Магнитная рамочная антенна своими руками: Магнитная антенна своими руками: особенности, свойства, виды

Магнитная антенна своими руками: особенности, свойства, виды

При упоминании магнитной антенны сразу наполняют память конструкции на ферритовом стержне, отчасти правильно. Разновидности одного типа устройств. Магнитной называется рамочная антенна, периметр которой много меньше длины волны. Всем известные зигзаги, биквадрат (слова-синонимы) являются родственниками рассматриваемой технологии. Никакого отношения не имеют антенны на магнитном основании. Просто способ крепления. Магнитное основание для антенны надежно удерживает прибор на крыше авто. Поговорим сегодня об особой конструкции. Прелесть магнитных антенн: удается обеспечить сравнительно большое усиление на сравнительно длинных волнах. Размер магнитной антенны мал. Давайте обсудим заглавие, расскажем, как может быть сделана магнитная антенна своими руками.

Магнитная петлевая антенна

Магнитные антенны

Теория гласит: в колебательном контуре из катушки индуктивности, конденсатора излучения не происходит. Замкнуто, волна качается на резонансной частоте сколь угодно, затухая, ввиду наличия активного сопротивления. Элементы контура, индуктивность, емкость, имеют чисто реактивный (мнимый) импеданс. Причем размер зависит от частоты по незамысловатому закону. Нечто вроде произведения круговой частоты (2 П f) на значение индуктивности или емкости, соответственно. При некотором значении противоположные по знаку мнимые компоненты становятся равны. В результате импеданс становится чисто активным, в идеале равен нулю.

В действительности биения затухают, каждый контур на практике характеризуется добротностью. Напомним, что импеданс состоит из чисто активной (действительной) части (резисторы), мнимой. К последним относятся емкости, сопротивление которых мнимое отрицательное и индуктивности с положительным мнимым сопротивлением. Теперь представим, что в контуре обкладки конденсатора начали разводить до тех пор, пока не оказались на противоположных концах индуктивности. Называется вибратором (диполем) Герца, представляет собой разновидность укороченного полуволнового, прочих видов вибраторов.

Если превратить катушку в единое кольцо, получаем простейшую магнитную антенну. Упрощенное толкование, примерно верное. Сигнал снимается с противоположной конденсатора стороны через усилитель на полевых транзисторах. Предоставит высокую чувствительность устройства. Ну, а антенна на ферритовом стержне считают разновидностью магнитной, только колец заместо одного сонм. Название этот род устройств получил за высокую чувствительность к магнитной составляющий волны. При работе на передачу генерируется, порождая отклик электрического поля.

Максимум направленности соответствует оси стержня. Оба направления равноправны. Ввиду малого периметра рамочной антенны относительно длины волны сопротивление достаточно низкое. Не просто 1 Ом, доли Ома. Приближенно значение оценим формулой:

R = 197 (U / λ)4 Ом.

Под U понимается периметр в метрах, аналогично – длина волны λ. Наконец, R – сопротивление излучению, не путайте с активным, показываемым тестером. Параметр используется при расчете усилителя для согласования нагрузки. Следовательно, для ферритовых антенн, нужно значение помножить на квадрат числа витков.

Свойства магнитных антенн

Посмотрим, как сделать магнитную антенну самостоятельно. Вначале определите длину окружности и емкость подстроечного конденсатора. Особенности магнитной антенны таковы: конструкция требует согласования в обязательном порядке. Отличительным признаком является невероятное число вариантов проведения этой операции, вырисовывается отдельная тема разговора.

Антенна магнитная

Длина периметра магнитной антенны колеблется в пределах 0,123 – 0,246 λ. Если требуется перекрыть диапазон, то нужно правильно подобрать конденсатор. В свободном пространстве, магнитной антенны диаграмма направленности в виде тора, наблюдаем, расположив виток параллельно земле. Поляризация будет линейная горизонтальная. Это годный вариант для приема телевещания. Недостаток: угол возвышения лепестка зависит от высоты подвеса. Считается, что для расстояния до Земли λ цифра составит 14 градусов. Непостоянство считаем отрицательным качеством. Для радио магнитные антенны применяются часто.

Усиление составляет 1,76 дБи, на 0,39 меньше полуволнового вибратора. Размер последнего для частоты составит десятки метров – куда денешь громадину. Выводы делайте сами. Магнитная антенна невелика (периметр составляет 2 метра для длины волны 20 метров, меньше метра поперечником). Для сравнения на частоте 34 МГц, с которой хорошо знакомы дальнобойщики, благодаря рациям, длина волны составляет 8,8 метра. Известно: хороший полуволновый вибратор вместит редкий Камаз. Кстати, ранее приводили описание конструкции рамочной антенны, образуемой резиновой прокладкой заднего стекла легкового автомобиля ВАЗ. При малых габаритах работало устройство достаточно хорошо.

Кстати, конструкция считается прагматичнее, нежели типичные штыревые антенны авто, где настройка ведется изменением индуктивности. Потерь получается меньше. Диаграмма направленности охватывает высокие углы места, касаясь вертикали. В случае со штыревой антенной возможности нет.

Самодельная антенна

Как правильно выбрать длину окружности. С увеличением растет усиление. Должна удовлетворить условию, приведенному выше, быть по возможности больше. Иногда нужно перекрыть диапазон частот. Рост периметра увеличивает полосу пропускания устройства. При ширине типичного канала 10 кГц теряет смысл. Будут автоматически отсекаться соседние несущие станций вещания. Необязательно больше значит лучше. Ради усиления затевался сыр-бор. Антенна выбирается периметром максимальная, предоставляя требуемую избирательность.

Теперь главный вопрос: определить емкость. Чтобы параллельно индуктивности петли образовали резонанс по известной школьной формуле. Определение параметров контура согласно выражению:

L = 2U (ln(U/d) – 1,07) нГн;

U и d – длина витка, диаметр. Подвох. U = П d, следовательно, вместо отношения можно брать натуральный логарифм числа Пи. Ошибка ли автора, сказать не беремся. Быть может, учитывается факт, что настроечный конденсатор отнимает часть длины, усилитель… Емкость находим по индуктивности из выражения резонанса контура:

f = 1/ 2П √LC; откуда

С = 1/ 4П2 L f2.

Однако в литературе рекомендуют пользоваться приближенной формулой для расчета:

С = 25330 / f2 L,

где f — частота резонанса в МГц, а L – индуктивность в мкГн.

Антенна приемника

Что касается способа снятия сигнала, то это делаем со стороны подстроечного конденсатора по обоим бокам, либо с противоположной стороны круговой петли. В последнем случае рекомендуется ввести управление конденсатором при помощи серводвигателя на расстоянии, полагаем, большинству читателей это покажется сильно надуманным, на свете не так много радиолюбителей, уверенных в нужности изготовленной собственноручно магнитной антенны.

Какие бывают магнитные антенны

Не всегда магнитные антенны круглые (идеальная форма). Встречаются восьмиугольные, квадратные. Читатели догадались: биквадрат WiFi относится к последней категории, причем рамка сдвоенная. Бывает, больше контуров, увеличивает усиление в одной плоскости диаграммы направленности. Учитывая факт, что КПД антенны вычисляется формулой:

КПД = 1 / (1 + Rп/R),

Видим необходимость снижения сопротивления потерь Rп до минимума. В противном случае результативность устройства резко падает. На практике мало значит, сделать антенны из золота, серебра, чтобы ловить НТВ, нереально. В названном аспекте пойдут алюминий, медь, предпочтительна последняя. Для магнитных антенн подходит конденсатор с воздушным зазором, большими пластинами. Старайтесь качественно выполнить пайку выводов.

Пример. Длина периметра составляет одну десятую λ, следовательно, сопротивление излучения составит 0,02. Теперь читатели видят, как сильно придётся постараться, чтобы довести КПД до 50%. Сопротивление потерь в этом случае не превышает 0,02 Ом. Чтобы достичь такого результата, берите толстую медную жилу. С увеличением сечения проводника падает удельное сопротивление.

У контура высокая добротность (низкие потери), получается, напряжение резонанса много выше, нежели при отклонении частоты. Следовательно, полоса пропускания магнитной антенны не отличается большой шириной, потребуется устройство подстраивать. Делается при помощи конденсатора. Надеемся, что ответили на вопрос, как сделать магнитную антенну. Отыграйте подачу: удивите домашних уверенным приемом сигнала в любую погоду.

Малогабаритные коротковолновые магнитные антенны. История и перспективы.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ (1-я ЧАСТЬ). 1. Что такое электромагнитная волна? A. Процесс распространения колебаний Б. Процесс распространения возмущения электромагнитного поля. B. Кратчайшее расстояние между

Подробнее

Тема 11. k = Pвых/Рвх. ДЕТЕКТОРНЫЙ ПРИЕМНИК

Тема 11 РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА Радиоприемные устройства предназначаются для приема передаваемой посредством электромагнитных волн информации и преобразования ее к виду, в котором она может использоваться

Подробнее

Антенна UA6AGW v

Антенна UA6AGW v.30-15.52.62 Конструкция этой антенны несет в себе признаки двух направлений развития проекта «антенны UA6AGW». Присущую версиям «5хх» многодиапазонность, которая обеспечивается изменением

Подробнее

Инструкция по эксплуатации

Профессиональные беспроводные микрофонные системы INVOTONE WM110 и WM210 Инструкция по эксплуатации INVOTONE WM110 и WM210 1 ВВЕДЕНИЕ Эта беспроводная микрофонная система VHF диапазона подходит для любых

Подробнее

Открытый банк заданий ЕГЭ

Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент t = 0 переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Графики А и Б представляют

Подробнее

ПЛАН КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ ТЕМА УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ:

ПЛАН КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ Научно техническая направленность объединение «Радиосвязь» ФИО педагога дополнительного образования Киселев Сергей Павлович Наименование дополнительной образовательной программы «Радиосвязь»

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. Антенны

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14 Антенны Цель работы: изучение принципа работы приемо-передающей антенны, построение диаграммы направленности. Параметры антенн. Антенны служат для преобразования энергии токов высокой

Подробнее

МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ МШУ 300-Р-50

МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ МШУ 300-Р-50 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ 1 CОДЕРЖАНИЕ 1. Назначение.. 2. Технические данные.. 3. Состав.. 4. Порядок установки, подготовка к работе, работа МШУ..

Подробнее

Мобильные антенны КВ диапазона. Часть 1

Мобильные антенны КВ диапазона. Часть 1 Для подвижной связи с небольшими мобильными объектами (автомобилями, катерами) на дальние расстояния (свыше 50 км) используется связь в диапазоне КВ (1,8 30 МГц).

Подробнее

ВВЕДЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ

ВВЕДЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ MFJ-935B LOOP TUNER TM ВВЕДЕНИЕ MFJ-935B Loop Tuner TM маленькое, универсальное, высокоэффективное устройство, превращающее любую проволочную рамку в высокоэффективную многодиапазонную

Подробнее

Направленная антенна UA6AGW v. 7.02

Направленная антенна UA6AGW v. 7.02 Способность направленных антенн излучать и принимать в определенном направлении является несомненным преимуществом, по отношению к ненаправленным антеннам. Но, в некоторых

Подробнее

Задания С5 по физике.

Задания С5 по физике 1. В одном из вариантов опыта, поставленного А.К. Тимирязевым для демонстрации закона сохранения и превращения энергии, груз массой m = 1 кг, подвешенный на шнурке, перекинутом через

Подробнее

Передающие магнитные рамочные антенны

Передающие магнитные рамочные антенны Магнитные рамочные антенны являются одним из интереснейших типов малогабаритных радиолюбительских антенн. Магнитные рамочные антенны впервые были использованы армией

Подробнее

Радиомикрофон своими руками

V Всероссийский фестиваль творчества кадет «Юные таланты Отчизны» Секция «Физика и математика» Радиомикрофон своими руками Савостьянов Иван Андреевич Краснов Роман Робертович ученики 9 класса МБОУ «Кадетская

Подробнее

RU (11) (51) МПК G01R 27/06 ( )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (1) МПК G01R 27/06 (06.01) 167 376 (13) U1 R U 1 6 7 3 7 6 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (21)(22) Заявка:

Подробнее

Вариант 1 Часть

Вариант 1 При выполнении заданий части 1 запишите номер выполняемого задания, а затем номер выбранного ответа или ответ. Единицы физических величин писать не нужно. 1. По проводнику течѐт постоянный электрический

Подробнее

Электромагнитные колебания и волны.

Вариант 1. 1. Конденсатор электроемкостью 500 пф соединен параллельно с катушкой длиной 40см и площадью поперечного сечения 5 см 2. Катушка содержит 1000 витков. Сердечник немагнитный. Найти период колебаний

Подробнее

ИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ Цель работы: исследование зависимости напряжения на емкости и тока в колебательном контуре от частоты вынужденных колебаний ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Для

Подробнее

ЛИСТ ОТВЕТОВ. out. arctg RC 50,0 23,0 6,7 0,291 73,6 400,00 11,78 20,00 3,4 64,6 23,0 8,4 0,365 66,9 240,37 7,50 15,49 2,35

ЛИСТ ОТВЕТОВ Упражнение 1.1.1. U U out in R 2 R 1 C 2 2 1 arctg RC Упражнение 1.1.2. f, Гц U in, В U out, В, о с2 ( ) с tg( ) 50,0 23,0 6,7 0,291 73,6 400,00 11,78 20,00 3,4 64,6 23,0 8,4 0,365 66,9 240,37

Подробнее

Техническая информация

Техническая информация Складная широкополосная измерительная антенна П6-121 диапазон частот 30 300 МГц 1,3 СОДЕРЖАНИЕ 1. Назначение изделия. 2. Устройство… 3. Особенности. 4. Технические характеристики.

Подробнее

Широкополосные трансформаторы

Широкополосные трансформаторы 50-омные блоки имеют внутри себя цепи с сопротивлением, часто значительно отличающимся от 50 Ом и лежащим в пределах 1-500 Ом. К тому же необходимо, чтобы вход/выход 50-омного

Подробнее

Часть А. n n A A 3) A

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Кириллов А.М., учитель гимназии 44 г. Сочи (http://kirilladrey7.arod.ru/) Данная подборка тестов сделана на основе учебного пособия «Веретельник В.И., Сивов Ю.А., Толмачева Н.Д., Хоружий

Подробнее

Колебательные контуры

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мордовский Государственный университет им. Н.

Подробнее

160-метровая «коротышка»

160-метровая «коротышка» Основная проблема для подавляющего большинства радиолюбителей, желающих установить антенну на НЧ диапазоны, весьма ограниченное пространство для размещения такой антенны. Особенно

Подробнее

Репитер своими руками.

Репитер своими руками. US3LD Описание изготовления репитера своими руками, на базе Р/С Титан ТН-102 и Р/С Виола-А. Для изготовления репитера нам понадобится радиостанция на диапазон 70см и 2метра. Для

Подробнее

Лекц ия 30 Электромагнитные волны

Лекц ия 3 Электромагнитные волны Вопросы. Плоские электромагнитные волны, скорость их распространения. Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца. Объемная плотность энергии электромагнитного поля. Поток

Подробнее

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Три источника тока с ЭДС ξ 1 = 1,8 В, ξ 2 = 1,4 В, ξ 3 = 1,1 В соединены накоротко одноименными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника r 1 = 0,4 Ом, второго

Подробнее

Рамочная средне волновая (СВ) антенна своими руками

В большинстве радиоприемников есть диапазон средних волн (СВ), часто называемый также АМ-диапазоном, по типу используемой в нем модуляции сигналов радиовещательных станций. Однако в городах на СВ ничего не слышно, кроме гула помех. Полвека назад с помехами боролись, сейчас перестали, и поговаривают даже, что АМ-радиовещание умирает и будущее за УKB-(FM)-вещанием.

Тем не менее, АМ-передатчики работают и обеспечивают прием в радиусе сотен километров днем и до нескольких тысяч километров ночью, в отличие от УКВ, где радиус приема не превосходит 30…40 км. Конечно, качество приема на УКВ выше, но нет романтики дальнего приема, да и репертуар УКВ-станций однообразен. В ряде случаев желаемых программ на УКВ просто нет. Ко мне обращались серьезные слушатели с просьбой наладить им прием «Радио Радонеж», вещающего в центре России лишь на двух частотах СВ-диапазона (612 и 846 кГц). Что я им мог посоветовать? Лишь перейти на батарейное питание приемника, чтобы полностью «отвязать» его от сети, и расположить на подоконнике, ориентируя его встроенную магнитную антенну по максимуму приема.

Часто эти приемы помогают, но более радикальной мерой оказывается применение внешней рамочной антенны, меньше реагирующей на помехи и существенно увеличивающей сигнал. О ней сегодня и пойдет речь.

Рамочная СВ-антенна по конструкции представляет собой, по сути дела, катушку индуктивности большого диаметра (от нескольких дециметров до нескольких метров). К ее выводам присоединен конденсатор переменной емкости (КПЕ), которым рамка настраивается в резонанс на частоту принимаемого сигнала. Получается колебательный контур, колебания в котором увеличиваются в Q раз по амплитуде при настройке в резонанс. Q — это добротность контура, равная отношению реактивного сопротивления катушки или конденсатора (при резонансе они равны) к активному сопротивлению потерь в катушке, конденсаторе и окружающих предметах. Добротность, понятно, желательно делать как можно выше.

Подобные рамочные антенны широко использовали для приема еще на заре радиотехники, причем диаметр катушки иногда превосходил 10 м! Тем не менее, о рамочных антеннах нередко вспоминают радиолюбители, а в последние годы и солидные производители бытовой радиоаппаратуры. Цена внешних рамочных антенн достигает 400 долларов, но ее ничего не стоит сделать и самому!

Если внешняя рамочная антенна будет использоваться с транзисторным приемником, имеющим встроенную ферритовую антенну, приемник достаточно расположить рядом с рамкой и сориентировать так, чтобы магнитное поле рамки было направлено по оси ферритовой антенны. Это легко сделать просто на слух, ориентируясь по значительному улучшению приема.

