измерительные приборы не очень хотят реагировать. Приборы «не понимают» что надо делать, когда их датчики буравятся как шилом непонятным и неизвестным вектором Н z .
Между коллектором и эмиттером транзистора включен ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ резонансный контур («нагрузка»). Какой импеданс R + jX «видит» транзистор (лампа) в лице последовательного резонансного контура. Без долгих размышлений любой скажет R + jX = 0 на резонансе. Почему желательно выбирать последовательный резонансный колебательный контур? Общее напряжение на последовательном LC не выше напряжения источника питания. А вот по отдельности на L и C напряжения очень высокие на резонансе и зависят от добротности этих элементов. Другое включение не желательно. Хорошо известно чем может закончится для РАБОТАЮЩЕГО передатчика отключение обычной антенны - авария. Оригинальный сюрприз. Для работы вектором Н z передатчик загоняем вроде как в аварийный режим (уход в чистую реактивную мощность-энергию). Радиолюбители, настраивавшие ЕН-антенны, уже приходили в растерянность, что активная мощность передатчика исчезает как в «черной дыре».
Фундаментальная проблема
Постараюсь еще раз уточнить разницу между движущимся и изменяющемся эл.маг. полем. Возьмем опыт "тик-так" постоянного магнита. Колцевой постоянный магнит за стеной и он крутится на оси. Мы находимся с этой стороны стены и не видим крутится магнит на оси или остановлен, а это и есть информация. Полагаем, что с этой стороны стены в точке контроля, где хотим определять вращается или нет за стеной постоянный магнит величина магнитного поля застенного магнита составляет 0,001 Тесла. Крутится он или нет эта величина ПОСТОЯННА. Изменение магнитного потока dФ/dt=0 в данной точке. Колебательный контур или антенна, помещенные в этом месте на своих выходных клеммах всегда будут показывать 0.
Ничего не происходит крутится или нет магнит за стеной. Эти опыты прекрасно с контуром и проводниками описаны Э.Парселом в Берклеевском курсе физики.
Так как же быть? Как зацепить информацию - крутится магнит или нет, если входной контур и антенна не реагируют, поскольку нет изменения (движется, но не изменяется) величины маг. поля, которое и наводит в них э.д.с.? Фундаментальная проблема.
А решение есть и очень простое. Обыкновенная медная пластинка мгновенно чувствует движется или нет это постоянное магнитное поле. Если в ней происходит разделение эл. зарядов, то маг. поле движется, а если нет, то остановлено. Если происходит разделение зарядов, то в пластине и вихревые "токи Фуко" возникают. Значит поле двигается и обратное - если "токи Фуко" исчезли - поле остановлено. До плебейства примитивно, но вот здесь то мозги разбиваются на части и все извилины заплетаются.
КАК И КУДА ПОДКЛЮЧИТЬСЯ К "ТОКАМ ФУКО" в медной пластине, чтобы два проводка от пластины воткнуть в антенный вход простого приемника или усилителя. Вот тут профессиональные радиоэлектронщики начинают растерянно моргать глазами и искренне не понимать В ЧЕМ ДЕЛО? Вот почему обычная радиосвязь и эта в самом прямом смысле не видят друг-друга. Озадачьте своих знакомых радиоэлектронщиков таким вопросом, а можно и "СЗ" 160 человек. Решение, при всей кажущейся примитивности, представляет "фунт лиха".
Рис.1 . Линия мгновенной связи. Из статьи "Никола Тесла и мгновенная электрическая связь" в газете "Перекресток Кентавра" (http://www.enio.aaanet.ru/)
Пример для радиолюбителя
У вас найдется катушка со многими витками без сердечника - подойдет катушка от эл.маг. пускателя ПМЕ211 на 220 вольт. Подсоедините к ней тестер на милливольты. Какой-нибудь постоянный магнит, хоть от разбитого динамика у вас найдется. Поводите этим магнитом около катушки. Способы движения магнита меняйте (кручение, переворот и пр.). Тестер будет что-то показывать.
Можете все это опустить в корыто с водой (катушку в непромокаемый мешочек спрятать) и под водой магнит подвигать. Тестер опять будет что-то показывать. Что там по оси, а чего нет на это надо сейчас наплевать. Это уже из теории формирования диаграммы направленности действия. Зачем заранее "метать бисер", если для многих и это, что показывает возможность информационного взаимодействия под водой непонимаемая и неизвестная диковинка.
Не все так просто
В приведенной выше схеме упор делается на то, что есть постоянное маг. поле и некоторыми манипуляциями с ним можно передать информацию. Это вариант страдает весьма существенным недостатком: прецессирование постоянного (спинового) маг. поля вызывает много поступательной динамики. Деформация маг. поля носит в основном локальный характер и чем дальше от источника деформации, тем маг. поле сильнее остается недеформированным .
