Измеритель полных проводимостей радиовещательных антенн диапазонов дв и св
Простые самодельные приёмные антенны диапазонов ДВ, СВ, КВ волн
– Берлин?! Брал!
| Старое радио. |
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.
| Шкала приёмника. |
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.
| Рис. 1. Журнал “Радиолюбитель” 1927 № 02. |
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).
| Статья написана в журнале “Радиофронт” 1938 г. В стаье даётся полное описание конструкции такой антенны. |
| 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.
| Рис. 4. г) 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 обычно стихает ветер, и идёт столбом дым. В тоже время к вечеру происходит преломление волн от ионизационного 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 |
| Журнал “Радиолюбитель” 1928 № 03-04. |
| Антенна – рулетка. |
Я использовал обычную строительную рулетку с длиной стального полотна 5 метров.
Такая рулетка очень удобна в качестве антенны КВ диапазона, так как имеет металлическую клипсу, электрически связанную через вал с полотном ленты. Карманные приёмники с диапазоном КВ имеют чисто символическую штыревую антенну, в противном случае они бы не поместились в карман.
Стоило мне только закрепить рулетку на штыревой антенне приёмника, как коротковолновые диапазоны в районе 13 метров стали захлёбываться от большого количества принимаемых радиостанций. Так называется статья в Журнале “Радиолюбитель” за 1924 год № 03.
Теперь эти антенны вошли в историю, но при необходимости сетевыми проводами ещё можно воспользоваться в какой-нибудь затерянной деревушке, предварительно отключив все современные бытовые приборы.
| Рис. 7. Конденсатор С 1 имеет номинал 200 пФ 400 В. Один из проводов осветительной сети и есть антенна (рис. 1). На рисунке 1 и 4 изображены конструкция и схема детекторного приёмника. На рисунке 2 – антенный провод наматывался на баллон осветительной лампы, обеспечивая, таким образом, емкостную связь с сетевыми проводами. на рисунке 3 антенный провод проложен вокруг сетевой проводки. |
| Журнал “Радио всем” 1925 г. № 05. Антенна подключена к сетевой розетке с помощью двух конденсаторов номиналом 200 пФ. 1 – розетка; 2, 3 – конденсаторы; 4 – антенный провод. |
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.
| Рис 8. Детекторный приёмник из сетевой переноски и тазика для варенья. |
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.
Детекторный приёмник из сетевой переноски и тазика для варенья. Антенна может быть выполнена в виде рамки, и является входным перестраиваемым колебательным контуром, который обладает направленными свойствами, что значительно ослабляет помехи радиоприёму.
| Рис. 9. Журнал “Радиолюбитель” 1925 № 03. Статья называется “Как устроить приём на рамку”. Рамка имеет диагональ 1,5 метра. Настройка осуществляется конденсатором переменной емкости и переключением отвода к виткам рамки. |
| Приёмная складная рамка в виде зонтика. Журнал “Радиолюбитель” 1929 г. 06. |
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.
| Телевизионная и радио 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».
| Рис. 10. Чердачные антенны. Журнал “Радио всем” 1927 № 04. |
Я использовал провод как одножильный, так и многожильный от электропроводки, не снимая с него изоляцию.
Потолочная антенна.
| Рис. 11. Комнатная потолочная антенна. Журнал “радио всем” 1929 № 11. |
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.
| Рис. 12. Журнал “Радио всем” 1926 12. |
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. |
| Рис. 14. Антенна – змей.Журнал “Радио всем” 1925 № 06. |
Источник: http://dedclub.blogspot.com/2017/05/blog-post.html
мир электроники – Радиоприемные антенны диапазона СВ- ДВ
категория
Практическая электроника
материалы в категории
Радио 1998 год, номер 2
В. ПОЛЯКОВ, г. Москва
Простейшие детекторные или транзисторные приемники имеют небольшое усиление и требуют для нормальной работы значительного уровня сигнала на входе, который создается антенной.
Работают такие приемники в диапазонах длинных и средних волн (ДВ и СВ), где для отстройки от сигналов соседних по частоте, мешающих радиостанций достаточно даже одного колебательного контура.