На фото 1 показано примерно оптимальное расположение приемника TECSUN и прекрасно оформленной рамочной антенны (ближняя к нему). Все элементы антенны (их всего два!) — катушка и КПЕ — прекрасно видны.

На фото 2 приведены еще три конструкции промышленно выпускаемых антенн. Для любителей особо интересна средняя, с ромбической рамкой на деревянном каркасе.

Очень простую, хотя и не слишком красивую конструкцию из четырех фанерок, предложил один западный радиолюбитель.

Его рамка (фото 3) содержит 18 витков медного эмалированного (обмоточного) провода диаметром 0,5 мм. Сторона рамки около 45 см, диагональ — около 65 см.

Получившаяся индуктивность — 250 мкГн. Для настройки служит КПЕ с максимальной емкостью 365 пФ, размещенный на одной из диагональных фанерок (фото 4).

Во всех показанных конструкциях использована цилиндрическая намотка катушки. Намотку необходимо вести с шагом — расстояние между витками должно быть не меньше нескольких диаметров провода, иначе собственная емкость катушки получается большой, а добротность низкой. Но ничем не хуже радиальная намотка, при которой рамка получается плоской, и ее можно повесить на стене и даже спрятать под ковром.

Если диаметр рамки невелик, можно рекомендовать «корзиночную» катушку на плоском круге диэлектрика с прорезями под витки. Число прорезей обязательно должно быть нечетным — 7, 11 или 13, тогда соседние витки катушки оказываются по разные стороны каркаса, расстояние между ними увеличивается, а емкость уменьшается.

Я изготовил подобную рамку с внешним диаметром обмотки 12 см и внутренним 8 см. Она содержала 37 витков провода (литцендрата) ЛЭШО 21×0,07 и имела довольно высокую добротность, достигающую 180 на верхнем краю диапазона. Однако из-за малого диаметра эффективность ее была примерно такой же, как у крупной магнитной ферритовой антенны со стержнем 400НН диаметром 10 и длиной 200 мм. Гораздо более эффективные плоские рамки со стороной квадрата 50…80 см разработали радиолюбители-коротковолновики для целей радиосвязи. Их опыт полезно применить и на СВ.

С этой целью я подобрал две деревянных рейки длиной 100 и 120 см, скрепил их в середине винтом, а по концам набил по 12 мелких гвоздиков примерно через 0,5…0,7 см. На получившуюся крестовину намотал по гвоздикам ромбическую плоскую рамку из 12 витков провода ПЭЛ 0,3. Со стандартным КПЕ 17…500 пФ антенна с запасом перекрывает весь СВ-диапазон.

Результаты получились впечатляющими. Маленький портативный приемник SONY ICF-390, довольно «тупой» по чувствительности, в СВ-диапазоне словно ожил — даже на тех частотах, где, казалось бы, не было радиостанций, их стало слышно. Единственное неудобство — настройку надо вести сразу двумя ручками: основной, приемника, и дополнительной — антенны. Но антенну оказалось легко настраивать даже на свободной от радиостанций частоте, просто по возрастанию шума эфира.

Попробовал я и детекторный прием с этой антенной, присоединив параллельно КПЕ и катушке германиевый диод и высокоомные наушники. Даже внутри железобетонного дома было слышно «Радио России» на частоте 873 кГц, а при выходе с антенной на балкон — еще несколько московских радиостанций.

Спиральная антенна своими руками: сборка и расчёты


Теория радиоволн: антенны


Помимо свойств радиоволн, необходимо тщательно подбирать антенны, для достижения максимальных показателей при приеме/передаче сигнала. Давайте ближе познакомимся с различными типами антенн и их предназначением.
Антенны

— преобразуют энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.

Диаграмма направленности

— графическое представление коэффициента усиления антенны, в зависимости от ориентации антенны в пространстве.

Антенны
Симметричный вибратор

В простейшем случае состоит из двух токопроводящих отрезков, каждый из которых равен 1/4 длины волны.

Широко применяется для приема телевизионных передач, как самостоятельно, так и в составе комбинированных антенн. Так, к примеру, если диапазон метровых волн телепередач проходит через отметку 200 МГц, то длина волны будет равна 1,5 м. Каждый отрезок симметричного вибратора будет равен 0,375 метра.

Диаграмма направленности симметричного вибратора

В идеальных условиях, диаграмма направленности горизонтальной плоскости, представляет собой вытянутую восьмерку, расположенную перпендикулярно антенне. В вертикальной плоскости, диаграмма представляет собой окружность. В реальных условиях, на горизонтальной диаграмме присутствуют четыре небольших лепестка, расположенных под углом 90 градусов друг к другу. Из диаграммы можем сделать вывод о том, как располагать антенну, для достижения максимального усиления.

В случае не правильно подобранной длины вибратора, диаграмма направленности примет следующий вид:

Основное применение, в диапазонах коротких, метровых и дециметровых волн.

Несимметричный вибратор

Или попросту штыревая антенна, представляет из себя «половину» симметричного вибратора, установленного вертикально. В качестве длины вибратора, применяют 1, 1/2 или 1/4 длины волны.

Диаграмма направленности следующая:

Представляет собой рассеченную вдоль «восьмерку». За счет того, что вторая половина «восьмерки» поглощается землей, коэффициент направленного действия у несимметричного вибратора в два раза больше, чем у симметричного, за счет того, что вся мощность излучается в более узком направлении. Основное применение, в диапазонах ДВ, КВ, СВ, активно устанавливаются в качестве антенн на транспорте.

Наклонная V-образная

Конструкция не жесткая, собирается путем растягивания токопроводящих элемементов на кольях. Имеет смещение диаграммы направленности в стороны противоположную острию буквы V

Применяется для связи в КВ диапазоне. Является штатной антенной военных радиостанций.

Антенна бегущей волны

Также имеет название — антенна наклонный луч.
Представляет из себя наклонную растяжку, длина которой в несколько раз больше длины волны. Высота подвеса антенны от 1 до 5 метров, в зависимости от диапазона работы. Диаграмма направленности имеет ярко выраженный направленный лепесток, что говорит о хорошем усилении антенны.

Широко применяется в военных радиостанциях в КВ диапазоне. В развернутом и свернутом состоянии выглядит так:

Антенна волновой канал


Здесь: 1 — фидер, 2 — рефлектор, 3 — директоры, 4 — активный вибратор.
Антенна с параллельными вибраторами и директорами, близкими к 0,5 длины волны, расположенными вдоль линии максимального излучения. Вибратор — активный, к нему подводятся ВЧ колебания, в директорах, наводятся ВЧ токи за счет поглощения ЭМ волны. Расстояние между рифлектором и директорами подпирается таким образом, чтобы при совпадении фаз ВЧ токов образовывался эффект бегущей волны.

За счет такой конструкции, антенна имеет явную направленность:

Рамочная антенна

Направленность — двулепестковая

Применяется для приема ТВ программ дециметрового диапазона.

Как разновидность — рамочная антенна с рефлектором:

Логопериодическая антенна

Свойства усиления большинства антенн сильно меняются в зависимости от длины волны. Одной из антенн, с постоянной диаграммой направленности на разных частотах, является ЛПА.
Отношение максимальной к минимальной длине волн для таких антенн превышает 10 — это довольно высокий коэффициент. Такой эффект достигается применением разных по длине вибраторов, закрепленных на параллельных несущих. Диаграмма направленности следующая:

Активно применяется в сотовой связи при строительстве репитеров, используя способность антенн, принимать сигналы сразу в нескольких частотных диапазонах: 900, 1800 и 2100 МГц.

Поляризация

Поляризация
— это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве. Различают: вертикальную, горизонтальную и круговую поляризацию.

Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения. К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, дает вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.

Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к. природные и индустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию. Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно, чем вертикально. При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхность поглощает на 25% меньше их энергии.

При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, как следствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемной части падает. Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию.

Все эти факторы факторы следует учитывать при расчете радиолиний с максимальной эффективностью.

PS:

Данная статья обрисовывает лишь небольшую часть антенн и не претендует на замену учебнику антенно-фидерных устройств.

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.

Коэффициент стоячей волны

Стоячие волны представляют собой схемы распределения напряжения и тока вдоль линии передачи. Если характеристический импеданс (Zo) линии соответствует выходному импедансу генератора (передатчика) и нагрузке антенны, напряжение и ток вдоль линии постоянны. При согласованном импедансе происходит максимальная передача мощности.

Если нагрузка антенны не соответствует линейному импедансу, не вся передаваемая мощность поглощается нагрузкой. Любая мощность, не поглощенная антенной, отражается назад по линии, мешая прямому сигналу и создавая изменения тока и напряжения вдоль линии. Эти вариации представляют собой стоячие волны.

Мерой этого несоответствия является коэффициент стоячей волны (КСВ). КСВ обычно выражается как отношение максимального и минимального значений прямого и обратного тока или значений напряжения вдоль линии:

КСВ = Imax/Imin = Vmax/Vmin

Другим более простым способом выразить КСВ является отношение характеризующего импеданса линии передачи (Zo) к импедансу антенны (R):

КСВ = Zo/R или R/Zo

в зависимости от того, какой импеданс больше.

Идеальный КСВ составляет 1: 1. КСВ от 2 до 1 указывает на отраженную мощность 10%, а это означает, что 90% передаваемой мощности поступает на антенну. КСВ 2: 1 обычно считается максимально допустимым для наиболее эффективной работы системы.

Выводы

Практически все другие антенны, которые часто используются, являются вариациями антенн дипольного или вертикального плана. Например, антенна Яги-Уда добавляет паразитные элементы, такие как ретранслятор и / или отражатель, к диполю, чтобы увеличить его усиление и направленность. Несколько диполей можно укладывать вертикально или располагать в разных массивах, что значительно увеличивает коэффициент усиления. Телевизионные антенны УКВ-«бабочки» и антенны с печатными платами, используемые в некоторых беспроводных устройствах, являются дипольными вариациями. Патч (микрополосковая линия) и щелевые антенны, используемые на микроволновых частотах, также являются дипольными производными.

Кроме того, могут быть выполнены две или более вертикальные антенны с дополнительным отражающим элементом для создания более направленного сигнала с усилением. Например, направленная радиостанция AM использует две или более башни для направления сильного сигнала в одном направлении, подавляя его в другом.

Вертикальная антенна с дополнительными горизонтальными отражающими элементами

Данное устройство представляет собой, по существу, половину диполя, установленного вертикально. Термин монополь также используется для описания этой установки. Земля ниже под антенной, проводящая поверхность с наименьшим λ / 4 по радиусу или образец λ / 4-проводников, называемых радиальными, составляют вторую половину антенны (рис.5).

Если антенна подключена к хорошему заземлению, она называется антенной Маркони. Основной структурой служит другая λ / 4 половина передатчика. Если плоскость заземления имеет достаточный размер и проводимость, то производительность заземления эквивалентна вертикально установленному диполю.

Длина четвертьволновой вертикали:

λ/4 = 246 K/fMHz

Коэффициент K меньше 0,95 для вертикалей, которые обычно изготавливаются с более широкой трубкой.

Импеданс точки питания представляет собой половину диполя или примерно 36 Ом. Фактическая цифра зависит от высоты над землей. Подобно диполю, плоскость заземления является резонансной и обычно имеет реактивный компонент в своем основном импедансе. Наиболее распространенной линией передачи является 50-Ω коаксиальный кабель, поскольку он относительно хорошо соответствует импедансу антенны с КСВ ниже 2: 1.

Вертикальная антенна с дополнительным отражающим элементом является ненаправленной. Горизонтальная диаграмма направленности — это круг, в котором устройство излучает сигнал одинаково хорошо во всех направлениях. На рисунке 6 показана вертикальная диаграмма направленности. По сравнению с вертикальной диаграммой направленности диполя плоскость заземления имеет более низкий угол излучения, что дает преимущество более широкого распространения при частотах ниже примерно 50 МГц.

Галак Г.А. Две активные КВ антенны — Все остальное — Другое — Каталог статей и схем

     Представленная в [2] антенна относится к типу так называемых приемных активных рамочных антенн. Рамка этой антенны позволяет принимать не менее 4-х ВЧ коротковолновых радиолюбительских диапазонов. Выходное сопротивление антенного устройства рассчитано на подключение кабеля с волновым сопротивление 75 Ом. Для уменьшения влияния массивных металлических предметов устройство следует устанавливать подальше от них.

Рис.1

     Расстояние между концами рамки составляет 10 мм. Сама рамка подключаются к схеме устройства через разъем и закреплена на фотоштативе.
     Для настройки в резонанс в устройстве применен 2-х секционный переменный конденсатор. На различных КВ диапазонах к нему подключаются дополнительные емкости: 14 — 30 мГц — S1 и S2 разомкнуты; 7 мГц — S1 разомкнут, S2 замкнут; 3,5 мГц — S1 замкнут, S2 разомкнут. Дроссели L1,L2 выполнены на кольцах и содержат 25 витков провода диаметром 0,2. ВЧ-трансформатор содержит 3х10 витков такого же провода.
     
     Активная рамочная антенна потребляет ток около 8 мА при напряжении источника питания 9 В. В ней применены транзисторы VT1,VT2 типа КП302 А, Б, они заменимы на КП303 Д, Г. VT3 — КТ306 (316, 325).
Elektronisches Jarbuch 1990 (свободный перевод RA0CCN).

     К сожалению в описании приведенной конструкции, взятой с сайта «Радиомания — сайт радиолюбителей», не приводится конструкция самой рамки и некоторые другие сведения. Но в интернете и радиолюбительских СМИ наиболее часто встречаются такие конструкции рамок (рис.2 — 4):

Рис.2. Квадрат со стороной 1 м из медной трубки d=25мм,
связь с TRX через петлю связи из 50-омного кабеля (не показана).

Рис.3. Конструкция DF9IV [4]. Кольцо Д=400 мм из медной трубки д=12 мм, внутри которого провод в изоляции сечением 8 мм кв. Cвязь с TRX через петлю связи.
     Эта конструкция повторена В.Брагиным (UA9KEE) [5], только вместо трубки применен коаксиальный кабель РК-75-17-31 d=25,1 мм и внутренним проводником d=4 мм.

Рис.4. Конструкция RV1AU, кольцо D=420 мм из кабеля d=18 мм. Cвязь с TRX через петлю связи.
     
     Любая из приведенных конструкций рамки (без петли связи, естественно) может работать в описанной выше схеме активной КВ антенны. С учетом дифференциального входа усилителя требуется лишь сделать отвод от середины рамки и соединить его с общим проводом усилителя.      
     Данные такой конструкции рамки-кольца приведены в материале (Joachim Swender, Aktive Schlifanenne fur Empfang. — Funkamauter, 1999, № 7, S. 787 — 789), опубликованного в [1].
   Таким образом, для схемы, показанной на рис.1, номинал индуктивности дросселей L1, L2 — около 100 мкГ. Кольцо трансформатора 13х7,9х6,4 мм с начальной магнитной проницаемостью 800.   
     Поскольку принцип построения схемы в указанной публикации тот же, что и в приведенной в начале обзора, приведу кратко текст статьи «Активная КВ антенна» из [1].

Рис.5
     Антенна работает в полосе частот от 6 до 30 мГц. Выходное сопротивление антенны 50 Ом. Она представляет собой рамку (см. рис.5), которая настраивается на рабочую частоту конденсатором переменной емкости. К рамке подключен усилитель с дифференциальным входом, выполненный по каскодной схеме. Применение полевых транзисторов на входе обеспечивает высокое входное сопротивление и малую входную емкость усилителя, что позволяет полностью подключить рамку к усилителю с высоким коэффициентом передачи устройства в целом, а также дает возможность без переключений перекрыть большую полосу частот. В усилителе использованы высокочастотные полевые транзисторы и биполярные СВЧ транзисторы с граничной частотой около 5 гГц.

     Качественно выполненный выходной трансформатор Т1 позволяет получить полосу частот усилителя 1 … 100 мГц. Усилитель имеет коэффициент передачи около 1 при работе на нагрузку 50 Ом. Для повышения входного сопротивления усилителя на высокочастотном крае полосы рабочих частот антенны в цепи стоков полевых транзисторов VT1 и VТ3 включен дроссель L1.
Напряжение питания на базах биполярных транзисторов (около 4 В) стабилизировано цепочкой диодов VD1 — VD6. Заменить их стабилитронами нельзя, так как высокочастотный шум, генерируемый ими в режиме стабилизации, может свести на нет все достоинства усилителя.
Усилитель можно питать от малогабаритной батареи напряжением 9 В («Крона»). Потребляемый ток не более 3 мА.

     Обмотки трансформатора Т1 содержат: I — 3 витка, II и III — по 20 витков литцендрата.
Переменный конденсатор С1 от радиовещательного приемника размещен в разрезе рамки в виде кольца из медной трубки D=1 м. Диаметр трубки d=16 мм. К рамке подключают только выводы от статоров, что минимизирует влияние руки при настройке антенны на рабочую частоту. Перекрытие у антенны по частоте большое, поэтому переменный конденсатор надо снабдить хорошим верньерным устройством и хотя бы простой шкалой.

     Рамка закреплена вертикально на деревянном основании, на котором установлены конденсатор С1 и остальные элементы усилителя. Точно от середины рамки вдоль поддерживающей деревянной стойки идет провод отвода от рамки к усилителю.

     Высокая добротность рамки (на частоте 6 мГц — около 1000) обеспечивает высокий коэффициент передачи устройства в целом и хорошую избирательность. Кроме того, от мешающих станций можно отстроиться, используя пространственную селекцию с помощью оптимальной ориентации рамки антенны.

     Надеюсь, что поданные в такой редакции материалы и ссылки подвигнут радиолюбителей на повторение или создание новых конструкций активных антенн.

Источники:
1. Активная КВ антенна. Радио, 2000, № 5.
2. Рамочная КВ антенна. Радиомания — сайт радиолюбителей, раздел «Антенны».
3. Г.Беликов. Антенна конструкции RV1AU. http://www.qsl.net/rv1au
4. Малогабаритная КВ антенна. Радио, 1989, № 7, с.90.
5. В.Брагин. Антенна из коаксиального кабеля. Радио, 1990, № 2, c.38.