Для реализации мгновенной свзяи следует вторгаться в источник магнитного поля, в электрический заряд (электрон). Заставить электрон делать спиновое маг поле в нужном направлении и с нужными параметрами.
Действующая модель
В действующей модели у меня используется самый ширпотребовский карманный AM/FM приемник "TOLY".
Входная катушечка (2 витка), подключенная к клемме "антенна" с подстроечным конденсатором 4-15 пф намотана на ферритовом кольце 20 мм по периметру. Передатчик ЧМ -автогенератор с буферным каскадом для стабильности и прочих развязок на транзисторах КТ315. Модулируется мультивибратором "пищалкой" 1кгц тоже на КТ315. Магнит от динамика 5 вт. Катушка 2 витка внутри отверстия магнита с конденсаторо 4-15 пф. Сечение провода в катушках 1мм. При работе магнитное поле магнита от динамика "балансирует" как циркач на проволоке влево-вправо с частотой 100 мгц. Условная проволока проходит по диаметру постоянного магнита. Для КТ315 постоянный магнитик надо брать очень маленький.
Принципиальная схема внутренностей. Противофазные катушки намотаны на каркасе (пластиковая труба) диаметром 50 мм и высотой 20мм. Вся элементная база внутри этой трубы. Противофазные катушки (верхняя и нижняя) содержат по 3-4 витка проводом сечения 0,8-1,2мм. Малейшее изменение расстояния между катушками очень сильно изменяет общую индуктивность. Чтобы плоскость Кулона ярко выразить (это хорошо) надо катушки сближать, но тогда результирующая индуктивность полезет к нулю, соответственно и резонанс в СВЧ. Раздвинем катушки - индуктивность резко увеличится, но тогда плоскость Кулона «размажется» (это плохо). Хлопот настройка доставит много. «АНТЕННОЙ» является экран. На нем в плоскости Кулона эл. заряды делают «тик-так» или твист на месте. От такого танцевания твиста электронами в экране в пространство излучается СПИНОВОЕ эл.маг. поле. Его плохо принимают обычные антенны. Приемная «антенна» должна быть тоже противофазной резонансной катушкой в экране.
У меня в схеме реально сложилось будто мопедом толкают грузовик. И то хорошо, что магнит не от Серпуховского ускорителя элементарных частиц в паре с КТ315. В данном случае я наплевал на все оптимальные соотношения. Мне надо было проверить возможность радиосвязи в воздухе и под водой. Эта конструкция заработала.
Без постоянного магнита даже с маленькой штырем-антенной радиосвязь из под воды не прошла, что и без того было ясно и известно. Вот сейчас сразу две разные радиоэлектронные конторы делают опытные образцы передатчиков на оптимальных пропорциях-соотношениях. Я им активно подсказываю. При одной конторе (НПО "Балтиец") состоит мой бывший коллега по ВНИИРА Володя Питулин с которым мы и наши другие разрабатывали навигационный бортовой радиопередатчик (6Ггц, 5см) для беспилотной посадки "Бурана". Профессионал он в области радиосвязи очень высокого класса, но некоторых моментов магнитной связи не понимает, хоть бьюсь сним уже 8 месяцев.Не укладывается в голове, что постоянное магнитное поле имеет бесконечные размеры и трястись начинает сразу всей своей бесконечной размерностью.Увиденное в действии через воду его сильно встряхнуло - запросто заглянул в завтрашний день.
Вариант исполнения с ламповым выходным каскадом (предложено Алексеем access (at) nextmail.ru )
Красным цветом выделен ни к чему не подсоединенный медный цилиндр, внутри которого находится мост Н.Киселя с катушками, расположенными на оправках. Синим цветом обозначена обкладка конденсатора распределенной емкости. (Распределенная емкость - между синей обкладкой,красным цилиндром и катушками, намотанными на цилиндрических каркасах в несколько витков вблизи от стенок цидиндра). При такой запитке постоянный ток не должен присутствовать на мосте, он отсечется анодными дросселями.
Вариант 2
Научная база
Научная публикация "Структура эл.маг. поля-волны динамического электрона (массы-заряда)". Там 11 страниц голой математики (крутеж уравнений Максвелла).
Скачать в формате PDF (230 кб)
Такой структурный векторный еж выплыл. Один магнитный вектор уже в математической записи проигнорировал скорость света, а отсюда и его "странные" свойства. На его свойствах и построена действующая для проверки модель радиосвязи. Вторая контора на базе ЛЭТИ. Ох, как здесь "когти рвут" в этом направлении. Кстати, у меня сокровенное желание отключить табельные антенны от какого-нибудь радионавигационного комплекса (дальномера) и подключить постоянные магнитные. Какую дальность он намеряет? Вот чепуха должна посыпать!