О приемных антеннах для этих диапазонов и пойдет речь.
Современные радиостанции имеют, к счастью, значительную мощность и создают большую напряженность поля, поэтому принимать их можно даже на детекторный приемник с антенной умеренных размеров. Провод антенны должен располагаться вдоль силовых линий электрического поля принимаемой волны, т.е.
по направлению вектора ее электрического поля Е (рис. 1 ,а). На ДВ и СВ радиостанции излучают волны с вертикальной поляризацией, у которых вектор электрического поля Е вертикален, а вектор магнитного поля Н – горизонтален. Соответственно магнитную антенну надо располагать горизонтально (рис.
1 ,б), а электрическую – вертикально (рис. 1 ,в).
Магнитная антенна представляет собой ферритовый стержень прямоугольного или круглого сечения с намотанной на него катушкой, которая одновременно является и катушкой входного, а может быть, и единственного в приемнике колебательного контура.
Ферритовый стержень, обладая большой магнитной проницаемостью, концентрирует магнитное поле принимаемой волны в катушке. Располагается антенна обычно внутри корпуса приемника, и поэтому очень удобна. Она обладает направленностью и должна располагаться примерно перпендикулярно направлению на радиостанцию.
Если же направление неизвестно, его можно определить, поворачивая корпус приемника, причем минимум приема, когда ось стержня магнитной антенны смотрит на радиостанцию, выражен острее. С какой же именно стороны находится станция (по найденному направлению) определить с помощью магнитной антенны невозможно.
К сожалению, напряжение сигнала, развиваемое магнитной антенной, совершенно недостаточно для работы детекторного приемника – требуется один или два транзисторных каскада усиления радиочастоты перед детектором.
Если вы начинаете осваивать радиотехнику с постройки простейшего детекторного приемника, придется воспользоваться электрической проволочной антенной, развивающей значительно большее напряжение. Приемники с магнитными антеннами освоите позднее.
Классическая электрическая антенна -это диполь, представляющий собой прямолинейный отрезок провода, разомкнутый в середине, с подключенной в этом месте двухпроводной линией, соединяющей диполь с приемником (рис. 1 ,в).
Диполь располагается вертикально, он имеет собственную резонансную частоту, на которой его длина равна половине длины волны. Но на СВ и тем более ДВ длина волны составляет от 200 до 2000 м. и приемных диполей длиной более 100 м, тем более расположенных вертикально, разумеется, никто не делает.
Применяют укороченные диполи, развиваемое напряжение сигнала которых снижается пропорционально уменьшению длины. Правда, есть способ укоротить длину диполя вдвое без ухудшения его работы – использовать заземление (рис. 1,г). Земля будет служить прекрасным противовесом верхней половине диполя и заменит его нижнюю половину.
Так делают даже на передающих радиоцентрах, где высота полноразмерной антенны-мачты должна теперь составлять четверть длины волны.
Дальнейшие возможности уменьшения длины диполя (а значит, его высоты -ведь диполь-то вертикальный) состоят в использовании емкостной нагрузки на его верхнем конце. Ток. текущий по проводу снижения, должен перезаряжать эту емкость с частотой принимаемых колебаний. Следовательно, чем больше емкость, тем больше и ток, текущий по проводу снижения и поступающий в приемник.
Верхнюю емкостную нагрузку выполняют по-разному. В простейшем случае используется горизонтальный провод, подвешенный на изоляторах между двумя мачтами или другими подходящими объектами (домами, деревьями).
Если он является продолжением вертикального провода снижения, получается Г-образная антенна (рис.2,а).
Она имеет слабо выраженную направленность: немного лучше принимаются станции со стороны снижения, поэтому дальний, свободный конец провода лучше протягивать в сторону от радиостанции.
Если провод снижения подключен где-то ближе к середине горизонтальной части, получается Т-образная антенна (рис. 2,6). Она одинаково принимает радиосигналы со всех направлений. Длина горизонтальной части может составлять 10…25 м, делать ее слишком длинной нецелесообразно, поскольку непосредственно в приеме радиоволн она не участвует, а лишь повышает эффективность вертикальной части.