АНТЕННЫ ДЛЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

АНТЕННЫ ДЛЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

Глава 2. Магнитные рамочные антенны.

1. Рамочная и петлевая антенны и их использование.

Рамочная антенна имеет один или несколько витков провода общей длиной не более 0,1-0,2 длины волны, на которой работает эта рамка.

Петлевая антенна состоит из одного, реже нескольких, витков провода общей длиной более 0,4 длины волны. Чаще всего используют петлевую антенну с периметром, равным длине волны — классический квадрат (если провод расположен в форме квадрата) или дельта (если провод расположен в форме греческой D ).

Рамочные антенны имеют низкий КПД, обычно не более 3%, поэтому на передачу их используют редко. В 20-30-х годах их стали применять как внутренние антенны для приемников, а также использовать в целях пеленгации. В наше время в любом малогабаритном транзисторном приемнике длинныхсредних волн есть рамочная антенна – это так называемая “ферритовая”, “магнитная” антенна, которая все же является рамочной (рис.1).

В конце 80-х — начале 90-х годов в Европе и США среди радиолюбителей стало модно работать на ВЧ-диапазонах на “магнитные рамки”. Следует отметить, что дальние связи при работе “магнитной рамки” на передачу были возможны лишь благодаря тому, что этому способствовала активность Солнца. При обычном состоянии ионосферы работать на магнитную антенну на передачу крайне сложно. Широко используют “магнитные рамки” и в качестве антишумовых антенн, о чем будет написано ниже.

Петлевую антенну ввел в радиолюбительский мир W9LZX. Это произошло в 1942 году, когда он использовал подобную антенну на вещательной миссионерской станции HCJB, расположенной в горах Эквадора. Благодаря эфиру петлевая антенна (рис.2) сразу завоевала радиолюбительский мир и с тех пор широко используется в любительской и профессиональной связи.

В нашу страну эта антенна пришла в 50-е годы, и с тех пор используется на наших станциях. В бывшем СССР, очевидно, вследствие его изоляции от внешнего мира и боязни перенимать что-то новое, не установилась терминология для обозначения рамочных и петлевых антенн. На Западе рамочную антенну с периметром рамки менее 0,1 длины волны называют “magnetic loop” (магнитная петля), рамочную антенну с периметром более 0,4 длины волны называют просто “loop” (петля).

В настоящей работе будет использован термин “магнитная рамка”, иногда, в главах, где речь идет только о магнитных рамочных антеннах, просто “рамочная антенна”, “рамка”. В главах, где будет идти речь о петлевых антеннах, будет также использоваться термин “рамочная антенна” как уже устоявшийся среди радиолюбителей.

 

2. Диаграмма направленности магнитных рамочных антенн.

Диаграмма направленности рамочных антенн имеет вид восьмерки (рис.3). Благодаря этому антенны и используют для пеленгации.

Если плоскость рамки лежит в плоскости принимаемой волны, то токи I1 и I2, наводимые в вертикальных сторонах рамки, имеют разные фазы вследствие их разного удаления от источника сигнала. При этом работают только вертикальные стороны рамки 1-2 и 3-4, горизонтальные стороны рамки 2-3 и 1-4 в этом случае не участвуют в приеме сигнала, имеющего вертикальную поляризацию (1). Если плоскость рамки составляет 90° с плоскостью приема волны (рис.4), то токи I1 и I2 равны по величине и фазам, и их сумма будет равна нулю. Все это верно только для симметричной рамки.

В реальных случаях всегда наблюдается асимметрия рамки, которая обусловлена влиянием каких-либо предметов на рамку. В результате этого ее диаграмма направленности искажается, и проявляется “антенный” эффект рамки. Это происходит из-за того, что токи, текущие в разных сторонах рамки, не будут симметричными.

Так как рамка реагирует только на магнитную составляющую поля (2), из этого положения нашли простой выход: рамку электрически экранируют (рис.5). В этом случае в зазоре экрана разность потенциалов возникает только за счет противофазных токов наведенной волной на внешней поверхности экрана. Рамка имеет одинаковую емкость относительно экрана, и в ней наведутся только противофазные токи. Для дальнейшего улучшения симметрии рамки используют ее симметричное включение к приемнику, причем в этом случае используют и трансформатор с электростатическим экраном, который значительно уменьшает “антенный” эффект рамки (рис.5б).

Очевидно, что для эффективной работы экранированной рамки необходимо, чтобы экран и рамка были выполнены как можно более качественными (скажем, экран – толстая медная труба, а рамка – толстый медный провод). В противном случае и без того малый КПД рамок будет уменьшен.

Классический вариант рамочной антенны — это антенна DF9IV (3). В его конструкции она имеет неплохие параметры. Вариант UA9KEE (4) гораздо проще и дешевле, но КПД его антенны только теоретически в 7 раз ниже, чем антенны DF9IV.

 

3. Ферритовые антенны.

Магнитные антенны, широко используемые в транзисторных приемниках ДВ-СВ и реже КВ, являются разновидностью рамочных антенн.

Их особенность – наличие сердечника с высокой магнитной проницаемостью. Это позволило уменьшить размеры рамки с ферритом по сравнению с рамкой без него примерно на величину, равную значению магнитной проницаемости ферритового сердечника. Проницаемость ферритового сердечника всегда меньше проницаемости материала, из которого он изготовлен. Это объясняется размагничивающим действием концов сердечника и, отчасти, воздействием на него магнитного поля Земли.

Из рис.6 можно определить значение проницаемости сердечника в зависимости от его длины (5). Из этого рисунка видно, что чем длиннее ферритовый сердечник, тем лучше он работает в качестве сердечника для магнитной ферритовой антенны. Феррит, используемый в антенне, должен иметь малые потери.

Использовать ферритовые магнитные антенны в качестве передающих нельзя. Во-первых, феррит не работает в сильных магнитных полях. А во-вторых, не будет согласования излучающей магнитной ферритовой рамки со средой (6).

Рамочная ферритовая антенна имеет такую же диаграмму направленности, как и простая рамочная антенна.

Очень часто выполняют настраиваемую рамочную антенну (рис.7). При этом используют или полное включение контура, или, при использовании биполярных транзисторов, частичное (рис.8). Часто используют трансформаторную связь, причем катушка трансформатора выполняется на том же ферритовом сердечнике, или рядом, или на катушке, так как при использовании ферритовых антенн в бытовой радиоаппаратуре вопрос о симметрии не стоит так остро. Часто в приемниках ферритовые антенны выполнены так, что могут вращаться в горизонтальной плоскости и, следовательно, может осуществляться пространственная селекция сигнала. В некоторых приемниках ферритовые антенны могут вращаться еще и вертикальной плоскости, что позволяет осуществить еще и угловую селекцию сигнала, что часто тоже бывает полезно.

 

4. Антишумовые антенны.

В радиолюбительской практике рамочные антенны, в основном, используются как приемные антишумовые антенны. Чувствительность современных приемных устройств обычно значительно выше уровня электромагнитного шума в месте приема. Используя рамочную антенну типа магнитной рамки можно не только значительно ослабить электрическую составляющую помех, которая обычно преобладает в шумовом спектре, но и провести селекцию сигнала по направлению. В этом случае мы имеем ослабление помех и выделение полезного сигнала. Особенно полезно использование рамок на НЧ диапазонах, где реализуемая чувствительность приемника, в основном, определяется наличием помех на этих диапазонах.

Обычно для приема используются настроенные рамки (рис.7).

В усилителях используют малошумящие полевые транзисторы. Такая рамка в зависимости от ее размеров может работать в диапазоне от 30 до 1,8 МГц.

При конструировании приемных рамочных антенн, работающих только в диапазоне 1,8-3,5 МГц часто отдают предпочтение ферритовым антеннам (рис.9). В этом случае применяют простые меры для симметрирования антенны – это симметрирующие трансформаторы и выполненная специальным образом намотка ферритовой антенны.

Следует еще раз напомнить, что рамочные антенны имеют значительное ослабление полезного сигнала по сравнению с другими, поэтому их можно использовать только с высокочувствительными приемниками.

5. Действующая высота рамочной антенны.

Действующая высота (длина) антенны показывает, какой по высоте (длине) должен быть провод, обеспечивающий на своих концах такое же напряжение, которое обеспечивает данная антенна (рис.10).

Это определение дано мною несколько упрощенно, но в то же время оно правильно отражает понятие действующей высоты, которое необходимо знать радиолюбителю.

Для рамочной антенны действующая высота рассчитывается по формуле:

hd = 2p nS/l ,

где n — число витков провода, образующих рамку, а S — площадь рамки. Действующая высота рамки с ферритовым сердечником равна

hd = m с × 2p nS/l ,

где m с — проницаемость сердечника.

В таблице на (рис.11) показана действующая высота одновитковой рамки Æ 20 см на диапазонах 160, 80, 40, 20, 10 м. Из таблицы видно, что одновитковая рамочная антенна имеет действующую высоту меньше, чем ее радиус. Но не надо расстраиваться – за счет того, что антенна настраивается в резонанс (рис.7,8), ее эффективность возрастает.

 

6. Входное сопротивление рамочной антенны.

Входное сопротивление антенны определяется в общем случае отношением напряжения к току на ее входных клеммах и характеризует антенну как нагрузку для генератора (рис.12).

Большинство используемых радиолюбителями антенн имеет входное сопротивление в пределах 36-100 Ом. Это удобно по следующим причинам :

  • сопротивление общеупотребительных коаксиальных кабелей составляет 50, 75 и 100 Ом, что дает возможность питать антенны непосредственно кабелем или с помощью несложных согласующих устройств;

  • значения тока и напряжения высокой частоты относительно невелики, что дает возможность использовать недорогие коаксиальные кабеля.

Как только сопротивление антенны резко отличается от 50-100 Ом, приходится применять согласующие устройства. В случае, если сопротивление значительно выше, скажем, 300-600 Ом, используют трансформаторы и открытые линии. Но в случае, если сопротивление значительно ниже – 1-5 Ом – возникают серьезные проблемы. Использование трансформаторов затруднительно, согласующие устройства на L и C имеют при таких значениях трансформации низкий КПД ввиду рассеивания энергии на них самих. Даже если мы согласуем, к примеру, 100 Вт на 1-Омную нагрузку, в этом случае в ней должен протекать ток в 100 А (!), причем, ВЧ-ток. Понятно, что антенна должна быть изготовлена из очень качественного материала. Использовать такую низкоомную антенну на передачу сложно.

Во-первых, происходят потери на согласующем устройстве, во-вторых, потери в самой антенне. Вот почему использование магнитной рамки на передачу часто имеет лишь теоретический характер. Но приведем формулу для расчета входного сопротивления магнитной рамки (3):

R = 800 ´ ( hd / l 2 ).

К примеру, расчетное входное сопротивление рамки диаметром 30 см, имеющей 10 витков при работе на длине волны 50 м будет равно 0,25 Ом. Естественно, что согласовать антенну, имеющую такое низкое входное сопротивление, чрезвычайно трудно. В случае, если рамка настроена (рис.7), ее входное сопротивление со стороны конденсатора будет велико (килоомы), и, опять же, ее согласовать будет еще труднее.

Радиолюбители обычно используют согласование с помощью магнитной петли связи, как использует DF9IV. Но и такое согласование имеет весьма низкий КПД.

 

7. “Земля” в работе рамочной антенны.

Рамочная антенна, как уже отмечалось, реагирует только на магнитную составляющую радиоволны. Земля для данного типа антенн не нужна. В общем случае, как приемная, так и передающая антенны часто расположены на незначительном (1-2 м) удалении от земли, и она практически не мешает их работе. Магнитная составляющая проникает глубже электрической, что позволяет использовать магнитные рамки там, где обычные антенны уже не работают – в бетонных зданиях, в землянках.

 

8. Связь коаксиального кабеля с передающими магнитными рамочными антеннами.

При работе таких антенн на передачу используют два вида связи – через петлю и через гамма-согласование (рис.13). Нужно обратить внимание, что как петля связи, так и гамма-согласование находятся точно напротив подстроечного конденсатора. Это необходимо для сохранения симметрии самой рамки.

Обычно диаметр петли связи равен 1/5 диаметра основной рамки. С помощью петли связи можно получить удовлетворительное согласование во всем диапазоне частот работы магнитной рамки. Провод для петли связи необходимо использовать по возможности не тоньше того, из которого сделана магнитная рамка. Второй вид согласования – гамма-согласование. Диаметр провода, используемый в гамма-согласовании примерно в 2-5 раз тоньше основной рамки. Расположен он на высоте около 0,05-0,15 диаметра основной рамки. Длина L гамма-согласования не более 0,2 длины рамки и часто составляет даже 0,1 длины рамки. Гамма-согласование требует более тщательной настройки при работе на разных диапазонах, но имеет КПД выше, чем согласование с помощью петли связи. При использовании рамки в двух-трех диапазонах можно найти оптимальное гамма-согласование для них. Можно использовать замыкающие перемычки, если доступ к раме легок. В любом случае, при использовании магнитных рамок рекомендуется использовать тюнер (7).

При использовании рамок только в качестве приемных проблемы с согласованием обычно не бывает. Для этого используют транзисторный усилитель, расположенный непосредственно около рамки (рис.7), от которого по коаксиальному кабелю отфильтрованный и усиленный ВЧ-сигнал поступает на вход приемника.

 

9. Размеры и исполнение магнитных рамочных антенн.

Для передающей рамочной антенны обычно характерны размеры, приведенные в таблице (рис.14).

При этих размерах рамка будет эффективно работать на высшем диапазоне и в трех соседних, например, 28-21-14 или 7-3, 5-1, 9. Максимальная ее эффективность будет на высшем диапазоне, на нижнем – эффективность будет снижаться. Эта таблица приведена для магнитной рамки без экрана. В случае использования рамки с электростатическим экраном следует учитывать емкость внутреннего провода на экран, что уменьшает резонансную частоту рамки. Вообще для эффективной работы рамки ее периметр должен быть не менее 0,08 длины волны, на которой эта рамка работает.

С помощью конденсатора рамку можно настроить и на еще более низкие диапазоны, но ее эффективность как передающей будет уже весьма низкой.

Однако, давайте разберемся, от чего зависят оптимальные свойства магнитных рамок. Как было показано выше, в параграфе 5, входное сопротивление магнитных рамок весьма мало. Это приводит к существенным сложностям при согласовании антенных систем, в которые магнитная рамка включена непосредственно как антенна (рис.7).

Как и всякий провод, рамочная антенна имеет свою величину индуктивности. Эту величину можно рассчитать теоретически и измерить с помощью соответствующих приборов. Включив на разомкнутых концах рамки конденсатор, получим обычный колебательный контур, который с помощью этого конденсатора можно настроить в широком диапазоне частот. На (рис.13) понятна связь кабеля через петлю связи – аналог индуктивной связи с контуром и через гамма-согласование – аналог трансформаторной связи с контуром. Понятно, что при трансформаторной связи можно согласовать рамку более тщательно.

В этом колебательном контуре, образованном рамкой и конденсатором, электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора, а магнитное – вокруг рамки. Именно магнитное поле и является в дальнейшем причиной электромагнитной волны, которую излучает антенная система. Если мы будем решать задачу для нахождения оптимальных размеров рамки и емкости конденсатора, то результатом решения и будут приведенные выше цифры — длина рамки около 0,08 длины волны и емкость конденсатора около 30-50 пФ для диапазона 30 — 2 МГц.

Если мы возьмем рамку меньшей длины, то она уже не будет излучать столь сильно, из-за малой добротности рамки Q, которая, как известно, определяется как:

Q = (L / C) / Rn,

где L — индуктивность рамки, C — емкость на конце рамки, Rn — сопротивление потерь в рамке.

Понятно, что минимальное сопротивление потерь и максимальное отношение L / C будет у одновитковой рамки. Есть еще одна чисто физическая причина эффективной работы одновитковой рамки. Для максимального излучения необходимо охватить магнитным полем как можно больший объем пространства, что выполняется только у одновитковой магнитной рамки.

Если мы используем рамку большей длины, чем 0,08 рабочей длины волны, то она уже может не настроиться в резонанс и, вследствие этого, ее согласование станет проблематичным. Если же применим еще и рамку с электростатическим экранированием, то, учитывая емкость экрана на рамку и протекающие емкостные токи между рамкой и экраном, можно ожидать снижения ее эффективности по сравнению с неэкранированной рамкой при работе ее на передачу.

Итак, для работы на передачу лучше всего использовать одновитковую рамку. При настройке рамки в резонанс по ней могут протекать ВЧ-токи в сотни ампер, в зависимости от мощности вашего передатчика и степени согласования его с рамкой. Поэтому для передающей магнитной рамочной антенны важно, чтобы она была выполнена по возможности из медной трубы как можно большего диаметра. Желательно, чтобы ее поверхность была отполирована до зеркального блеска. Конденсатор переменной емкости обязательно должен быть высококачественным и, по возможности, не имеющим трущихся контактов. В крайнем случае, можно использовать обычный спаренный конденсатор, у которого будут подключены к рамке только статорные (неподвижные) пластины (рис.15). Естественно, в этом случае необходимо использовать ручку из хорошего диэлектрика для настройки рамки. Конденсатор должен быть высокодобротным, это является важным условием эффективной работы рамки на передачу. Поэтому он должен быть или воздушным или вакуумным – с твердым диэлектриком использовать нежелательно.

Следует заметить, что иногда встречаются сообщения об использовании радиолюбителями ненастраиваемых магнитных рамочных антенн для работы на передачу (рис.16). Даже теоретически задача эффективного согласования такой рамки с передатчиком очень сложна и выходит за пределы чистого радиолюбительства, поэтому этот тип антенн здесь не рассмотрен. Не рекомендуется их использовать без надлежащей теоретической и практической подготовки, так как результат будет весьма неутешителен.