Заключение
Нz радиосвязь новое неизвестное направление. Исследовательских, экспериментальных работ на этом пути хватит на всех желающих и еще останется. К примеру, Н z радиосвязь может работать под землей, под водой. ЕН-антенны не надо ставить на железную опору. От этого полоса пропускания будет очень узкой. Желательно применять пластик или алюминий. В этом случае полоса пропускания превосходит типовой штырь. Все вышеизложенные «внимания» лишь маленькая часть, как говорят «на вскидку», для начального понимания, что с классической теорией антенн в данном случае НЕЧЕГО делать и не надо уподобляться Митрофанушке, чтобы ее «приладить» к Н z радиосвязи.
Литература
- Официальный сайт конгресса www.physical-congress.spb.ru
- http://new-idea.kulichki.net/articles.htm в разделе "Философия".
Советую попробовать, не пожалеете! Удачи и 73 !!!
За долгую радиолюбительскую жизнь бывал не на одном общественном радиомероприятии. И на хамфестах, и просто на шашлыках радиолюбителей. Как правило хорошим фоном к разговору является бубунящий тихонько в SSB или телеграфе приёмник. Если, конечно, вообще шашлык не занял рот, руки и мозги:-) Свободны только уши:-) На одном и увидел вот это. По моей просьбе автор описал конструкцию.
Валентин Побережник, UR5RGG
"Антенна применяется с приёмником TECSUN PL-600. Питание берётся с приёмника (в антенном гнезде есть свободный контакт). Обе схемы равнозначны по усилению, вторая позволяет его регулировку. Как гласит теория, на HЧ диапазонах рамки с большим количеством витков или размером эффективнее. Транзисторы использовались из наличного. Практически любой аналог будет работать так же хорошо. Ничего нового в этих схемах нет. Пробовал и симметричные схемы на 2-х транзисторах. Заметного выигрыша не заметил 1 , зато появились трудности с узлом вращения рамки антенны (или тогда вращать с корпусом усилителя и кабелем 2). Для вращения рамки относительно корпуса применены разъёмы, тройники и делители СР-50. В зависимости от желания исполнителя можно сделать два варианта."
P.S. UY2RA
1. Выигрыш от применения балансного (дифференциального) входа оценить могут жители городских кварталов. И дело не в усилении, вот почему - "No QRM magnetic loop " На природе помех почти нет, поэтому и незаметно:-).
2. Проблемы с узлом передачи от подвижной рамки к неподвижному корпусу действительно есть. Но есть и решение. Причем если есть денежки, то можно от этого еще и выиграть - nLogis RF-PRO-1B Active 
Таким образом при желании можно получить не только антенну для походов и шашлыков, а вполне исправно работающую и "на больших трансиверах" вторую или специальную антенну. Упомянутый вариант с выносом вверх и вращением можно использовать инфракрасное управление или прямиком "заавтоматить" настройку выходного каскада через микроконтроллер Ардуино, слава богу стоит он копейки. Надо только иметь выход КСВ метра в трансивере.
А если больше доверяете механике - вот еще одно решение - верёвочное:-) Кстати, у нас в области есть радиолюбители, работающие на предприятиях, которые могли бы что-нибудь из этого выпускать. Беру на себя роль интернет-магазина:-)
- Назад
- Вперёд
You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования
Вопрос к читающей публике
Сегодня по причине первого дня когда голова уже чего-то соображает, а режим еще постельный (больничный), впервые за три дня включил трансивер и ноутбук. Конечно, прежде всего старые привязанности: КВ и спутники. Мало что изменилось за три дня, но больная мысль сверлит мозг: так много интересного в космосе и так мало с кем можно обсудить какое-либо событие там или какую-то технику. Причина, скорее всего, в том что наш народ помимо инертности имеет еще и проблемы с материальным благополучием. Не у всех есть хорошая техника для УКВ. Я - не исключение. В основном это антенна 3 и 5 элементов на 145/430 и Baonehg UV5R:-(
Тоже немало, но SSB и CW нет, да и перестройка с шагом 5 кгц не даёт возможности компенсировать эффект Допплера даже на FM транспондерах, не говоря уже про SSB. А упоминание про декодирование FSK или BPSK вообще может приравниваться к нецензурной брани:-) А ведь практически все спутники передают телеметрию.
Но, будучи пользователем радио вообще и (когда-то) инженером радиосвязи, помню, что практически все DIGI RADIOS программируются с помощью компьютерных программ того или иного назначения. Для большинства радиолюбителей (не в обиду городским жителям:-) параметры по избирательности Баофенг радио - пофенгу:-) потому что ближайший источник помехи в этих диапазонах за сто вёрст. Чутья у них немеряно и если бы они имели более детальное управление частотой и модой - цены бы этим радио не было. Но имеем то что имеем. И вакуум в информации по попыткам радиолюбителей через кабели программирования управлять этими радиостанциями в режиме реального времени.Может кто-нибудь встречал что-то подобное в интернете или знает кто бы мог подумать об этом?