Для Г- и Т-образных антенн нужны две опоры – в этом их недостаток, Если позволяют местные условия, можно протянуть антенну типа “наклонный луч” от окна, куда входит снижение, до ближайшего высокого объекта (конька крыши, дерева). Свободный конец провода надо изолировать одним-двумя фарфоровыми изоляторами (подойдут старые ролики от электропроводки).
При закреплении антенны на деревьях постарайтесь не ломать ветки и не обкручивать стволы проволокой – деревья от этого страдают и гибнут, у них ведь нет средств защититься от варваров! Лучше всего повесьте на подходящую развилку ветвей очень свободную и ни в коем случае не затягивающуюся петлю из пеньковой или хлопчатобумажной веревки, а уже к ней привязывайте провод, идущий к первому изолятору антенны, или сам этот изолятор.
Учтите, что деревья качаются от ветра, поэтому провод надо подвешивать с большим “провисом”, чтобы он не оборвался. Диаметр провода антенны не имеет значения и выбирается только из соображений механической прочности.
Вполне подойдет медный обмоточный провод в эмалевой изоляции, смотанный со старых (выброшенных) трансформаторов. Даже при диаметре 0,5 мм его прочность на разрыв достигает 4 кг, возрастая пропорционально квадрату диаметра.
Этого вполне достаточно, к тому же антенна получается очень легкой и, к слову сказать, почти невидимой с земли.
Две другие антенны (рис. 2,в,г), монтируют на одной мачте – вертикальном деревянном шесте, при необходимости укрепляемом оттяжками. Небольшой и легкий шест можно закрепить на коньке крыши, более длинный и тяжелый лучше устанавливать на земле.
Оттяжки сделайте из синтетического шнура или капроновой лески диаметром 0,8…1 мм -она прочна, упруга, стоит недорого. Кстати, если, прогуливаясь по берегу речки, найдете запутанный и выброшенный рыбаками моток лески, не поленитесь поднять его и распутать.
Пригодится.
В антенне, изображенной на рис. 2,в, верхняя емкостная нагрузка образована проволочным “колесом” произвольной формы и конфигурации, соединенным с проводом снижения и изолированным от мачты фарфоровым изолятором.
Изолятор нужен на случай дождливой и сырой погоды, когда влажное дерево мачты становится хоть и плохим, но проводником, и может ухудшить работу антенны, Аналогично выполнена широко известная “метелочная” антенна, в которой вместо “колеса” используют пучок проволок, соединенных со снижением и расходящихся веером от изолятора. Делать ее не рекомендуем, потому что пучок получается тяжелым, а работает антенна неэффективно, поскольку проволоки расположены слишком близко друг к другу. Лучше взять всего 6 или 8 проволок длиной около 0.5 м и развести их в стороны наподобие спиц. Этого уже достаточно, но можно еще соединить концы спиц тонким медным проводником.
Роль емкостной нагрузки в так называемой “зонтичной” антенне (рис. 2,г) выполняют верхние части растяжек длиной по 2…3 м. выполненные из проводов, соединенных в центральной точке со снижением.
Концы проводов изолированы от растяжек изоляторами. Если же растяжки сделаны из лески, являющейся хорошим диэлектрикам, можно обойтись и без изоляторов, связав леску с проводом.
Обычно ставят три или четыре растяжки.
Источник: http://radio-uchebnik.ru/txt/9-prakticheskaya-elektronika/287-radiopriemnye-antenny-diapazona-sv-dv
Приемные антенны КВ диапазона – Радионаблюдатель (SWL)
Диапазон частот 1-30 МГц традиционно называется коротковолновым. На коротких волнах можно принимать радиостанции, расположенные за тысячи километров.
Какую антенну выбрать для коротковолнового приёма
Независимо от того, какую антенну вы выберите, лучше всего, чтобы она была внешней (на улице), наиболее высоко расположена и находилась подальше от линий электропередач и металлической крыши (для снижения помех).
Почему внешняя антенна лучше комнатной? В современной квартире и многоквартирном доме находится множество источников электромагнитного поля, которые являются настолько сильным источником помех, что зачастую приемник принимает одни помехи. Естественно, что внешняя антенна (даже на балконе) будет меньше подвержена действию этих помех. Кроме этого, железобетонные здания экранируют радиоволны, а следовательно внутри помещения полезный сигнал будет слабее.