При использовании магнитных рамок в качестве приемных антенн проблема КПД так остро не стоит. Это означает, что можно использовать конденсатор с твердым диэлектриком или воздушный с трущимися контактами. Рамка может быть многовитковой, вследствие чего размеры ее могут быть уменьшены. Провод, используемый для рамки, может быть тонким, часто применяют коаксиальный кабель для выполнения магнитных приемных рамок. В этом случае внутренняя жила и есть сама рамка, а экран кабеля выполняет роль экрана рамочной антенны. Передвижением катушки по стержню можно плавно изменять индуктивность контура, что и делается для сопряжения входного контура на ферритовом стержне с гетеродинным контуром во многих промышленных малогабаритных транзисторных приемниках.

Из рис.17 видно, что наибольшую индуктивность будет иметь система, где катушка равномерно распределена по ферритовому стержню. Исходя из этого, для работы на КВ (примерно до 7-10 МГц) можно попытаться использовать ферритовый стержень даже проницаемостью 600-400. Это может выручить тех, кто не имеет возможности достать ферриты с проницаемостью 100. Провод для ферритовых антенн лучше использовать многожильный, с большим количеством жил. Общий диаметр этого провода для СВ и ДВ может быть до 0,5 мм, для КВ — до 1 мм.

При использовании магнитных ферритовых антенн (рис.17а,17б) катушку связи можно располагать на одном из ее концов, при использовании же антенны (рис.17в) катушку связи можно располагать сверху основной катушки в любом ее месте. В любом случае предпочтительно использовать усилители с симметричным входом.

 

10. Коэффициент полезного действия магнитных рамочных антенн.

Как известно, КПД передающей антенны равен:

КПД = Ра / Ртх,

где Ра — полная мощность, излучаемая антенной, а Ртх — полная мощность, подводимая к антенне от передатчика.

Очевидно, что КПД антенны никогда не будет выше 100 % и Ра < Ртх. Также очевидно, и что Ртх = Ра + Рп, где Ра – полная мощность, излуча-емая антенной, Рп – мощность потерь.

И в этом случае

КПД = Ра / (Ра + Рп)

На самом деле определение излучаемой антенной мощности является очень сложной задачей, требующей применения мощного математического аппарата и точных приборов. Поэтому, чтобы упростить задачу, будем считать, что вся мощность, которая подводится к оптимально, согласованной, антенне, излучается, то есть преобразование подводимого высокочастотного напряжения в электромагнитную волну антенной равно 100 %.

Потери энергии в этом случае могут быть только в кабеле при неидеальном согласовании антенны с кабелем. КПД в этом случае будет равен

КПД = Ра / (Ра + Рпк),

где Рпк — мощность потерь в кабеле. При хорошо согласованной с кабелем антенне КПД может составлять величину до 98%. Именно такие цифры были приведены для антенны DK5CZ в (9). Нужно понимать, что это значение дается фирмой-производителем в рекламных целях и далеко от реального положения дел. Проведя несложные преобразования, КПД можно определить и как:

КПД= Rа / (Rа + Rп),

где Ra – сопротивление излучения антенны, а Rп – сопротивление потерь.

В случае использования магнитных рамок, сопротивление потерь может быть относительно большой величиной. Сопротивление излучения магнитной настроенной рамки примерно равно характеристическому сопротивлению контура Rп = Ö ` L / C

Практически можно определить индуктивность и добротность рамки из соотношений:

Q = w L / Rп и Q = Rи / Rп и определить сопротивление потерь рамки и ее общую емкость. Эти величины очень важны для расчета КПД антенной системы.

Возьмем очень хороший случай, когда используется высококачественный конденсатор и высококачественная медная трубка. В этом случае сопротивление потерь этих элементов будет мало в сравнении с сопротивлением излучения рамки. Очевидно, что КПД в этом случае

КПД = Rи ´ К / (Rи + Rк + Rр)

где Rи — расчетное идеальное сопротивление излучения рамки,

Rк — сопротивление потерь в конденсаторе,

Rр — сопротивление потерь в рамке,

K — КПД согласующего устройства.

Расчетное значение КПД для этого случая равно около 45 % и не превышает КПД согласующего устройства. Однако, и это значение КПД не так уж плохо. Не следует забывать, что он выше, чем у штыря с 3 противовесами, к тому же рамочная антенна обладает направленностью, что позволяет радиолюбителю более полно использовать ее возможности.

КПД приемной антенны равен отношению мощности отдаваемой антенной в нагрузку к мощности, которую она отдавала бы в нагрузку, если бы не имела потерь. Потери же в приемной антенне велики, т.к. обычно используется тонкий провод, конденсатор с трущимися контактами, часто с твердым диэлектриком и к согласованию с нагрузкой не относятся так серьезно, как в передающих антеннах.

Можно предположить, что КПД в этом случае будет в пределах долей процента. Но за счет усиления приемника и направленных свойств эти антенны обеспечивают удовлетворительный прием.

 

11. Расположение магнитной антенны в пространстве относительно других предметов.

Как уже отмечалось выше, магнитные антенны реагируют на магнитную составляющую электромагнитной волны. Это позволяет размещать магнитные антенны даже внутри железобетонных зданий. Но конечно, лучшим вариантом их размещения будет свободное пространство. Оно позволит избежать промышленных помех и позволит полностью реализовать направленные свойства магнитных антенн.

Что касается передающих антенн, то при их размещении есть свои особенности. За счет излучения сильного магнитного поля, такие антенны дают наводку на магнитные головки магнитофонов и проигрывателей, на катушки индуктивности различных устройств. Это может создать сильные помехи для телевидения и радиоприема, причем помеха не исчезает при отсоединении антенны от этих устройств, но за счет изменения направления излучения магнитной антенны и, может быть, за счет изменения пространственного расположения самих устройств, подвергающихся наводкам, может быть существенно уменьшена.

При размещении антенны на балконе, рядом с проводящими предметами, диаграмма направленности антенны исказится, но с этими искажениями можно вполне смириться.

На крыше требуется весьма мало места для размещения магнитной передающей антенны. Рядом с ней могут быть любые предметы и любые антенны – они окажут мало влияния на ее работу, и в то же время будут мало подвержены влиянию со стороны магнитной антенны. Это одно из самых главных преимуществ магнитных антенн над всеми остальными.

Но есть случай, когда характеристики антенны могут серьезно исказиться – если магнитная антенна находится внутри дельты или другой петлевой антенны (рис.18). Характеристики же самой наружной антенны при этом не изменяются. Для компенсации влияния наружной антенны на внутреннюю, к концу коаксиального кабеля, идущего от этой внешней антенны, погружают переменный конденсатор емкостью до 400 пФ, переменную индуктивность 10-200 мкГн или переменное сопротивление 200-300 Ом (рис.18).

Возможна комбинация нагрузки из этих элементов. Обычно при этом удается добиться того, что наружная антенна не влияет на внутреннюю.

 

12. Воздействие атмосферного электричества и осадков на магнитную антенну.

Вследствие того, что рамка и питающий коаксиал заземлены, магнитная антенна не подвержена помехам со стороны статического электричества. Это позволяет использовать её в предгрозовой период . Так как магнитная антенна обычно расположена ниже других антенн, то попадание молнии в неё очень и очень маловероятно.

Вследствие избирательности по направлению и резонансных свойств магнитная антенна подвержена грозовым помехам гораздо меньше, чем любая другая антенна. Это позволяет вести работу на нее даже во время грозы, когда на другие антенны прием из-за QRM практически уже не возможен. В целом же магнитная антенна является самой безопасной из всех антенн при работе во время грозы.

Необходимо тщательно защищать излучающую поверхность рамки от воздействий осадков, которые могут “съесть” тонкий зеркальный поверхностный слой. Это можно сделать с помощью радиокраски. Необходимо принять меры по защите переменного конденсатора и по защите согласующего устройства. На конденсаторе будет высокое напряжение, а через согласующее устройство будут протекать значительные токи, поэтому недопустимо попадание влаги на них. Коронные и поверхностные разряды могут испортить конденсатор и согласующее устройство.

Вследствие своих малых размеров магнитная антенна может быть размещена даже под навесом или полностью в диэлектрическом экране для защиты ее от воздействия осадков.

 

13. Магнитные антенны с кардиоидной диаграммой направленности.

Если соответствующим образом сложить диаграмму направленности магнитной антенны, которая имеет вид восьмерки (рис.19) и диаграмму направленности штыревой антенны, которая имеет вид круга, то получим кардиоидную диаграмму направленности (рис.19). Кардиоидной она называется потому, что фигура, образованная ей носит название “кардиоида”.

Чтобы получить такую диаграмму направленности, необходимо сложить соответствующим образом по фазе и амплитуде сигналы от рамки и штыря. Так как рамочная антенна реагирует на магнитную составляющую ЭМВ, а штырь на электрическую, то сдвиг фаз ЭДС, производимых этими антеннами, будет 90 градусов. Это объясняется тем, что сдвиг фаз между магнитным и электрическим векторами ЭМВ составляет 90 градусов. Для кардиоидной диаграммы направленности необходимо, чтобы фазы ЭДС от двух антенн совпадали. Для этого обычно включают в цепь штыря высокоомный резистор или индуктивность, или то и другое (рис.20)

Если осуществить переключение штыря, то мы сможем изменить направление кардиоиды (рис.21). В некоторых случаях удобно переключать не штырь, а менять фазу ЭДС от магнитной антенны (рис.22). Такие кардиоидные антенны широко используются “лисоловами” для приема. Использование таких антенн на передачу хотя и сложно, но теоретически возможно. Для этого необходимо иметь согласованную рамку и согласованный штырь (рис.23). Штырь может быть выше диаметра рамки в 3-4 раза. При использовании устройств, согласующих малые сопротивления штыря и рамки с передатчиком, магнитные рамки получим сдвиг фаз ЭДС от штыря и рамки, который будет нам неизвестен. Вот почему фазосдвигающее устройство должно обеспечить регулировку фазы от 0 до 90 градусов.

Конечно, при создании такого устройства возникают проблемы по обеспечению как его широкополосности, так и, по возможности, его оперативной подстройки, т.к. сдвиг фаз рамки и штыря, который обеспечит их согласующие устройства, может меняться не только при смене диапазонов, но и внутри одного диапазона.

Есть еще один интересный способ получения кардиоидной диаграммы направленности. Выше было показано, за счет чего получается диаграмма направленности в виде восьмерки. Если же мы в неэкранированной рамочной антенне заэкранируем одну из ее полови-нок, то тем самым существенно ухудшим прием, идущий со стороны этой экранированной половинки (рис.24) и нарушим симметрию рамки. Такую приемную антенну можно выполнить из коаксиального кабеля со снятым экраном. При использовании ее на УКВ для повышения эффективности работы ее периметр может быть равен четверти длины волны. При использовании такой антенны в качестве передающей, необходимо ее тщательное согласование с передатчиком.

 

14. Еще о магнитных антеннах.

Магнитные антенны часто используют для приема радиовещательных станций, но их можно использовать и при приеме телевидения. Для упрощения конструкции магнитной телевизионной антенны преобразуем классическую магнитную антенну (рис.25) в упрощенную.

Такую магнитную антенну можно выполнить из коаксиального кабеля любой марки. Периметр рамки L должен быть равен примерно 0,1 длины волны нижнего телевизионного канала, но при сильном сигнале он может быть равен и 0,1 длины волны верхнего телевизионного канала.

Такая магнитная антенна проигрывает по усилению традиционным телевизионным антеннам, но за счет того, что она реагирует только на магнитную составляющую, обеспечивает гораздо лучшее качество приема в городских условиях и работает в диапазоне частот начиная от нижнего, то есть антенна на 1 TV-канал будет принимать и остальные каналы как метровые так и дециметровые. Длина кабеля от антенны к телевизору некритична.

Кроме бесспорного преимущества – простоты – такая антенна имеет еще одно очень важное достоинство. На длинах волны ниже 0,1 длины ее периметра коэффициент усиления стремительно падает. Это позволяет при использовании приемной магнитной антенны избежать перегрузки телевизора от расположенной рядом или ведомственной, или любительской радиостанции.

Если использование магнитной антенны для цели устранения TVI затруднительно, например, она обеспечивает слабый уровень сигнала, то можно использовать фильтр, сделанный из двух таких антенн (рис.26).

Такой фильтр незначительно ослабляет частоты телевизионных каналов и не дает искажения ТV-сигнала по сравнению с традиционными на LC-элементах. Конечно, он гораздо проще, чем LC-фильтр. Установить его можно как внутри телевизора, так и в тяжелых условиях приема и на приемной телевизионной антенне. При уверенном приеме телевидения после установки такого фильтра качество приема, несмотря на ослабление, вносимое фильтром, может даже возрасти за счет уменьшения уровня приема отраженного сигнала.

Диаметр магнитных антенн в фильтре на рис.26 может быть от 3 до 6 см.

При использовании магнитной антенны для приема УКВ-ЧМ оказалось, что она обеспечивала гораздо лучшее качество приема, чем любая суррогатная и даже наружная антенна. Периметр рамки для приема УКВ-ЧМ диапазона 70 МГц может быть в пределах 40-20 см.

При дальнейших опытах с магнитной рамочной антенной был получен еще один очень интересный результат.

Как известно, любая приемная антенна, которая не согласована с нагрузкой, часть принимаемой мощности ВЧ-сигнала излучает обратно. Используя этот принцип, оказалось возможным найти такую точку около приемной антенны типа “волновой канал”, в которой такая магнитная антенна обеспечивала удовлетворительный прием даже на значительном расстоянии от телецентра. Без вспомогательной антенны качество приема было плохим (рис.27).

В тяжелых условиях приема хороший результат получался при надевании магнитной антенны на активный вибратор многоэлементной приемной антенны. Телевизор, работающий от многоэлементной приемной антенны, работал при таком “дележе” TV-сигнала без ухудшения качества.

На основании этого опыта мною была изготовлена конструкция, позволяющая работать в каналах МВ и ДМВ с использованием одного кабеля (рис.28). Качество приема TV передач в зоне уверенного приема было хорошим. Петля магнитной антенны в этом случае была выполнена на средний МВ TV-канал.

Были проведены эксперименты с вибраторами длиной от четверти длины волны до длины волны TV-канала. В последнем случае антенна работала лучше. Необходимо обеспечить движение вибраторов вдоль их оси для подстройки антенны по лучшему качеству приема.

При использовании вибраторов в одну длину волны антенна получается громоздкой. Для уменьшения размеров антенны и усиления связи магнитной антенны с вибраторами мною была проведена попытка увеличить число витков магнитной антенны и выполнить витой вибратор (рис.29).

Оптимальное число витков магнитной антенны составило от двух до трех. Для вибратора была использована пластиковая лыжная палка диаметром 14 мм, на которой был намотан медный провод диаметром 2 мм и начальной длиной, равной длине TV-канала.

Настройка заключалась в отрезании провода по одному витку, растяжке – сжатии после этого вибратора, перемещении магнитной антенны по вибратору для наиболее качественного приема. В результате полной настройки антенны было отрезано около 30 % от длины провода вибратора. Такая антенна, настроенная на 4 канал, хорошо работала и в 6, и в 12 каналах, и по своим параметрам практически не уступала антенне на (рис.28).

Для приема ДМВ использовался помещенный в верхнюю часть антенны квадрат с периметром, равном длине волны TV-канала ДМВ (рис.30).

Витой вибратор можно выполнить как с близким расположением витков – 0-2 мм между витками – так и расположить витки на расстоянии 5-15 мм друг от друга. Необходимо понимать, что свою настройку необходимо провести в каждом индивидуальном случае выполнения витого вибратора.

 

ЛИТЕРАТУРА.

  1. Н.А. Коганович. Радиооборудование самолетов. Оборониздат М., 1962.

  2. Г.Б. Белоцерковский. Основы радиотехники и антенны. РиС., М., 1983.

  3. Радио N 7, 1989.

  4. Радио N 2, 1990.

  5. Н.Т. Бова, Г.Б. Резников. Антенны и устройства СВЧ. Киев, Высшая школа, 1982.

  6. Н.Н. Федоров. Основы электродинамики. Высшая школа, М., 1980.

  7. Радиолюбитель N 1, 1991.

  8. QST March 1979, Doug De Maw, On Ferrite- Rod Inductors, p. 38.

  9. Радиолюбитель N 5, 1992.

И.Н.Григоров (RK3ZK).

Archive — RECEIVER.BY

a quick search in the archives of amateur publications


Recent searches

ANTENNA [136], приёмник [218], Б5-43а, Б5-44а, Б5-45а [1], Милливольтметр [12], manual [1269], ГРАНИТ [7], Yaesu FT-101 [3], Передатчик на микросхеме Motorola MC2833 [2], AKAI [94], Х1-7 [3], jvc av-k29mx1 [2], УКВ [290], tda [101], 116 [30], 103 [52], Преобразователь Е824 инструкция [1], NOKIA 3330 (NHM-6 Service Manual Level-2, App-2), RAR [1], ВУ-15. Описание и инструкция [1], Рубин [16], SONY CM-DX1000 (Service Manual), PDF [1], Радий-301 [2], 70 ртп- [2], блок [525], 234 [8], Приципиальная схема модуля цветности МЦ-41 [4], Немного о ГПД. [1], Линейный усилитель мощности [13], усилитель мощности [396], УНЧ [41], Музыкальный звонок [14], Приципиальная схема селектора каналов СКМ-30-1 [1], Усилитель Видерхольда [1], ат 64 [3], AIWA VX-T1420 [1], PANASONIC TX-2150T/TX (шасси MX3) [1], Philips 14PT [6], Samsung cvm4967pl [1], ts-950s [6], Предусилитель с разделенной коррекцией АЧХ [1], Sanyo CTP-8463 [1], Слуховой аппарат [3], Aiwa ct [30], Радиоприемник Contest-RX [1], Nokia  [195], Прибор комбинированный Ц4313 Электрическая схема [1], 108 [148], 110 [111], предвар [36], PANASONIC TU-PT600 [1], proview [38], микроконтроллер [58], частота [6], NEC FS-1530 [3], panasonic rx [18], паспорт [9], FUNAI [146], Свирель 402 (микросхема) — 29Кб [1], panasonic  [681], Усилитель на TDA [14], Technics SU-V620 Усилитель мощности. Схема. 621Kb. [1], Quad-405 Усилитель мощности. Схема. 46Kb. [1], блок питания  [176], Юность 301 (электрофон ламповый) — 17Кб [1], к-16010 [2], kenwood  [58], PALLADIUM 990 [1], TS-850S Инструкция [1], Трансивер [226], блок питания 591-88 [1], Весна 346 [1], alan hm 43 [4], Хазар 402 [2], SAMSUNG MAX-S720 схема [1], ТЕХ [287], Blaupunkt 6W640 [1], Орель 101 [1], IC-7200 Manual [1], Aiwa nsx-f959 [1], Приципиальная схема импульсного блока питания БПИ-13с [2], Электроника К-04 [1], вольтметр  [41], FT-890 [6], Sony c [87], THOMSON [17], TDA1515) [2], panasonic tx [255], Источник питания б5-47 [1], superstar [3], FM радиоприемник на CXA 1191S. [2], Как [150], Антенный усилитель ДМВ на микросхеме МGA86563 [1], Funai VIP-5000LR service manual [1], укв [172], 204 [39], Щ306-1 принципиальная схема [1], программатор [188], service manual [467], приёмник [509], видеодомофон [2], техническое описание [23]

Практические идеи для портативных магнитных рамочных антенн


Магнитные рамочные антенны становятся все более популярными в наши дни, потому что они могут быть очень эффективными для своего размера, не нуждаются в радиальных элементах (хотя большинство конструкций имеют вертикальную поляризацию), имеют удобные углы взлета и могут быть легко повернуты до максимума или нуля. сигнал. Платой за это является небольшая полоса пропускания, высоковольтные конденсаторы и необходимость поддерживать очень низкие потери сопротивления.