QRP работа
Сейчас на десятке зову Тимор -4W/PE7T. Но зову QRP - 10 ватт. Хотел проверить тезу про то что на 28 мгц достаточно 10 ватт для того, чтобы дотянуться до любой точки Земли. Фиг вам! Я его уже сработал на 14 и 21 мгц, так что в том, что оператор не новичок не сомневаюсь. Однако 15 минут вызовов на 10 ватт результата не принесли. Более того, довернул ручечку PWR до полных 100 ватт - тоже не получилось! Пока не включил усилитель связи не было.Очень напоминает сбор огурцов в Белорусии с применением техники: наполовину комбайн, наполовину ручной труд. Так что вся теория на КВ - правда наполовину.
Любимая игрушка в новом наряде
Уже не один раз поминал незлым тихим словом китайское экономическое чудо и его детище 10$ toy Баофенг UV5R. И вот новость достойная пера - новый корпус UV5X. Ну и почти новые потроха:Новинка 2015 року! Рація являє собою модель UV-5R з технічними вдосконаленнями, а саме головне в новому водостійкому та ударостійкому корпусі який витримує великі навантаження та пряме потрапляння вологи та багнюки. Дисплей виготовлений за новими технологіями дає можливість зчитування інформації в усіх умовах навколишнього середовища. Вдосконалена антена і ще багато доробок принесуть вам задоволення від використання новинки від Баофенг. Насладимся тем, что цены на UV5R на нашем рынке должны упасть и почти каждый сможет иметь такое UV5R чудо в кармане. Лично меня порадовало водозащитное исполнение - у меня это основное средство связи на рыбалке: как правило валяется на дне лодки:-(
UHF-VHF без приборов
Это полезный совет:-) Часто в интернете встречаются материалы по конструкциям VHF/UHF антенн которые легко и просто изготавливаются из подручных материалов. Например антенны для диапазонов 145 или 435 мгц. При этом авторы (и я в том числе:-() пишут что подойдёт любой изоляционный материал. И это верно до тех пор, пока вам не попадётся пористый, с влагой, или даже материал с низким омическим сопротивлением. Понятно, что антенна с таким материалом в качестве диэлектрика или несущей конструкции если и будет работать, то плохо.
Как правило в доме радиолюбителя нет устроства для проведения радиоуглеродного анализа, зато на 99,99% можно утверждать что на кухне стоит печка для подогрева будербродов. Метод прост:Djerba Isl. IOTA AF083
Tony Cioccari (по совместительству карабинер и член радиолюбительского союза этих ребят) начал работу с редкого IOTA острова Джерба (Тунис), как видно из заголовка IOTA AF083. Прекрасная работа телеграфом, плюс слышит хорошо, уже отработан на 12 и 14 мгц. Но не тяниете, только одна неделя. Ну а кому неинтересна IOTA, пожалуйста, работайте на диплом карабинеров:-) Главное получайте удовольствие от эфира.Спорадики. Уточнение от UT9UR
Этот вид прохождения характерен дальним распостранением, т.е. станции ближе ближе 1000 км НЕ услышишь. Отражающий слой на высоте 100км, но уровни сумасшедшие. Каждый год работаю в спорадиках и наблюдад в десятки раз более. Практически на 5-10 ватт и простые антенны на 1500км и до 2500км много QSO в 80-х.
Вот смотри как тебе действовать: занимаешься всем тем, о чем обычно живоописуешь, но интервалом в 2-3 часа контролируешь 65-73МГц и свободные участки 88-108 МГц, там услышишь сигналы с уровнем который ЗАПРОСТО забивает Киевские ФМ-станции. Тут надо быть на стороже и контроллировать 144.300. Тенденция неизменна: с Востока,через Юг на Запад. Это не значить, что если нет станций из Казахстана, точно нет с Урала. Это тенденция. Бывает, что спорадик с Ю-Запада и с Востока, но это разные облака. Июнь-самое время для спорадиков. НЕ предсказуемо. Можно наблюдать на сайтах, но это не для Восточных станций, оттуда спотов нет. Еще одно правило - чем южнее широта, тем спорадики чаще и дольше, увы. Так что не зевай.Хорошо слушать авиа частоты, ибо бывают спорадики на 105МГц по 10 дней в месяц, а на 144-нет вообще.Трансиверы: тенденции.
Трансиверы становятся всё меньше и меньше.... Скоро будем шкалу рассматривать как блоху от Левши: в микроскоп:-)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