Всегда используйте коаксиальный кабель для связи антенны с приемником, это также снизит уровень помех.
Тип приемной антенны
На самом деле, на КВ диапазоне тип приемной антенны не столь критичен.
Обычно бывает достаточно провода длинной 10-30 метров, а коаксиальный кабель можно подключить в любом удобном месте антенны, хотя для обеспечения большей широкополосности (многодиапазонности), кабель лучше подключать ближе к середине провода (получится Т-антенна с экранированным снижением). В таком случае оплетка коаксиального кабеля к антенне не подключается.
Хотя более длинные антенны могут принять больше сигналов, они также будут принимать больше помех, что, в конечном счете, уравнивает их с короткими антеннами.
Кроме этого, длинные антенны перегружают (появляются «фантомные» сигналы по всему диапазону, так называемая интермодуляция) бытовые и портативные радиоприемники сильными сигналами радиостанций, из-за того, что у них небольшой динамический диапазон, по сравнению с любительскими или профессиональными радиоприемниками. В этом случае в радиоприемнике надо включить аттенюатор (переключатель в положение LOCAL).
Если вы используете длинный провод и подключаетесь к концу антенны, то лучше будет использовать для подключения коаксиального кабеля согласующий трансформатор (балун) 9:1, т.к. антенна «длинный провод» имеет высокое активное сопротивление (порядка 500 Ом) и такое согласование снижает потери на отраженный сигнал.
Трансформатор для антенны длинный провод 9:1
Согласующий трансформатор WR LWA-0130, соотношение 9:1
Активная антенна
Если у вас нет возможность повесить внешнюю антенну, то можно использовать активную антенну.
Активная антенна — это, как правило, устройство, сочетающее в себе рамочную антенну (или ферритовую или телескопическую), широкополосный малошумящий высокочастотный усилитель и преселектор (хорошая активная КВ антенна стоит свыше 5000 рублей, правда для бытовых радиоприемников нет смысла приобретать дорогую, вполне подойдет что-то вроде Degen DE31MS). Для снижения помех от сети лучше выбрать активную антенну, работающую от батареек.
Смысл активной антенны в том, чтобы как можно сильнее подавить помеху и усилить полезный сигнал на уровне РЧ (радиочастоты), не прибегая к преобразованиям.
Кроме активной антенны можно использовать любую комнатную, которую сможете сделать (проволочную, рамочную или ферритовую). В железобетонных домах комнатную антенну надо располагать подальше от электропроводки, ближе к окну (лучше на балконе).
Магнитная антенна
Магнитные антенны (рамочная или ферритовая), в той или иной мере, при благоприятном стечении обстоятельств, позволяют снизить уровень «городского шума» (вернее будет сказать, повысить соотношение «сигнал-шум») за счет своих направленных свойств. Более того, магнитная антенна не принимает электрическую составляющую электромагнитного поля, что также снижает уровень помех.
Магнитная рамочная антенна
К слову сказать, ЭКСПЕРИМЕНТ — это основа радиолюбительства. Внешние условия играют в распространении радиоволн существенную роль. Что хорошо работает у одного радиолюбителя, может совсем не работать у другого. Самый наглядный эксперимент распространения радиоволн можно провести с телевизионной дециметровой антенной.
Вращая её вокруг вертикальной оси можно заметить, что наиболее качественное изображение не всегда соответствует направлению на телецентр.
Это связано с тем, что радиоволны при распространении отражаются и «смешиваются с другими» (происходит интерференция) и наиболее «качественный» сигнал приходит с отраженной волной, а не с прямой.
Заземление
Не стоит забывать о заземлении (через трубу отопления). Не стоит заземлять радиоприемник на защитный провод (PE) в розетке. Особенно «любят» заземление старые ламповые радиоприемники.
Изошутка
Борьба с помехами радиоприему
В добавок ко всему, для борьбы с помехами и перегрузками можно использовать преселектор (антенный тюнер). Использование этого устройства позволяет до определенной степени подавить внеполосные помехи и сильные сигналы.