Антенна, штатив без постоянного конденсатора 40M.


Представленная здесь схема контура исключает использование вакуумных конденсаторов переменной емкости из-за размера, веса и стоимости. Ручная настройка более удобна для портативной работы. Для меня это означало, что его окружность не превысит 10 футов, чтобы поместиться в багажник моей машины, но с мощностью 40–10 м при мощности 100 Вт.

У меня был на складе сдвоенный датчик Johnson на 200 пФ/2 кВ, который мог бы настроить 30M-10M, если соединить обе секции последовательно, чтобы получить 100 пФ/4 кВ (использовать оба конца, а не рамку), тем самым избегая сопротивления контакта скользящего контакта.Параллельно к переменному на 40М можно добавить менее дорогой фиксированный вакуумный конденсатор (в моем случае 140 пФ/5 кВ). Два конденсатора с малыми потерями, включенные параллельно, разделяют общий ток, который приближается к 40 А при 100 Вт.

Я разрезал 10-футовую секцию медной трубы типа M 3/4 дюйма на восемь равных частей (0,875 наружного диаметра), при этом последний кусок был разделен и укорочен с помощью держателя конденсатора. Более толстая труба увеличивает вес, но не дает заметно лучшей производительности. Секции соединяются восемью коленами под углом 45 градусов.

Я использовал 15% серебряный припой, доступный на eBay примерно за 20 долларов, который также на 80% состоит из меди.Свинец или олово не являются хорошим выбором для проводимости. Я использовал Silvaloy 15, но другие бренды похожи. Использовались шесть или семь стержней длиной 20 дюймов.

15% серебряные стержни и зажимы для пайки конденсаторов.


Стыки должны быть чистыми и блестящими; пайка их газовым баллоном MAPP на пропановой горелке, чтобы получить дополнительное тепло, отлично работает. К счастью, кривая обучения быстрая, и не требуется никаких изменений.

Паял их в гараже с помощью тисков, хотя лучше в теплый безветренный день.Использование однодюймовой медной трубки может быть вариантом для некоторых, но сгибание, вероятно, будет затруднено для менее опытных.

Измеренное сопротивление контура постоянному току составило около 1,4 мОм. Хороший небольшой калькулятор контура передачи находится по адресу www.66pacific.com . Их калькулятор для 40M сказал, что мне нужно еще около 10-12 пФ. Это могло быть связано с паразитной емкостью в конструкции, которая оказалась хорошей, поскольку я смог без проблем настроиться на 6,8 МГц.

Фиксированный вакуумный конденсатор был необходим только на 40M, что изначально было проблемой.Окончательная конструкция настраивалась в диапазоне 6,8–28,7 МГц, хотя верхний конец можно было легко расширить, согнув или удалив пластину переменного конденсатора. U-образные держатели из модифицированной медной трубы прочны и использовались для крепления конденсаторов.

Настроечный конденсатор; медные полосы поперек алюминиевого профиля для снижения сопротивления.


Идеи самодельных высоковольтных конденсаторов можно найти в ARRL Antenna Book и в Интернете; просто помните, что для 100 Вт требуется около 4 кВ. Во время первоначального тестирования на 100 Вт переменный конденсатор загорелся, пока я не обнаружил, что на него упал небольшой лист.

Популярным способом согласования антенны является небольшая петля диаметром 1/5 (в данном случае восемь дюймов RG8X). Один конец коаксиального кабеля припаян к центру и оболочке разъема SO239 обычным способом, но другой конец имеет оплетку, не соединенную с центральным коаксиальным проводом, припаянным к внешней оболочке, что приводит к короткому замыканию по постоянному току. Некоторые говорят, что этот метод лучше, потому что он обеспечивает улучшенный электростатический экран и лучший рисунок.

Петлю подачи можно поставить сверху или снизу.Крепление вверху делает петлю менее тяжелой. Тем не менее, RF затем соединяется с провисающей коаксиальной линией, и его необходимо заглушить тороидами или каким-либо другим способом.

Отсутствие ВЧ на фидерной линии было подтверждено путем перемещения рук вверх и вниз по коаксиальной линии рядом с разъемом без изменения КСВ, что должно привести к лучшим нулям. Чем выше конденсатор, тем меньше вероятность расстройки из-за окружающих предметов.

Я получил большую часть деталей из Home Depot, в том числе U-образные держатели для медных труб, которые были забиты молотком и использовались для крепления конденсаторов.К верхней части были припаяны гайки, чтобы латунный винт мог прикрепить фиксированный конденсатор на 40 МОм. Переключение было бы слишком потеряно.

Три колена из ПВХ 22 1/2 градуса 3/4 дюйма, используемые в штативе, взяты из Pvcpipesupplies.com всего за несколько долларов.

Деталь верхнего крепления.


Использование ПВХ для рамы лучше, потому что чем меньше металла в радиочастотном поле, тем лучше. Поскольку первое испробованное крепление на раме H было слишком нестабильным, я попробовал крепление для штатива с гораздо лучшими результатами, с простой сборкой и разборкой.

Штатив нуждался в изгибах 22 1/2 градуса, потому что общедоступные версии с углом 45 градусов заставляли ноги раскладываться слишком быстро. Нижняя часть штатива имеет упор под полкой, который стабилизирует его и позволяет размещать на нем грузы в ветреную погоду.

Обзор штатива.


Я использовал фанеру толщиной 22-5/8 дюйма сбоку и толщиной 1/2 дюйма для нижней полки, но в следующий раз буду использовать 5/16. Верхний треугольник был со стороной 8-5/8 дюймов и был толщиной 3/4 дюйма из сосны (в следующий раз из лиственных пород).Все детали из ПВХ имеют размер 3/4 дюйма, за исключением мачты размером четыре фута/один дюйм, которая делает легкодоступным настроечный конденсатор. Общая длина диагонали над нижней полкой составляет 30-5/8 дюймов, включая муфту, тогда как длина секции ниже составляет 13 дюймов.

Настроечный конденсатор; показаны отверстия для фиксированного конденсатора 40M.


Желательно покрасить всю раму, чтобы уменьшить повреждение от солнца. Два куска ПВХ, прикрепленные к мачте, вырезаны с отверстием 0,89 дюйма. Это обеспечивает надежное крепление с защелкой, но легкий демонтаж.Y-образные тройники из ПВХ необходимо прикрепить к петле перед пайкой, используя влажную тряпку, чтобы она не остывала. В следующий раз, на три или четыре дюйма ниже, он будет немного менее тяжелым вдали от области высокого напряжения, возможно, расширив верхний предел частоты 10M.

КСВ в резонансе составляет 1,3 или меньше, за исключением 10M, где он равен 1,6. Потери, соответствующие этому низкому КСВ с помощью тюнера, вероятно, будут больше, чем дополнительные потери, вызванные КСВ. Выделение пика на приемном шуме легко, так как он настолько резкий, что вы можете упростить операции, делая только это.

Ширина полосы КСВ 2:1:

40M     13 кГц
30M    35 кГц
20M    48 кГц
15M    80 кГц
10M    83 кГц (вероятно, больше пропускная способность,
        , но КСВ начинается с 1,04.)

КСВ

на 40M.


На демонстрации Quartzfest в прошлом году петлю сравнивали с имеющейся в продаже петлей того же размера, но с алюминиевой трубкой. Их ширина полосы КСВ 2:1 на 40M составляла 27 кГц против 13 кГц, но их дополнительные потери можно было услышать при некотором сравнении эфирных сигналов.Примерно за два часа пару месяцев назад на 40M было слышно около 20 контактов от Аляски до Новой Англии мощностью 200 мВт, что является свидетельством как WSPR, так и этой антенны.

Конденсатор настройки с присоединенным фиксированным конденсатором 40M.


Безопасность при радиочастотном воздействии является проблемой для небольших рамочных антенн. Использование маломощного анализатора КСВ или пикового шума приемника является безопасной альтернативой маломощной настройке КСВ. Kai Siwiak KE4PT упоминается в технической переписке QST в мае 2017 г. частично:

«Кроме того, для петли диаметром один метр, работающей при непрерывной мощности 10 Вт, включая отражение от земли, расстояния соответствия почти постоянны на диапазонах 40–10 метров и составляют менее 1.5 метров (4,9 фута) для осведомленного пользователя и 2,1 метра (6,9 фута) для широкой публики».

Другие предложили еще большее расстояние (Примечания 1, 2, 3 и 4), безусловно, со 100 Вт.

Развлекайся и будь в безопасности! НВ


Примечания

К. Сивиак KE4PT, «Расстояния, соответствующие требованиям радиочастотного воздействия для контуров передачи и ток контура передачи», Техническая переписка QST , май 2017 г., стр. 64-65.

К. Сивяк KE4PT, «Ближние поля электрически малой петли могут влиять на определение направления» QST , июль 2015 г., стр. 63-64.

Jim Lux W6RMK в письме с обширным техническим анализом Стиву Форду от 29 ноября 2006 г. о соответствии РЧ рамочных антенн

Таблица 17 в FCC OET65B; www.fcc.gov/general/oet-bulletins-line .


DIY Магнитная петля | Rylwy Phone Patch

Спасибо, что посетили мою страницу.
Здесь я буду размещать всю свою работу по созданию магнитных рамочных антенн, контроллера, файлов для 3D-принтера для всего используемого пластика, механики и программного обеспечения системы настройки и т. д.
но — будет какое-то время доделывать.
после того, как я закончу работу, теперь потребуется некоторое время, чтобы свести все воедино из бумажек  до разумного представления.
, поэтому, пожалуйста, возвращайтесь время от времени, или, если хотите, я могу создать группу электронной почты — и я буду обновлять группу. пожалуйста, дайте мне знать.
Извините за мой английский. Приветствуются любые комментарии и вопросы.
Спасибо, 73 Daniel   M0HWD , 4X1WD, KK4CZI  

список деталей:        250519

1  u1   Управление/драйвер шагового двигателя ST L293D          (4 фунта стерлингов.45 вкл. НДС)

2  u2   Модуль PICAXE-28X2 (AXE201)                                   (14,99 фунтов стерлингов с НДС) 

3  u3   Бюджетный серийный OLED-модуль  AXE133Y            (14,99 фунтов стерлингов с НДС) 

4         USB-кабель для загрузки PICAXE                           (14,99 фунтов стерлингов с НДС) 

5         PRO SIGNAL — Динамик, 100 мВт, 150 Ом, (5,58 фунтов стерлингов с НДС)

6         маленькая векторная доска

7         5 переключателей ptt

8         1 вкл. выкл.

9         2 розетки для ics

10       1 разъем и гнездо для двигателя

11       1 разъем и гнездо для civ

12       1 разъем и гнездо для  ps

13       коробка и крышка (позже прикреплю stl файлы для 3д принтера)     

14       стр.с. 12 В 2 А

15       Радиатор для драйвера шагового двигателя 

16       Мини-гибридный шаговый двигатель RVFM MY3002, размер 11 (30,25 фунтов стерлингов с НДС)

17       Червячные редукторы RVFM Упаковка из 10                                    (5,38 фунтов стерлингов с НДС)

18       латунная трубка длиной 4 мм X 3 см (для соединения вала/ступени)

19      пластина из дельрина/плексигласа 30 x 15 x 1

20        Разъем BNC

21       1 телескопическая стеклопластиковая длина 7–11 м

22       1 основание для зонтика 

23       65 см коаксиальный кабель для маленькой петли RG 240

24      1 м крупноячеистой сетки 

25        винты, шайбы и гайки     (разъем)

26        Труба 320 см x 32 мм для основного контура 

27        КП1-8 5-250 пФ 5кВ Военный высоковольтный вакуумный переменный 10 — 40 м

ИЗМЕНЕНИЯ В СПИСКЕ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ВЕРСИИ B:

1.4 X 2N6308 (ВМЕСТО L293D)

2. Перечень деталей № 17 не требуется. Радиатор для драйвера шагового двигателя

.

Файлы для 3d принтера stl находятся здесь — нажмите на документ, затем сохраните его на свой компьютер —  

Инструкция по эксплуатации — Контроллер магнитной петли     230619 — 120819  M0HWD rev. 1.4

 

Кнопки   (справа налево)

 

     Короткое нажатие:

1    гражданская — изменить частоту антенны на частоту приемопередатчика  

2    частота — вниз

3     частота – до

4   диапазон вниз

5    диапазон — до

 

Длительное нажатие:

1   откалибровать частоту до центральной частоты    диапазона

2     частоты – быстро снижается

3   частоты — быстрый

4    откалибровать нижнюю часть диапазона

5   откалибровать верхнюю часть диапазона

 

 

 

Калибровка контроллера – первый запуск:

 

Контроллер можно запрограммировать на опорные шестерни, конденсатор и ленты.

Этот пример относится к вакуумному конденсатору 5-250 Пф, — 25 витков, шестерня имеет 50 зубьев, а магнитная петля имеет диаметр 1 метр.

В этом примере используются диапазоны    10–40 м

 

 

Каждая полоса   имеет предпочтительную «среднюю частоту» следующим образом   (выбрана мной) 

 

160   1830 МГц

80   3700  МГц

60    5000 МГц

40    7100    МГц

30   10 120 МГц

20    14250 МГц

17    18 100 МГц

15   21250 МГц

12    24950 МГц

11    27300 МГц

10    28450 МГц

6      50100 МГц

По умолчанию программа настроена для первого использования в диапазоне 20 м.

По умолчанию все коэффициенты диапазонов запрограммированы на мой цикл.

 

Калибровка:

Вам нужен антенный анализатор (я использую АА-230 фирмы Риг эксперт)

Будет проще иметь переключатель — переключение между трансивером и анализатором — подключенный к антенне.

 1. Узнайте резонирующую частоту антенны прямо сейчас.

2   доведите резонанс антенны до 14250 кнопками частоты 2/3 (моя средняя полоса для

             20 м)

3   отсоедините кабель от контроллера.

4   переключатель контроллера

5   непрерывно нажимайте кнопку NR 4 и включите контроллер, отпустите кнопку.

6   Снова подключите кабель к контроллеру.

7    доведите антенну до резонанса на 100 кГц за пределы «средней полосы частот», например. 14150 кГц

8   нажмите кнопку 4 на 2 секунды (длинный звуковой сигнал)

9    переведите антенну в резонанс 100 кГц сверх «средней полосы частот», например. 14350 кГц

10    нажмите кнопку 5 на 2 секунды (длинный звуковой сигнал)

 Контроллер рассчитает коэффициент — сколько тактов шагового двигателя потребуется для 1 кГц.

Коэффициент будет отображаться в верхней правой части контроллера.

После расчета контроллер переместит более крутой двигатель на «частоту средней полосы».

Если частота резонирует на отображаемой частоте, измените резонанс антенны с помощью кнопки 2/3, затем нажмите кнопку 1 на 2 секунды.

Вот и все.

Теперь повторите для всех диапазонов,   НО   только шаги 7–10.

Чтобы изменить диапазоны, нажмите кнопку 4/5, и помните, что +-100 кГц от отображаемой частоты (больше не 14250, как это делалось раньше)

 

 

Нормальная работа

изменить частоту приемопередатчиков, чтобы найти станцию ​​или пустое место.

Когда вы решите передать сообщение, коротко нажмите бота 1.

 

В связи с изменением климата, влажностью, дождем и т. д. калибровка может немного измениться.

единственное что нужно сделать — если центральная частота меняется — довести среднюю частоту нажатием кнопки диапазона 4/5 до желаемого диапазона, затем откалибровать резонансную частоту кнопкой 2/3, затем нажать кнопку 1 на 2 секунды.

 

 

 

#no_table: #no_data
символ B0x = b0: символ B1x = b1: символ B2X = b2: символ b3x = b3: символ b4x = b4
символ b15_last_band = В15: символ w5_fac = W5: подтяжка% 10111110
, если pinb .2 = 0 then : sound b.0,(70,400) goto DEFAULT : endif                                          
gosub INIT      

MAIN:
пусть b16 = pinsB & %00111110        
 если b16 = 62  тогда: на b1x перейдите к MAIN, D7, BAND_UP, D6, BAND_DWN ,CIV ,BO6, BO7,BO8, RELEASE : endif/ 2 6 b16 — 6 b1 : on b16 goto  BOT5 ,BOT4,main,BOT3,main ,main,main,BOT2,main ,main,main,main,main,main,main,BOT1
 BOT1: pause 10                                                                301  тогда
            w9 = w9 + 1                b1x = 5
           если w9 > 300  тогда : b1x = 6: звук b.0, (70,255): ENDIF
ENDIF: GOTO MAIN

BOT2: W9 = W9 + 1: B1X = 0
, если W9> 10 Тогда: B1X = 7: ENDIF
Звук B.0, (70,1)
Если W3> 1 Then: W3 = W3 — 1: ENDIF
B17 = 20: GOSUB направление: GOTO MAIN

BOT3: W9 = W9 + 1
B1X = 0
, если W9> 10 Тогда: B1X = 7: ENDIF
Звук b .0, (70,1)
Если W3 B17 = 20: направление GOSUB: GOTO MAIN

BOT4: Если W9 <1001, то
W9 = W9 + 1: B1X = 4
      если w9 > 1000, то : b1x = 3 : звук b.0, (70,255): ENDIF
ENDIF: GOTO MAIN

BOT5: Если W9 <1001, то
W9 = W9 + 1: B1X = 2
, если W9> 1000 Then: B1X = 1: Звук B.0, (70,255) : Endif
Endif: Goto Main

BO6: Gosub Common: Gosub Mid_band: B17 = 3: Gosub Direction: Goto Main
BO7: Gosub Common: Gosub Screen Gosub EE_ENTER: W9 = 0: Goto Main
BO8: GOSUB BC

ВЫПУСК: w9 = 0 : w11 = w11 + 1: если w11 = 1000, то : let outpinsa = %00000000: w11 = 0 : b1x = 0 : endif :goto MAIN

band_up:
Gosub Common: b15_last_band = b15_last_band + 8
, если b15_last_band = 120 Тогда: b15_last_band = 0: endif
b0x = b15_last_band + 5: read b0x, b28: b0x = b15_last_band + 5: b28: b2: b0x = b15_last_band + 5: b28: b2: b0x = b15_last_band + 5: b28: b0x = b15_last_band + 5: b28: b0x = b15_last_band. GOSUB SHOW_FR
GOTO MAIN

BAND_DWN:
GOSUB Common: B15_LAST_BAND = B15_LAST_BAND — 8
IF B15_LAST_BAND = 248 THEN: B15_LAST_BAND = 112: ENDIF
B0X = B15_LAST_LAST_BAND = 112: ENDIF
B0X = B15_LAST_LAST_BAND = 112: ENDIF
B0X = B15_LAST_LAST_BAND_BAND. , B29
Gosub FR_FORMAT: GOSUB SHOW_FR
GOTO MAIN

MID_BAND:
B17 = B15_LAST_BAND + 1: Напишите B15_LAST_BAND, B8: WRITE B17, B9
A1: Звук B.0, (70,500)
B0X = B15_LAST_BAND: B17 = B15_LAST_BAND + 1: Читать B0X, B6: Читать B17, B7
B0X = B15_LAST_BAND + 5: B0X, B28: B0X = B15_LAST_BAND + 6: READ B0X, B29 9008 8: B0X = B15_LAST_BAND + 6: BID B29 9008: B28: B0X = B15_LAST_SBAND + 6: READ B29 9008: B28: B0X = B15_LAST_LAST_BAND. b15_last_band + 2 : читать b0x,b10 :  b0x = b0x + 1  : читать b0x,b11        
     w15 = w3        
     

FR_FORMAT: W10 = B28 * 1000: W14 = B29 * 10: W10 = W10 + W14: Запись 124, B15_LAST_BAND: возврат

SHOW_FR: SETFREQ M8: SEROUT B.6, N2400,(254,128) : serout b.6, N2400,(#w10, » «) : setfreq em64  
         pause 2000 : b1x = 8 : w9 = 0 : return
  
COMMON:   w9 = 0: b1x = 0 : звук b.0,(50,25) : возврат  

EE_ENTER: запись 122,b8 : запись 123,b9 : b1x = 9 : w11 = 0 : возврат :  setfreq em64 : return  
        
DEF:  w12 = w12 * 100 : w12 = w12/w5_fac : return   

НАПРАВЛЕНИЕ:  если w3 = w4 then : gosub ЭКРАН : return : endif  

Zuz:
IF W3 else: Gosub First_2
ENDIF
IF B1X = 0 Тогда: Экран GOSUB: GOSUB EE_ENTE W4
else W13 = W4 — W15
ENDIF
W12 = W13 * W5_FAC: W12 = W12/100
IF W15 W12 = W12 + W10
ERSH
W12 = W10 — W12
ENDIF
IF
W12 = W10 — W12
ENDIF
IF
W12 = W10 — W12
. : setfreq m8 : serout b.6, N2400,(254,128) : serout b.6, N2400,(#w11,» «,#w4,»  «) : b4=0 : goto DD : endif
                setfreq m8 : serout b.6, N2400,(254 128 ) : вывод b.6, N2400,(#w12,» «,#w4,»  «)
DD:             setfreq m8 : вывод b.6, N2400,(254,205) : вывод b.6, N2400,(#w13, «): SetFreq EM64
Возврат
до н.э.: W9 = W9 + 1
, если W9 = 1500, тогда: звук B.0, (50 100): B1X = 0
SetFreq M8: Serout B.6, N2400, (254,128): serout b.6, N2400,(»  WAIT     » ): setfreq em64  
       gosub A1       
        b17 = 3: gosub DIRECTION : w9 = 0 : звук B.0, (60,200): звук B.0, (50 200)
Goto Main
Endif: Goto Main

D6: Gosub Common
W15 = W4: GOTO Main

D7: Gosub Common
W5_FAC = 20000 / W13
B0X = = = = = = B0X = = = = = = B0X = = = = = 20000 / W13
B0X = = 20000 / W13
B0X =. b15_last_band + 2: запись B0x, B10: B0x = B0x + 1: запись B0x, B11
GoSub FAC_SCREEN: GoSub ЭКРАН
w3 = 10000 / w5_fac: W3 = W4 — W3: W15 = и3
b17 = b15_last_band + 1: запись b15_last_band , b6 : запись b17, b7   
    b17 = 3 : gosub DIRECTION      
 goto MAIN  
FIRST_2:
 w4 = w4 + 1    
 high A.3: пауза b17
низкий уровень A.0: пауза b17
высокий уровень A.2: пауза b17
низкий уровень A.3: пауза b17
высокий уровень A.1: пауза b17
низкий уровень A.2: пауза b17
высокий уровень A.0: пауза b17
низкий уровень A.1 : пауза b17     
 если w3 > w4  то
перейти к FIRST_2
endif
вернуть

FIRST_1:
w4 = w4 — 1
высокий A.1 : пауза b17
низкий A.0 : пауза b17
высокий A.2 : пауза b17
низкий A.1 : пауза b17
2 высокий A.3 8 пауза низкий А.2 : пауза b17
высокий уровень A.0 : пауза b17
низкий уровень A.3 : пауза b17
если w3 < w4 тогда : перейти к FIRST_1 : endif
вернуть

CIV: gosub T2 COMMON : 0  9082 = hSer0Ptr08 = hSer082 , ($FE, $FE,$70,$E0,$3 ,$FD)
hserin [1000,main],0,10
получить 3 ,b26
если b26 = 112, то
получить 6 ,b26
получить 7 ,b27
Получить 8, B1X
, если B1X> 9 Тогда: B1X = B1X — 6: ENDIF
IF B1X> 19 То, что: B1X = B1X — 6: ENDIF
, если B1X> 29 Then: B1X = B1X — 18: ENDIF
, если B1X> 29 Then: B1X = B1X — 18: ENDIF
, если B1X> 29 Then: B1X = B1X — 18: ENDIF
, если B1X> 29. = 28 Тогда: b15_last_band = 80: endif
, если b1x = 24 then: b15_last_band = 72: endif
, если b1x = 21, тогда: b15_last_band = 64: endif
, если b1x = 18 Then: b15_last_band = 56: endif
, если b1x = 14. тогда : b15_last_band = 48 : endif
   если b1x = 10 then : b15_last_band = 40 : endif
 если b1x = 7 then : b15_last_band = 32 : endif
 если b1x = 5 then : b15_last_band =  if
Если b1x = 3 then: b15_last_band = 16: endif
w15 = b1x*1000: b1x = 0
W11 = B26/16
W14 = B27/16
W12 = W14*16: W12 = B27 — W12: W12 = W12 = W14*16: W12 = B27 — W12: W12 = W12 *10
W14 = W14*100
W11 = W11 + W12 + W14 + W15
GOSUB A1
W14 = W5_FAC/100
IF W11> W10 Тогда
W12 = W11 — W10 + W14
GOSUB DEF
W12 + W12 + W12 + W12 + W14
DEF
W3 + W3 + W12 + W12 + W12 + W12 + W14
.
else
W12 = W10 — W11+ W14
Gosub def
W3 = W3 — W12
ENDIF
SETFREQ M8: SEROUT B.6, N2400,(254,192): serout b.6, N2400,( #w11, » » ) :setfreq em64
endif    
 b4 = 1                                                          .6, N2400,(254,128) :serout b.6, N2400,(«WAIT   » ): setfreq em64
 b17 = 3 : gosub DIRECTION   
 sound B.0, (60 200 )
goto main :
frem 4 set
SetTimer t1s_4

ЭСППЗУ 5, (1): ЭСППЗУ 6, (70)
ЭСППЗ 13, (1): ЭСППЗ 14, (90)
ЭСППЗ 21, (3): ЭСППЗ 22, (65)
ЭСППЗ 29, ( 5) : EEPROM 30,(00)
, EEPROM 37,(7) : EEPROM 38,(10)
, EEPROM 45,(10) : EEPROM 46,(12) ,
, EEPROM 53,(14) : 4,E25 : )   
     EEPROM 61,(18) :  EEPROM 62,(10)   
     EEPROM 69,(21) :  EEPROM 70,(25)   
     EEPROM 77,(24) : EEPROM (78,(95) 2 8 EPROM 9008 : EEPROM 86,(45)   
    EEPROM 93,(30) : EEPROM 94,(00)   
    EEPROM 101,(55) : EEPROM 102,(10 )
EEPROM 109, (55): EEPROM 110, (20)
EEPROM 117, (55): EEPROM 118, (30)

EEPROM 2, (20): EEPROM 3, (1)
EEPROM 10, (30 ): Eeprom 11, (1)
eeprom 18, (40): eeprom 19, (1)
eeprom 26, (50): eeprom 27, (1)
eeprom 34, (14): eeprom 35, (0)
EEPROM 42, (40): EEPROM 43, (0)

EEPROM 50, (105): EEPROM 51, (0)
EEPROM 58, (175): EEPROM 59, (0)
EEPROM 66, (169) : Eeprom 67, (0)
eeprom 74, (83): eeprom 75, (0)
eeprom 82, (28): eeprom 83, (0)
eeprom 90, (130): eeprom 91, (1)
EEPROM 98 ,(140)    : EEPROM  99 ,(1)         
    EEPROM 106, (150)    : EEPROM 107   ,(1)        
EEPROM 114, (160): EEPROM 115, (1)

EEPROM 0, (0): EEPROM 1, (5)
EEPROM 8, (0): EEPROM 9, (5)
EEPROM 16, (0) : EEPROM 17,(5)   
      EEPROM 24,(0)   : EEPROM 25,(5)   
       EEPROM 32,(124) : EEPROM 33,(5)   
       EEPROM 40,(168) , 8 : EEPROM 4 1 EEPROM 48,(20) : EEPROM 49,(80)
      EEPROM 56,(102 ): EEPROM 57,(90)
      EEPROM 64,(169) : EEPROM 65,(96)
      EEPROM 72) : EEPROM 72,(198) 73, (108)
EEPROM 80, (19): EEPROM 81, (137)
EEPROM 88, (214): EEPROM 89, (181)
EEPROM 96, (0): EEPROM 97, (139)
EEPROM 104 , (0): EEPROM 105, (140)
EEPROM 112, (0): EEPROM 113, (141)

EEPROM 120, (0): EEPROM 121, (255)
EEPROM 122, (20): EEPROM 123 , (80)  
      EEPROM 124,(48)                    
  
    прочитать 120,B12 : прочитать 121, B 13

Читать 122, b8: read 123, b9
Читать 124, b15_last_band
Читать 125, B14

B0X = B15_LAST_BAND + 5: Read B0X, B28: B0X = B15_LAST_BAND + 6: READ B0X, B29 9008: B0X = B15_LAST_BAND + 6: READ B0X, B29
: B0X = B15_LAST_BAND_BAND_BAND_BAND. = b15_last_band + 2: read b0x, b10: b0x = b0x + 1: read b0x, b11
b0x = b15_last_band: read b0x, b30: b0x = b0x + 1 Read b0x, b31
pause 5000
setfreq m8: serout b.6, N2400, (254,1)
Gosub FAC_SCREEN
Screen
W3 = W4
HSERSETUP B9600_64, %00
Пауза 1000
Возврат
DEFAL:
Напишите 122 29
. Напишите 123,8082. записать 56,102  
 записать 57,90
 записать 58,175
 записать 59,0

 записать 24,0
 записать 25,5
 записать 26,50
 записать 27 ,1

записать 32,124
записать 33,5
записать 34,14
записать 35 ,0

записать 40168
записать 41,54
записать 42,40 3 4
, 4

Напишите 48,20
Напишите 49,80
Написать 50,106
Напишите 51,0

Написать 56 102
Написать 57 90
Напишите 58,175
Напишите 59,0

. Напишите 64,169
Написать 65,0682
. ,0

запись 72,198
запись 73,108
запись 74,83
запись 75,0

Напишите 80,19
Напишите 81 137
Напишите 82,28
Напишите 83,0

Напишите 88,214
Напишите 89,181
Напишите 90,130
. Напишите 91,1

Reset


MAGINGAP ANTENTERNA

41501501501507NA

01501501501501507NA

01501501501507NA

01501501507NA

01501501507NA

0150150150157NA
50150157NA.


Глава 2: Как работает магнитная петля?
 


Эквивалентная схема магнитной рамочной антенны
(источник: https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm)
©2012 Frank Doerenberg N4SPP, используется с разрешения

В предыдущей главе мы говорили об антенне как о медиапреобразователе между радиочастотной мощностью передатчика и воздухом или пустым пространством. Мы говорили об электромагнитном поле и о том, что антенна может быть электрической или магнитной. И почему магнит это хорошо.

А есть ли недостаток в том, что он магнитный?

Во-первых, это сложная антенна.И есть несколько эксплуатационных требований, не типичных для других антенн типа электронного поля. Чтобы понять, что я имею в виду, давайте немного поговорим о том, как устроена магнитная петля на практике.

 

Электрика Факты:
Посмотрите на диаграмму выше. Рамочная антенна работает как резонансный контур LC. Петля является индуктивным элементом. Вы вставляете настроечный конденсатор вверху (слева на схеме) для настройки.Так же, как вы настраиваете старомодное радио. Это так, потому что вся структура магнитной петли настолько мала по сравнению с длиной волны сигнала, с которым вы имеете дело, в отличие от дипольных и/или других антенн типа электронного поля. Достаточно просто, не так ли?

Ну вот некоторые числовые факты (приведены без сложных вычислений):

Петля диаметром 1 м имеет сопротивление излучения около 0,1 + j300 Ом на частоте 14 МГц.При входной мощности 100 Вт через элемент протекает около 31,6 А ВЧ-тока, а напряжение между конденсаторным зазором составляет около 4,5 кВ.

ТЮНИНГ :
Помимо «Не прикасайтесь к этой антенне во время передачи!» , вот что вам нужно знать:

  • Элемент контура должен иметь минимальное сопротивление.
    При сопротивлении излучения 0,1 Ом даже сопротивление 1 Ом на пути может потреблять более 90% мощности передачи.
    Небольшая петля диаметром 1 метр с проволочным элементом (например, диаметром 2 мм) имеет последовательное сопротивление ~ 0,06 Ом, что примерно в 60 раз больше, чем у алюминиевой трубки диаметром 20 мм, что делает их значительно менее эффективными.
  • Конденсатор должен иметь очень высокую добротность (т. е. малые потери сопротивления) и выдерживать очень высокое напряжение.
    Для приведенного выше примера петли диаметром 1 м для частоты 14 МГц требуется около 60 пФ емкости для настройки.
    Для приложения используются несколько различных типов конденсаторов. «Обычные» типы конденсаторов, которые мы используем на печатных платах, здесь в значительной степени непригодны из-за таких проблем, как (а) допуск по напряжению, (б) добротность, в частности, высокочастотные характеристики, (в) рассеивание тепла и (г) стабильность значения емкости. , и т.д., и т.п.
      • Воздушный переменный конденсатор
        Самый обычный переменный конденсатор, но большой и громоздкий.Показанный на картинке, каким бы большим он ни казался (188 мм x 77 мм x 77 мм), имеет только 200 пФ 3,5 кВ. И на него сильно влияет стихия. Старые приемные конденсаторы времен вакуумных ламп достаточно малы, но потребляют не более 100 В. Конденсаторы передачи, такие как рамочная антенна MFJ, используют этот тип конденсатора, заключенного в пластиковый корпус. Но ИМХО, с долговечностью его уплотнения могут быть проблемы.
      • Вакуумный конденсатор
        Это конденсатор, который выбирают производители магнитных петель своими руками.Он имеет высокую устойчивость к напряжению, хорошую емкость и механизм точной настройки. На фото около 500 пФ, 10 кВ. Хороший и крепкий, но немного хрупкий. Не маленький (на фото около 25 см в длину). Механизм регулировки должен быть предоставлен импровизированно. И ДОРОГО (> 200 долларов), если вы можете его найти. Ей не нравится находиться на улице, поэтому, если ваша антенна является стационарной внешней установкой, вам нужно будет разместить ее в хорошем корпусе.
      • Тромбоновый конденсатор
        Это хороший компромиссный конденсатор для этого приложения.Я нашел это в рамочных антеннах, построенных японским мастером. Внутренняя трубка входит и выходит из внешней трубки, как музыкальный инструмент (отсюда и его название). Он относительно небольшой, легкий и достаточно устойчивый к атмосферным воздействиям. Емкость не очень большая ~25пФ, но требует высокого напряжения (6кВ). Антенна использует дополнительный конденсатор в штучной упаковке, чтобы компенсировать небольшую цоколь.
      • Коаксиальный конденсатор
        Это устойчивый к высоким напряжениям конденсатор для бедняков, в котором используется емкость между внутренним и внешним проводником куска коаксиального кабеля.Емкость не очень большая на длину, и не переменная. Так что само по себе бесполезно для перемещения по частотам. Он выдерживает, возможно, до 1 кВ, что может быть хорошо для 10 ~ 50 Вт. Несколько из них параллельно могут сделать его пригодным для увеличения емкости тромбонного конденсатора, емкость которого не очень велика, чтобы позволить переход на более низкую полосу.