К сожалению, в городе все эти ухищрения могут не дать желаемого результата. При включении радиоприемника слышен только шум (как правило, шум сильнее на низкочастотных диапазонах). Порой начинающие радионаблюдатели даже подозревают свои радиоприемники в неисправности или недостойных характеристиках. Проверить приемник просто.
Отключите антенну (сложите телескопическую антенну или переключите на внешнюю, но ее не присоединяйте) и отсчитайте показания S-метра. После этого выдвиньте телескопическую антенну или подключите внешнюю. Если показания S-метра значительно увеличились, значит с радиоприемником все в порядке, а вам не повезло с местом приема.
Если уровень помех близок к 9 баллам или выше, то нормальный прием будет невозможен.
Увы, город полон «широкополосных» помех, т.е. источники генерируют электромагнитные волны широкого спектра. Типичные представители: импульсные блоки питания, коллекторные электродвигатели, автомобили, сети кабельного телевидения и Интернет, маршрутизаторы Wi-Fi, ADSL модемы, промышленные предприятия и многое другое.
Самый простой способ «поиска» источника помех — обследовать помещение с помощью карманного радиоприемника (не важно какого диапазона, ДВ-СВ или КВ, только не FM диапазона).
Обойдя комнату можно легко заметить, что в некоторых местах приемник шумит сильнее — это и есть «место локализации» источника помех.
«Шуметь» будет практически все, что подключено к сети (компьютеры, энергосберегающие лампы, сетевые провода, зарядные устройства и пр.), а также сама электропроводка.
Именно для того, чтобы хоть как-то снизить пагубное действие городских помех и стали популярны «супер-пупер» навороченные радиоприемники и трансиверы.
Городской радиолюбитель просто не может комфортно работать на бытовой аппаратуре, которая достойно себя показывает «на природе».
Требуется большая избирательность и динамика, а цифровая обработка сигнала (DSP) позволяет «творить чудеса» (например, подавлять тональные помехи), недоступные аналоговым методам.
Конечно, самая лучшая КВ антенна — направленная (волновой канал, QUARD, антенны бегущей волны и т.д.). Но будем реалистами. Построить направленную антенну, даже простую, довольно сложно и дорого.
Источник: http://swl.net.ru/archives/629
Радиочастотный диапазон и его использование для радиосвязи
Радиочастотный диапазон и его использование для радиосвязи
2.1 Основы распространения радиоволн
Радиосвязь обеспечивает передачу информации на расстояние с помощью электромагнитных волн (радиоволн).
Радиоволны – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Кстати свет также относится к электромагнитным волнам, что и определяет их весьма схожие свойства (отражение, преломление, затухание и т. п.).
Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. А рождаются они при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или когда через пространство проскакивают искры, т.е. ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока.
Рис. 2.1 Структура электромагнитной волны.
Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота электромагнитных волн показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей.
Измеряется частота в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1Гц – это одно колебание в секунду, 1 МегаГерц (МГц) – миллион колебаний в секунду.
Зная, что скорость движения электромагнитных волн равна скорости света, можно определить расстояние между точками пространства, где электрическое (или магнитное) поле находится в одинаковой фазе.
Это расстояние называется длиной волны.
Длина волны (в метрах) рассчитывается по формуле:
, или примерно
где f – частота электромагнитного излучения в МГц.
Из формулы видно, что, например, частоте 1 МГц соответствует длина волны около 300 м. С увеличением частоты длина волны уменьшается, с уменьшением – увеличивается.
Электромагнитные волны свободно проходят через воздух или космическое пространство (вакуум).
Но если на пути волны встречается металлический провод, антенна или любое другое проводящее тело, то они отдают ему свою энергию, вызывая тем самым в этом проводнике переменный электрический ток.
Но не вся энергия волны поглощается проводником, часть ее отражается от поверхности. Кстати, на этом основано применение электромагнитных волн в радиолокации.
Еще одним полезным свойством электромагнитных волн (впрочем, как и всяких других волн) является их способность огибать тела на своем пути.
Но это возможно лишь в том случае, когда размеры тела меньше, чем длина волны, или сравнимы с ней. Например, чтобы обнаружить самолет, длина радиоволны локатора должна быть меньше его геометрических размеров (менее 10м).