Слева направо: Air Variable Capacitor (источник: http://variableaircapacitor.com/воздух-переменный-конденсатор-25-200 )
Вакуумный конденсатор (источник: https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm N4SPP),
Конденсатор тромбона

Для схемы с высокой добротностью настройка очень важна. Это означает, что этот тип антенны всегда очень узкополосный. Ширина полосы КСВ 2.0 – 2.0 обычно меньше 10 кГц. Вне этого он очень быстро деградирует.
А его требования к допустимому высокому напряжению могут сделать физический размер конденсатора большим, если только вы не ограничите уровень мощности.Маленькая легкая рамочная антенна, такая как Alex Loop, использует меньший воздушный переменный конденсатор, поэтому ее предельная мощность невелика (максимум ~ 10 Вт).

ПОДХОД
Итак, теперь вы знаете эффективность контура и можете настроить его на определенную частоту. Что еще тебе нужно?
Как я уже говорил вам, импеданс этого типа антенны может быть всего 0,1 Ом. Если вы хотите запитать его кабелем на 50 Ом (вы бы это сделали), то требуется какое-то согласование импеданса.
Изменяя настроечную емкость, его можно настроить на широкий диапазон частот, но согласование импеданса может оказаться сложной задачей.

(источник: http://www.i1wqrlinkradio.com/antype/ch9/chiave151.htm)

Типичный способ подключения мощности передачи к рамочной антенне — через ненастроенную петлю связи. Это похоже на радиочастотный трансформатор с воздухом в качестве диэлектрика. Петля провода (обычно это коаксиальный кабель) привязывается к линии питания и размещается рядом с элементом петли.Полное сопротивление подачи можно отрегулировать, сделав связь «жесткой» или «слабой», что в основном является мерой того, насколько близко петля связи параллельна элементу (см. изображения ниже)

Преимущество этого метода заключается в том, что, изменяя форму контура связи, можно обеспечить широкий диапазон согласования импеданса во многих различных диапазонах.
Точка согласования (форма?) может быть довольно постоянной во всем диапазоне, в отличие от настроечного конденсатора, который требует регулировки каждые несколько кГц.Но вам все равно придется менять его с одной группы на другую.
Если у техники есть слабое место, это скорее ручной процесс, и автоматизировать его может быть сложно.


«Герметичная» и «свободная» муфта с использованием ненастроенного контура связи
 

Другим подходом является метод «настроенной» связи, при котором импеданс согласуется с использованием отношения настроенного конденсатора к последовательной емкости на фидерной линии.Это избавляет от необходимости вмешиваться в форму контура связи для настройки, но вам придется настраивать два конденсатора независимо друг от друга, чтобы добиться резонанса и согласования. Учитывая узкую полосу пропускания небольшой петли, этот подход может удвоить громоздкость и без того неудобной работы петли.


Настроенная муфта
(источник: https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm)
©2012 Frank Doerenberg N4SPP, используется с разрешения
Третий подход — гамма-сопоставление.Тот же метод обычно используется для согласования импеданса лучевой антенны Яги. Подходящая «точка ответвления» ищется для согласования импеданса части излучающего элемента контура. На диаграмме справа показан один из таких примеров. Поскольку размер является функцией длины контура и длины волны, реализация и использование этого метода в разных частотных диапазонах не является простым и может быть очень сложным, и может потребоваться частая повторная настройка.
Однако это было сделано несколькими производителями и любителями DIY.

Гамма Матч
(источник: https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_magloop.htm)
©2012 Frank Doerenberg N4SPP, используется с разрешения

ОБЗОР ЭТОЙ ГЛАВЫ
Итак, что мы узнали о конструкции магнитной петли и ее использовании?

  • Рамочная антенна может быть настроена практически на любую желаемую частоту практически независимо от окружающей среды.
  • В зависимости от того, как она сконструирована, какие компоненты используются, рамочная антенна может быть легкой, маломощной и недорогой, тяжелой, мощной и дорогой или где-то посередине. Есть компромиссы, которые нужно сделать.

Другими словами, рамочная антенна проста с точки зрения теории ее работы, но ее может быть сложно построить как механически, так и электрически, и приходится учитывать множество компромиссов.

  • Используйте высоковольтный конденсатор или ограничьте мощность передачи
  • Будьте предельно осторожны, НЕ вводите сопротивление с потерями в элемент
  • Согласование импеданса может быть сложным
  • Поскольку он узкополосный по своей природе, необходимо разработать способ перенастройки антенны для каждого небольшого смещения частоты передачи (и это не делается антенным тюнером в вашем передатчике).

Антенна I3VHF «Baby Loop» использует гамма-сопоставление.
Обратите внимание на сложный приводной рычаг для спички и
. большой корпус конденсатора.

Потребовалось много объяснений, но теперь краткий ответ на вопрос вверху.

Есть ли недостаток в том, что он магнитный?

Да, антенну сложно построить, и приходится идти на множество компромиссов.Даже если вы покупаете промышленный продукт, эти компромиссы чрезвычайно важны. Существуют также дополнительные эксплуатационные требования, такие как частая повторная настройка из-за его характерной узкополосности.
Так много теории, как магнитная петля работает в реальной жизни?
Это будет предметом следующего выпуска.

Вопросы, комментарии, мнения и т.д. все по электронной почте мне

Продолжение следует…

 
 
 

Для автоматической настройки магнитной рамочной антенны — Loftur E.Йонассон

Прошивка — это бесплатное программное обеспечение, выпущенное под Стандартной общественной лицензией GNU.

Полный исходный код и 3 предварительно скомпилированных HEX-файла доступны внизу этой веб-страницы, см. ML_vXXX.zip.

Обратите внимание, что некоторые функции микропрограммы можно настроить путем изменения параметров в файле ML.h . включены в исходный код прошивки.

исходный код прошивки везде комментируется и, надеюсь, должен быть относительно легко понять/изменить/расширить/адаптировать теми, кто хочет внести свой вклад в этот проект.

Функциональность и функции прошивки

Контроллер можно описать как менеджер запомненных позиций конденсаторов, используя информацию о частоте от радиопередатчика, чтобы вычислить соответствующую позицию между любыми двумя запомненными частота/позиции.

Каждая память содержит частоту/позицию пара, частота сохраняется с разрешением 1Гц, позиция сохраняется с разрешением 1600 позиций на полный оборот, в диапазоне до тысяч оборотов (на всякий случай, если у вас есть конденсатор на 1000 витков 🙂 200 пар частота/позиция могут быть запоминается, но вам не нужно хранить более 10-15.

Контроллер использует последовательное соединение с радио (уровни TTL или RS232), чтобы каждую секунду запрашивать, на какой частоте Радио настроено.

USB-порт считается вторым виртуальным последовательным портом. Если настроен режим последовательного<==>перехода через USB, то этот порт можно использовать для компьютерного управления радио. Если не в режиме сквозной передачи, доступны несколько команд USB. См. список команд USB далее вниз на странице.

Поворотный энкодер (действует как ручка VFO) и переключатели Up/Down могут использоваться для первоначальной настройки конденсатора, когда сохраняя предустановки или выполняя какие-либо постфактум корректировки.Комбинация поворотного энкодера и нажимного переключателя также используется для навигации по меню функций, таких как сохранение/управление/удаление позиции памяти и параметры настройки; например, выбор последовательного протокола радиосвязи и уровней, включение/выключение компенсации люфта/перекоса, количество микрошагов и т. д.

Во время компиляции End Stop функциональность можно настроить тремя способами, см. конфигурацию в файле ML.h :

  1. Мягкие упоры. Вакуум переменная, без концевых выключателей. В этом случае нужно позаботиться о том, чтобы шаговый двигатель был достаточно мощным, чтобы включите конденсатор, но не чрезмерно.Переключатели Up/Down не будут работать за пределами самой низкой / самой высокой сохраненной частоты / положения, и Радио не может настроить конденсатор за пределами самой низкой / самой высокой сохраненной позиции. Чтобы выйти за рамки уже «проверенный» диапазон, нужно повернуть конденсатор, повернув энкодер, и сохраните новые частоты/позиции, чтобы расширить диапазон. Недостатком этого метода является то, что он только работает, если есть частотный вход от магнитолы («умный» Режим).
  2. Жесткие концевые упоры. Вакуум переменные, концевые выключатели.Все как 1) за исключением отсутствия программных «интеллектуальных возможностей», запрещающих использование кнопок «Вверх/Вниз» или настройку за пределами уже «проверенного диапазона». Может использоваться в «умном» режиме с частотный вход от радио или «тупой» режим без частотного входа.
  3. Нет концевых упоров. Бабочка конденсатор. В остальном то же, что и 2).

 До сих пор во всех своих циклах я использовал метод 1, мягкие концевые упоры.

Power/SWR Meter + Автонастройку КСВ можно включить, установив #define PSWR_AUTOTUNE равным 1 в ML.h. Если вы будете реализовывать эту опцию, вам также может понадобиться адаптировать другие #define[s] к используемому мосту VSWR.См. #define[s] BRIDGE_COUPLING и VALUE_R15, VALUE_R17.



Меню конфигурации

(ToDo: необходимо обновить приведенную ниже схему меню конфигурации.  С версии прошивки 2.07 было добавлено несколько новых пунктов меню, в том числе:

  • Выбор адреса ICOM CI-V
  • Режим сквозного последовательного порта
  • Пороговый уровень настройки КСВ
  • Весы для измерения мощности/КСВ
  • Измеритель мощности/КСВ Период PEP
  • Серийный номер отладки на ЖК-дисплее
  • Новые трансиверы — Yaesu FT-747GX, Yaesu FT-990, Yaesu FT-1000MP, Yaesu FT-1000MPmkV
)


Работа контроллера магнитной петли, включая функции меню:

Приведенное ниже описание предполагает, что используется режим Soft End Stop.Если не Soft End Stops, то переключатели Up/Down всегда будут активны, если только концевые выключатели не были замкнуты.

Настройте с помощью поворотного энкодера или переключателей вверх/вниз. В режиме плавной остановки переключатели Вверх/Вниз не будут работать, если они не находятся в уже настроенном диапазоне. сохраненные позиции памяти.

Длительное нажатие переключателя Menu/Enact открывает меню из 12–17 пунктов (в зависимости от выбора параметров), которые можно выбрать, поворачивая поворотный энкодер.

  1. Сохранение текущей пары частота/позиция (до 200 ячеек памяти) в наличии)
  2. Управление сохраненными парами частота/позиция.Здесь вы можете прокрутите между ранее сохраненными воспоминаниями и перезапишите любую память по выбору. Воспоминания отсортированы в порядке возрастания частоты.
  3. Удалить сохраненную пару частота/позиция. Прокрутите до тот, который вы хотите удалить, и нажмите переключатель Enact или отмените его.
  4. Очистить все. Два варианта подменю: Да/Нет.
  5. Настройки шагового двигателя, 3 варианта подменю: Скорость шагового двигателя, Переменная скорость и Разрешение микрошага.
  6. Компенсация люфта шагового двигателя: Вкл. или Выкл.
  7. Трансивер. Выберите соответствующий протокол последовательной связи для вашего приемопередатчика.
  8. Адрес ICOM CI-V. Используется только с трансиверами ICOM
  9. Режим последовательного порта. Выберите режим TTL или режим RS232.
  10. Скорость последовательной передачи данных, 1200–115200 бит/с.
  11. Серийный номер отладки. См. связь между радио и контроллером на ЖК-дисплее. Не очень полезно, лучше использовать команду $trxdebug через последовательное соединение USB.
  12. Не очень достойный пункт меню — вернуться из меню 🙂
Эти дополнительные пункты меню доступны, если реализована опция автонастройки измерителя мощности и КСВ:
  1. КСВ Порог настройки.Выберите максимальный КСВ для успешной настройки КСВ.
  2. Выбор шкалы измерителя мощности. См. страницы измерителя мощности/КСВ.
  3. Калибровка измерителя мощности. Передайте известный уровень мощности, отрегулируйте показания с помощью Encoder и Push. Теперь ваш счетчик откалиброван.
  4. Выберите период PEP 1, 2,5 или 5 секунд для считывания индикатора мощности.
  5. Если выбрана опция AD8307, появится пункт меню для Power Meter Awake Sense.

Воспоминания можно сохранять в любом порядке, они будут автоматически отсортированы от низшего к высшему.Один раз вы сохранили пару или более воспоминаний, тогда у вас есть рабочий диапазон в пределах который конденсатор будет настраивать автоматически в соответствии с частотными данными с Радио. Если вы настраиваете радио за пределами самой низкой / самой высокой памяти, то Контроллер не будет пытаться настроиться.

Вы всегда можете точно настроить положение, повернув энкодер (или переключатели Вверх/Вниз). Смещение точной настройки (дельта) останется в силе. при изменении входной частоты, другими словами, новая автонастроенная позиция сохранит то же смещение.Если вы хотите ввести смещение на постоянной основе против всех сохраненных воспоминаний, затем короткое нажатие на Enact Switch.

Подробное описание калибровки контроллера см. в одном из документов в формате PDF, доступных внизу этой веб-страницы.

 

Работа с функцией компенсации люфта или наклона:

При регулировке конденсатора с точностью до доли градуса любой люфт или перекос в соединительном механизме вызовет огромные неточности в зависимости от того, в какую сторону настраивается конденсатор: вверх или вниз.Чтобы бороться с этим, можно включить функцию компенсации люфта.

Я бы рекомендовал использовать функцию компенсации люфта для улучшения позиционирования надежность, без него точность позиционирования конденсатора будет слабовата. Функция люфта работает в следующим образом:

Когда контроллер получает информацию о частоте от Радио, которое ниже, чем самая последняя предыдущая информация о частоте, затем он делает:

  1. Настройтесь на новую позицию
  2. Настройтесь еще ниже на заданный угол, а затем окончательно настройте назад под тем же углом.Угол может регулироваться пользователем в диапазоне от 0 до 400 шагов.

Безобидный, но странный побочный эффект Функция компенсации люфта заключается в том, что всякий раз, когда вы медленно настраиваете VFO, люфт будет срабатывать каждый раз, когда будет получена новая информация о частоте с Радио. Это выглядит немного тревожно, но на самом деле работает очень хорошо.

При включенной функции компенсации люфта и при использовании Down Switch для тонкой настройки на резонанс это лучше всего делать с коротким пульсированием переключателя.

 

Переменная скорость настройки конденсатора:

Чтобы сократить время, необходимое для настройки, особенно при переключении между частотными диапазонами, контроллер реализует переменную скорость настройки конденсатора в зависимости от расстояния перемещения.

Максимальная скорость установлена ​​в четыре раза выше нормальной скорости, но может быть определена по-другому с помощью функции меню «Настройки 5-шагового режима». Более подробное описание приведено в одном из PDF-файлов, доступных внизу этой веб-страницы.

Предлагаемый первый тест:

Контроллер включен и указывает на радиоприемопередатчик частоту на его ЖК-дисплее.

  1. Переместите степпер в какое-либо конкретное и заметно различимое положение с помощью поворот энкодера.
  2. Длительное нажатие Enact Switch попадет в меню настроек, «Новая позиция» указана первой. выбор в меню ЖК-дисплея (если нет, поверните энкодер, чтобы выбрать).
  3. Короткое нажатие переключателя активации, и положение хранится.
  4. Теперь настройте трансивер на другую частоту, скажем, 100 кГц. вверх.
  5. Поверните энкодер, чтобы шаговый двигатель повернулся, скажем, на два обороты по часовой стрелке.
  6. Сохранить эту позицию.

Теперь при включении трансивера VFO вниз на 25 кГц, степпер повернется на пол-оборота против часовой стрелки… и т.д…

 



Некоторые примечания о ЖК-дисплее:

Самая верхняя строка «Радио:» указывает информацию о частоте, полученную от радио.

Во второй строке «Настроено:» указана расчетная частота ближайшее совпадающее положение шагового двигателя. Разрешение, которое вы видите с помощью «Tuned частота» соответствует шагам настройки шагового двигателя.  1600 шагов за полный оборот. Если вы видите скачки 250 Гц на шаг, то частота вращения 1600 * 250 Гц = 400 кГц. Чтобы представить это в перспективе, с моя 24-футовая петля с использованием 16-виткового конденсатора 5-465 пФ; между 3,5 и 3,6 МГц я вижу ступенчатое разрешение 157 Гц.

В третьей строке показан расчетный положение на основе частоты, полученной от радио, и фактического тока позиция.Они могут отличаться, если Энкодер или переключатели Up/Down использовались для точной настройки резонанса.

Четвертая строка показывает активный диапазон (между какими двумя сохраненными парами частота/позиция мы находимся) и шаговый двигатель активен или выключен. Шаговый двигатель автоматически отключается через 5 секунд после каждого использования.

 



Команды USB:

Если USB-порт контроллера подключен к ПК, он считается последовательным (COM) портом.Этот последовательный порт имеет два выбираемых режима (пункт меню 8, режим последовательного порта):

  • В обычном режиме доступен ряд команд USB  
  • Сквозной режим может использоваться для компьютерного управления радио.

Ниже приведен пример команд, доступных не в сквозном режиме (версия микропрограммы 4.03). Список команд постоянно пополняется новыми версиями прошивки.

Команды USB нечувствительны к регистру и могут заканчиваться с помощью или ‘;’ — например:

     $Help;

, чтобы получить список ниже.

Доступные команды USB:

$frqget            Получить рабочую частоту.

$frqset mmkkkhhh   Обновить рабочую частоту (эквивалентно последовательному вводу трансивера).