Если же тело больше, чем длина волны, оно может отразить ее. Но может и не отразить – вспомните «Stealth».
Энергия, которую несут электромагнитные волны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него, т.е. поток энергии, приходящийся на единицу площади, прямо пропорционален мощности излучения и обратно пропорционален квадрату расстояния до излучателя. Это значит, что дальность связи зависит от мощности передатчика, но в гораздо большей степени от расстояния до него.
Например, поток энергии электромагнитного излучения Солнца на поверхность Земли достигает 1 киловатта на квадратный метр, а поток энергии средневолновой вещательной радиостанции – всего тысячные и даже миллионные доли ватта на квадратный метр.
2.2 Распределение спектра радиочастот
Радиоволны (радиочастоты), используемые в радиотехнике, занимают спектр от 10 000 м (30 кГц) до 0,1 мм (3 000 ГГц). Это только часть обширного спектра электромагнитных волн.
За радиоволнами (по убывающей длине) следуют тепловые или инфракрасные лучи.
После них идет узкий участок волн видимого света, далее – спектр ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма лучей – все это электромагнитные колебания одной природы, отличающиеся только длиной волны и, следовательно, частотой.
Хотя весь спектр разбит на области, границы между ними намечены условно. Области следуют непрерывно одна за другой, переходят одна в другую, а в некоторых случаях перекрываются.
Но эти диапазоны весьма обширны и, в свою очередь, разбиты на участки, куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные диапазоны, диапазоны для наземной и авиационной, космической и морской связи, для передачи данных и медицины, для радиолокации и радионавигации и т.д.
Каждой радиослужбе выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты. Реально для целей радиосвязи используются колебания в частотном диапазон от 10 кГц до 100 ГГц.
Использование для связи того или иного интервала частот зависит от многих факторов, в частности от условий распространения радиоволн разных диапазонов, требуемой дальности связи, реализуемости величин мощностей передатчиков в выбранном интервале частот и др.
Международными соглашениями весь спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны (табл. 1):
Таблица 1
| №п.п. | Наименование диапазона | Границы диапазона | ||
| Волн | Устарев-шие термины | Частот | Радиоволн | Частот |
| 1 | ДКМГМВДекаМега Метровые | Крайне низкие частоты (КНЧ) | 100.000-10.000км | 3-30 Гц |
| 2 | МГМВМегаметровые | Сверхнизкие частоты (СНЧ) | 10.000-1.000 км |
Источник: http://vivalaradio.ru/archives/420
Простые антенны СВ-диапазона
Петлевой диполь на диапазон 27 МГц можно выполнить из двухжильного провода типа ТРП для прокладки телефонов и известном под названием «лапша».
Волновое сопротивление «лапши» лежит в пределах 400-600 Ом, что вполне подойдет для выполнения антенны и линии ее питания.
Его единственным недостатком является то, что через 2-3 года нахождения на открытом воздухе под солнцем, изоляция трескается, провод постепенно окисляется и приходит в негодность.
Петлевой диполь, выполненный из «лапши» показан на рис. 1. Антенна изготовлена из цельного куска линии, посередине к ней подключается линия передачи. На концах антенны присоединены короткозамкнутые отрезки этой же линии, они необходимы для настройки антенны в резонанс на диапазон 27 МГц.
Согласование антенны с трансивером происходит с помощью полуволнового кольцевого шлейфа,выполненного на коаксиальном кабеле волновым сопротивлением 75 Ом и длиной 3,6 метра, с помощью такого же куска кабеля длиной 1,76м антенна подключается к трансиверу.
Сопротивление коаксиального кабеля 75 Ом было выбрано из условий оптимального согласования антенны с выходом транси-вера, который может быть как 50-ти, так и 75- ти омным. Был измерен КСВ антенны 50- омным КСВ-метром включенным между трансивером, имеющим 50-омный выход и согласующим устройством антенны.
КСВ находился в пределах 1,8 в диапазоне частот 26,5-27,5 МГц и увеличивался до 2,5 на 26 и 28 МГц.
Длина шлейфа и четвертьволнового трансформатора приведена для наиболее распространенного коаксиального кабеля с полиэтиленовой изоляцией, имеющего коэффициент укорочения 0,66. Цепи согласования можно выполнить, используя кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.
В этом случае длина кабеля от шлейфового трансформатора до трансивера должна быть в пределах 0,8-1 м, КСВ антенны несколько увеличится. Антенна может быть подвешена вертикально, горизонтально, наклонно.
Длина линии передачи от антенны до трансивера не критична и может быть любой длины. Желательно, чтобы хотя бы на длине 5 метров линия питания была перпендикулярна полотну антенны.
При испытании ее совместно с СВ-трансивером «promed 72», антенна показала хорошие результаты при работе на прием и на передачу, с помощью нее были проведены как местные так и dx связи.
Дпя начинающего радиолюбителя, недавно приобретшего СВ-радиостанцию, установка наружной антенны может представлять серьезную проблему: это связано с отсутствием антенных изоляторов в хозяйстве начинающего радиолюбителя, к тому же один метр антенного кабеля 50 Ом стоит в пределах 0,5 – 1$, все это делает установку антенны дорогостоящим делом, особенно если антенна расположена далеко от радиостанции.
На первом этапе эти проблемы можно решить, если антенну и её снижение выполнить из обычного электротехнического медного провода предназначенного для работы в сети питания 220 вольт.
Импеданс многих типов сетевых линий питания, измеренный мной, находился в пределах 36-60 Ом. Более низкоомный импеданс имели провода с толстыми жилами, а высокоомный импеданс был в сетевых проводах с тонкими жилами.
При измерении потерь в этих линиях было выяснено, что они имеют весьма малую величину на диапазоне 27 МГц.
Антенна была выполнена как показано на рис. 2.
Сетевой провод был разрезан на длину 2,7 метра, затем завязан узлом на линии питания для предотвращения дальнейшего его расползания, на концах полотна диполя провод был связан узлом с капроновым шнуром, служившим растяжкой антенны . Общая длина антенны была равна 5,4 метр: Провод, завязанный узлом на конце антенны служил своеобразной емкостной нагрузкой, расширяющей полосу пропускания антенны делающий не нужной ее настройку.
Таким образом, для построения этой антенны не использовались дорогостоящие и дефицитные материалы, не нужна настройка антенны, что все вместе оптимально подходит дл начинающих радиолюбителей.
Разместить антенну можно на крыш вертикально, горизонтально, наклонно, зависимости от местных условий. На конц сетевой линии, служащей кабелем питани антенны, ВЧ разъем не ставился.
Один коне провода был залужен до диаметра, которы мог туго вставляться в антенное гнездо, друге конец провода был защищен и петлей крепился к «земле» антенного разъема радиостанции.
Использование такого подключения к антенному гнезду радиостанции позволил еще более упростить и удешевил конструкцию СВ-антенны.
3.ГОРОДСКАЯ СВ-АНТЕННА
В городских условиях не всегда возможн установить хорошую наружную антенну дл СВ-радиостанции. Но вполне возможн успешно работать, используя суррогатную дипольную антенну, установленную на окне.
Стандартное окно имеет размеры 140×15 или 140×210 см, что позволяет установить н нем согнутый диполь (рис. 3).
Антенна была выполнена из медного гибкого многожильного провода в белой пластиковой изоляции.
Первоначальная длина каждого плеча антенны была равна 2,70 см, в процессе настройки длина плеч антенны была немного уменьшена из- за влияния емкости металлического подоконника и батарей отопления на работу антенны.
Антенна имела сопротивление, измеренное с помощью высокочастотного моста, 55 Ом, ширина резонансного участка составляла 600 кГц, что позволяло использовать ее во всем СВ- диапазоне, разрешенном в России.
Антенна была установлена с внутренней стороны комнаты, провод полотна располагался на деревянной раме.
После покраски рамы антенна стала практически невидима в комнате, что позволяет отнести эту СВ-антенну к разряду «невидимых», позволяющих избежать лишних трений между владельцами СВ-радиостанций и остальными гражданами.
Коаксиальный кабель, питающий антенну должен быть сопротивлением 50 Ом, это хорошо согласуется с выходным каскадом усилителя мощности промышленных СВ-радиостанций.
Несколько повысить КПД антенны можно, разместив ее полотно не на раме, а отступив от нее на 15-30 сантиметров. В этом случае дестабилизирующее влияние батарей и арматуры здания будет меньше, но антенна станет видимой. Возрастет и ее сопротивление примерно до 60 Ом.
При сравнительном испытании этой антенны совместно с антеннами из Л1 и Л2 было замечено явное преимущество свернутого диполя над этими антеннами, к тому ще он значительно проще и более легок в наладке.
Испытания антенн, описанных в Л1 и Л2 были проведены на месте установки свернутого диполя.
В результате того, что антенна содержит вертикальную и горизонтальную части, она излучает электромагнитную волну, содержащую вертикальную и горизонтальную составляющие. Это позволяет одинаково хорошо работать со станциями, использующими антенны с любым типом поляризации – вертикальной или горизонтальной.
Данное обстоятельство, особенно важно при расположении антенны на верхних этажах многоэтажного дома, при проведении dx-связей. Недостатком этой антенны является то, что она не излучает в направлении закрытом комнатой. Кроме того возможны сильные наводки на бытовую радиоэлектронную аппаратуру, особенно при работе с самодельными неотлаженными усилителями мощности.
Таким же образом можно сделать невидимую оконную антенну и на любительские диапазоны 10 и 12 метров.
4. НЕВИДИМАЯ СВ-АНТЕННА
Простую и эффективную невидимую суррогатную антенну для диапазона 27 МГц можно выполнить в проеме окна согласно рис. 4. Для установки антенны было использовано окно размерами 140 х 150 см.
Антенна представляет собой полуволновый диполь, длиной чуть больше половины длины волны. На частоту 27МГц антенна настраивается конденсатором С1. Согласование с коаксиальным кабелем обеспечивается конденсатором С2.
Такое построение позволило выполнить антенну фиксированной длины, без учета влияния на полотно антенны дестабилизирующей емкости подоконника и батарей отопления.
Питание антенны через гамма-согласование дало возможность работы с коаксиальным кабелем любого волновогс сопротивления – 50 и 75 Ом, а значит работать с любыми СВ- радиостанциями, выходной каскад которых рассчитан на 50 или 75-омную нагрузку.
Антенна была сделана из медного гибкого многожильного провода толщиной 1 мм в пластиковой изоляции. Провод был проложен на раме под открываемым окном, что сделало антенну практически невидимой со стороны комнаты.
Конденсаторы С1 и С2 были использованы типа КПВ-1, они были расположены внутри коробки, выполненной из фольгированного стеклотекстолита, коробка располагалась под подоконником. Антенну желательно питать, используя простое симметричное устройство. Для этого на коаксиальный кабель со стороны, его подключения к антенне были надеты пять ферритовых колец укрепленных на кабеле с помощью изоленты.
Антенна излучает вертикально и горизонтально поляризованную электромагнитную волну и может быть использована для проведения как ближних, так и дальних связей.
При изменении длины полотна антенны и гамма-согласующего устройства антенна может быть настроена и на любительские диапазоны 12 и 15 метров.
При работе на передачу возможны помехи радиоаппаратуре, установленной в комнате, на окне которой расположена антенна. Антенна практически не излучает в сторону, закрытую комнатой.
Оптимально расположение этой антенны на окнах верхних этажей здания.
Гоигоров И.Н. (rk3zk, ua-0113)
Литература :
1. Паньков В. “Малогабаритная рамочная антенна диапазона 27 МГц” ж. Радиолюбиттель №8-1998 с. 38-39.
2. Заугольный С. “Малогабаритная приемопередающая антенна диапазона 27 МГц” ж: Радиолюбитель №2-1994 с. 59.
Раздел: [Антенны и усилители к ним]
Источник: http://www.cavr.ru/article/5228-prostye-antenny-sv-diapazona
9.2. Комнатные антенны для диапазонов ДВ, СВ и KB
Источник: http://riostat.ru/anten/9-2.php
Спасибо за ваше внимание к сайту нашим новым публикациям.