                   Частота вводится в Гц, например, 14100000 — это 14,1 МГц.

$memoryget         Получить все предустановки памяти.

Формат извлеченных значений:

A FFFFFFFF PPPPPPPPPP

, где

A — позиция памяти

F — частота в Гц

P — положение шагового двигателя (относительное значение)

E.грамм.

0 14000000 1000000

1 14100000 1000100

2 14200000 1000200

$ Memoryset A FFFFFFF PPPPPPPPPP

Введите новую предварительную память.

                 Формат такой же, как в $memoryget, однако за один раз вводится только одна предустановка

                   . Предустановки ДОЛЖНЫ быть введены с

                 частотной памяти в порядке возрастания, а максимальное

                   введенное в память предустановки ДОЛЖНО быть не больше, чем максимальное

                 .

$version           Сообщите версию и дату прошивки.

Команды для управления настройкой КСВ через USB:

$swrtune           Запросить настройку КСВ.

$swrtuneup         Запрос на повышение КСВ.

$swrtunedown       Запросить настройку КСВ вниз.

$swrtunestatus     Результат запроса последней команды SWR Tune.

Результаты: SWR Tune In Gogress

SWR Tune Uscesscessful

Tune Tune SWR, безуспешно, No Power

SWR Tune Success

$ TOGGLEAUTOTUNE Toggle SWR Autotune на или выключенная. команды (если включено во время компиляции):

$ppoll             Опрос для одного отдельного отчета о последовательном порте USB, inst power (неформатированный).

$pinst             Опрос одного последовательного USB-отчета, inst power (удобочитаемый).

$ppk               Опрос одного последовательного отчета USB, пиковая мощность 100 мс (удобочитаемый).

$ppep              Опрос одного последовательного отчета USB, мощность pep (удобочитаемый).

$plong             Опрос для одного отдельного отчета последовательного порта USB, фактической мощности (inst, pep и avg)

                   , а также мощности в прямом направлении, отраженной мощности и КСВ (длинная форма).

$pcont             Последовательный отчет USB в непрерывном режиме, 10 раз в секунду.

                 $ppoll, $pinst, $ppk, $ppep или $plong, введенные после $pcont,

                   переключится обратно в режим одиночного выстрела.

$sleeppwrset x     Мощность выше указанного здесь уровня переводит дисплей в режим измерения.

                   x = 0,001, 0,01, 0,1, 1 или 10 мВт (миллиВатт).

$sleeppwrget       Возвращает текущее значение.

$tuneset x         x = от 1,1 до 4,0. Порог настройки КСВ.

$tuneget           Возвращает текущее значение.

$pepperiodget x    x = 1, 2,5 или 5 секунд. Период выборки PEP.

$pepperiodset      Возвращает текущее значение.

$calset cal1 AD1-1 AD2-1 cal2 AD1-2 AD2-2

                   Запишите в измеритель новые калибровочные значения.

$calget            Получить значения калибровки.

Формат калибровочных значений:

CAL1 AD1-1 AD2-1 CAL2 AD1-2 AD2-2

Где:

CAL1 и CAL2-калибровочные установки 1 и 2 в 10X DBM

и

ADX-1. и ADx-2 — соответствующие значения AD для

                   AD1 (прямое направление) и AD2 (обратное направление).

(

Обычно значения AD1 и AD2 для каждой заданной точки будут одинаковыми,

Однако, выполняя обратную калибровку через функции меню контроллера

. Возможно сбалансировать любые небольшие различия, могут быть между

два AD8307. outputs.

$scaleset          Записать новые диапазоны масштабов.

                 Диапазоны шкалы определяются пользователем, до 3 диапазонов на декаду,

                   e.g. 6, 12 и 24 дают:

… 6 МВт, 12 МВт, 24 МВт, 60 МВт … 1,2 Вт, 2,4 Вт, 6W 12W 24W 60 Вт 120 Вт …

Если все три значения установлены как «2», то

                   … 2 Вт, 20 Вт, 200 Вт …

                   Третье и наибольшее значение должно быть меньше первого значения более чем в десять раз.

Все приведенные ниже команды помощи при отладке отключены по умолчанию:

$debug             Эта команда может привести к неожиданным результатам !!! 🙂

$swrdebug          Переключатель (вкл/выкл) Печать/отладка последних 32 измерений КСВ, если настройка КСВ прошла успешно.

$trxdebug          Переключение (вкл./выкл.) Отладка Последовательная радиосвязь, ASCII — отправка на USB.

$hexdebug          то же, что и выше, HEX.

$addebug           чтение исходного ввода AD — также работает с $pcont, так же, как $ppoll и т. д…

Эти два параметра полезны, чтобы установить, работает ли последовательная связь в направлении от контроллера

                   к приемопередатчику:

$settx             Перевести приемопередатчик в режим передачи.

$setrx             Перевод трансивера в режим приема.

Выберите активный профиль трансивера, может быть полезен для удаленной работы:

$profileset x      Выберите активный профиль настройки трансивера, где x — от 1 до 4.

$profileget        Получить активный профиль настройки трансивера.

$memoryclear       очистить все ячейки памяти частоты/положения, аналогично команде меню (4).

$memorywipe        полная очистка EEPROM — сброс всех ячеек памяти frq/pos и всех настроек по умолчанию.

$help              Отобразите приведенные выше инструкции.


 


Внизу этой страницы есть zip-файл, содержащий несколько очень простых сценариев командной строки Windows (работающих под управлением cmd.exe), которые можно использовать для связи с контроллером: 

  • ‘readmagloopmemories’ используется для резервного копирования всех настроек частоты/положения из контроллера.Резервная копия настроек сохраняется в файле с именем «magloopmemories.txt.
  • ‘writemagloopmemories’ предназначен для восстановления настроек частоты/положения из файла в контроллер. Обязательно удалите все данные frq/pos в контроллере перед восстановлением, иначе вы можете столкнуться с конфликтующими настройками frq/pos.
При запуске оба сценария начинают с перечисления всех известных COM-портов. Введите COM-порт, соответствующий контроллеру, например. ‘COM20’

12-футовая петля и новая 24-футовая петля рядом.Это, конечно, слишком близко для комфорта, между двумя антеннами существует значительное взаимодействие. Будет разобран позже 🙂

Удивительная петля G4ILO

G4ILO Wonder Loop — это недорогая, простая в изготовлении рамочная магнитная антенна, работающая в пяти КВ-диапазонах от 40 до 15 м. Он разработан для портативности и может быть собран или разобран примерно за минуту. В разобранном виде антенна легко помещается в чемодан или рюкзак.

Wonder Loop — идеальная антенна для стола для пикника или гостиничного номера, а также для использования в качестве домашней станции, где внешние антенны не разрешены, а антенны на чердаке невозможны.Ему не нужна опорная мачта, противовесы или заземляющие соединения. Тюнинг быстрый и простой.

Производительность находится в пределах одной или двух точек S от диполя и лучше, чем у многих антенн, часто используемых во временных или сомнительных местах. В хороших условиях Wonder Loop действительно должен поддерживать связь по всему миру с низким энергопотреблением, особенно если используется CW или PSK31. В первые пару дней тестирования G4ILO Wonder Loop посылал 2-ваттный сигнал от северной Англии до Западной Австралии.Заинтересованы? Тогда читайте дальше!

Цели проектирования

Идея Wonder Loop впервые пришла мне в голову после того, как я протестировал небольшие портативные штыревые антенны, такие как ATX Walkabout, Miracle Whip и Wonder Wand. Эти антенны маленькие и очень портативные, но вы платите за это значительным снижением эффективности. Мой опыт работы с магнитной петлей MFJ привел меня к тому, что я был очень впечатлен этим типом антенны, и мне стало интересно, можно ли сделать «чудо-антенну» лучшего типа, используя принцип магнитной петли.Так начались мои первые эксперименты с тем, что превратилось в Петлю Чудес.

Вскоре я понял, что сделать магнитную петлю размером с чудо-хлыст было бы непрактично. Эффективность магнитной петли резко падает по мере уменьшения размера петли, и вы быстро достигаете точки, в которой эффективность становится настолько низкой, что телескопический штырь излучает лучший сигнал. Кроме того, напряжения, присутствующие на настроечном конденсаторе, даже при уровнях мощности QRP, достаточно высоки, поэтому необходимо использовать хороший переменный конденсатор с воздушным промежутком, что увеличивает размер и вес антенны.

Поэтому я изменил свои цели, чтобы создать магнитную петлю QRP, которая, хотя и более громоздкая, чем Miracle Whip, превосходила бы ее с точки зрения производительности, но при этом была бы легко переносимой и пригодной для использования во всех тех же ситуациях, кроме работы в обход. Так родилась петля G4ILO Wonder Loop.

Поскольку многие любители в наши дни занимаются бизнесом и продают свои творения, я должен пояснить, что Wonder Loop не является коммерческой антенной . Вы не можете купить его, и я не сделаю его для вас .Вы должны построить его сами. Если вы действительно не можете этого сделать, я рекомендую вам взглянуть на тюнеры с магнитной петлей MFJ или портативные магнитные петли производства G4TPH.

Я также должен отметить, что Чудесная петля — это не тот дизайн, который можно рабски копировать. Вам нужно будет приспособить его к частям — и особенно к настроечному конденсатору — которые вы можете купить. Вероятно, вы сможете (на самом деле, почти наверняка) улучшить мой дизайн в нескольких отношениях. Основная цель этой статьи — показать, что антенну с магнитной рамкой очень легко изготовить, и она дает отличные результаты даже при использовании в помещении.Это то, что должен попробовать каждый радиолюбитель, потому что это газ, получающий отчеты с помощью антенны, которую вы сделали сами и которая стоит на кухонном столе. Wonder Loop действительно чудо-антенна!

Принципы цикла

Магнитная петля (иногда называемая малой передающей петлей или STL) — одна из самых простых в изготовлении антенн. Вам не нужны отличные навыки самоделки или инженерные навыки — поверьте мне, если бы вы это сделали, я бы никогда не смог их сделать! Производительность магнитной петли не зависит от обрезки проволоки или алюминия до заданной длины, и при этом не требуется дорогого ATU для согласования ее с буровой установкой.Тюнер является частью конструкции.

Магнитная петля — это не что иное, как петля из проволоки или другого проводящего материала, соединенная с клеммами переменного конденсатора. Конденсатор резонирует петлю на нужной вам частоте. Для ввода и вывода ВЧ из петли делается соединительная петля, составляющая пятую часть диаметра основной петли, концы которой соединяются с оплеткой и центром коаксиального фидера. Контур связи изолирован и расположен так, что его средняя точка (напротив точки питания) находится рядом со средней точкой основного контура, напротив настроечного конденсатора.В итоге у вас получится петля внутри петли, одна из которых питается радиочастотой, а другая настроена, как вы можете видеть на верхнем фото. И это, в принципе, все!

Существуют и другие способы подключения питания к магнитной петле, помимо метода, который я использую. Кто-то использует тороидальный трансформатор, кто-то — гамма-согласование. В своих ручных петлевых тюнерах MFJ использует метод, разработанный армией США, в котором используется дополнительный переменный конденсатор. Это увеличивает стоимость, но имеет то преимущество, что и подача, и настройка происходят в одной и той же точке контура, которая может находиться внутри корпуса тюнера.Однако в моей простой соединительной петле используется то, что есть у каждого любителя, — кусок провода. MFJ использует этот метод в своих дистанционно настроенных лупах, таких как тот, что у меня на чердаке. Вот что я решил использовать для Wonder Loop.

Петлевая конструкция


Хотя базовая конструкция магнитной петли очень проста, есть соображения, которые означают, что вы не можете сделать эффективную маленькую передающую петлю из любого старого конденсатора и любого старого куска провода. Чем больше ток, циркулирующий в контуре, тем он более эффективен, поэтому сопротивление в контуре должно быть как можно меньше.Для этого проводящий материал, используемый для основного контура, должен быть более прочным, чем обычный антенный провод.

Многие строители используют медную трубу для основного элемента контура. Однако мысль о том, что вы должны купить дорогую медную трубу и иметь возможность спаять ее вместе в форме квадрата или восьмиугольника, вероятно, отталкивает многих людей от попыток сделать магнитную рамочную антенну. В этом нет необходимости, особенно если петля будет использоваться только при малой мощности.

Основная петля G4ILO Wonder Loop изготовлена ​​из отрезка коаксиального кабеля RG-213.Оплетка этого коаксиального кабеля достаточно тяжелая, чтобы иметь низкое сопротивление и легко выдерживать уровни мощности в несколько десятков ватт. Сравнив характеристики моей антенны непосредственно с профессионально изготовленной магнитной петлей MFJ, которая имеет сплошной алюминиевый излучающий элемент, я пришел к выводу, что любая разница в характеристиках, возникающая в результате использования коаксиального кабеля, а не сплошной трубки, незначительна.

Подстроечный конденсатор

Другая вещь, которая наводит на мысль о том, что магнитные петли сложно и дорого изготовить, — это представление о том, что вам нужен труднодоступный и дорогостоящий высоковольтный подстроечный конденсатор.Конечно, это реальная проблема, если вы хотите построить магнитную петлю, которую можно использовать при высокой мощности. Но если вы будете использовать только маломощные конденсаторы, купить подходящий конденсатор будет намного проще и намного дешевле.

Даже при использовании QRP на обкладках конденсатора может развиться несколько сотен вольт. Обычный конденсатор для настройки радиовещания с лопастями, между которыми вы не можете легко просунуть открытку, годится только для истинных уровней мощности QRP — максимум 5 Вт. Если вы можете вставить карту между лопастями, то конденсатор должен без проблем выдерживать 10 Вт.Воздушный зазор в 1 мм соответствует напряжению пробоя около 1 кВ, с которым можно столкнуться при использовании всего лишь 20 Вт. Поэтому, если вы хотите использовать 100 Вт, вам следует искать конденсатор с воздушным зазором не менее 2 мм или вакуумный переменный конденсатор.

Многие конструкторы магнитных контуров заявляют, что вам нужен специальный тип конденсатора, такой как разъемный статор или конденсатор-бабочка. Опять же, это действительно важно только при высокой мощности. Наиболее доступные и наименее дорогие переменные конденсаторы имеют один вывод и набор лопастей, соединенных с шасси, а другой набор лопастей установлен на валу, который изолирован от шасси.Для передачи тока от изолированного фиксированного вывода к подвижным лопастям используется контакт или щетка. Этот контакт не рассчитан на большие токи. Кроме того, особенно если конденсатор старый (бывшее оборудование), место контакта может быть не очень чистым, создавая сопротивление, которое будет ограничивать ток и влиять на эффективность антенны.

Конденсатор типа «бабочка» или разъемный статорный конденсатор имеет наименьшее сопротивление между двумя клеммами, поскольку ток протекает только через лопасти, которые непосредственно соединены с клеммами.На пути отсутствуют подвижные контакты. Еще одним преимуществом является то, что все лопасти изолированы от корпуса конденсатора. С обычным настроечным конденсатором шасси является общим с одним набором лопастей и становится частью антенны.

Несмотря на это, экономия средств в результате использования обычного настроечного конденсатора делает его привлекательным выбором при создании магнитной рамочной антенны QRP. Поскольку шасси конденсатора подключено к контуру, необходимо использовать пластиковый корпус и убедиться, что все крепежные винты, доступные снаружи, закрыты.Вы также должны использовать как можно большую ручку настройки, чтобы свести к минимуму влияние емкости руки при настройке антенны.

Если конденсатор новый или в хорошем состоянии, то сопротивление, создаваемое наличием подвижного контакта на пути тока, должно быть незначительным. По моему опыту, сравнивая мою Wonder Loop с магнитной петлей MFJ, я не считаю, что она достаточно значительна, чтобы иметь заметную разницу в нормальных условиях эксплуатации при низких уровнях мощности.

Если вы покупаете бывший в употреблении конденсатор и считаете, что контакты щетки загрязнены, попробуйте очистить их перед использованием.Если вы делаете это с помощью летучего очистителя переключателей, убедитесь, что он полностью высох, прежде чем упаковывать его и использовать. Один конструктор петли вызвал небольшой взрыв после того, как попытался использовать слишком большую мощность, и образовавшаяся искра воспламенила пары очистителя переключателей, которые оказались внутри корпуса!

Еще одна характеристика идеального настроечного конденсатора для магнитной петли, не влияющая на эффективность антенны, но, безусловно, полезная, — это понижающий привод. Настройка магнитной петли очень точна, и если весь диапазон конденсатора покрывается одним поворотом ручки настройки на 180 градусов, то для настройки в точке, обеспечивающей идеальное совпадение, потребуется нечто большее, чем твердая рука.Конденсаторы-бабочки покрывают свой диапазон всего за 90 градусов поворота, что еще хуже! Если у вашего конденсатора нет встроенного редуктора, то хорошим вложением будет внешний.

Для получения дополнительной информации в MFJ есть хорошая статья о ручном петлевом тюнере.

Создание цикла чудес


То, как именно вы будете собирать свою магнитную петлю, будет зависеть от деталей, которые у вас есть или которые вы можете купить, и особенно от настроечного конденсатора.Поэтому я дам лишь общие наброски конструкции. Вы должны быть готовы адаптировать это к своим обстоятельствам и требованиям.

Я использовал подстроечный конденсатор на 250 пФ, который был в единственном экземпляре и куплен на eBay. Конденсатор настройки меньшего значения может охватывать меньший диапазон настройки (в зависимости от минимального значения). Это потребует большего контура для охвата более низких частот. Однако больший контур будет более эффективным, так что это не обязательно является недостатком.

Список деталей

  • Односекционный переменный конденсатор 250 пФ с понижающим преобразователем
  • Пластиковый кейс
  • Самоклеящиеся ножки
  • 2 позолоченных стержня 4 мм для соединения основного контура
  • 2 позолоченных лепестковых контакта 4 мм для подключения основного контура
  • Коаксиальный кабель RG-213 длиной 250 см для основного элемента шлейфа
  • Штекер и гнездо RCA (фоно) для входного соединения контура сопряжения
  • Гнездо BNC для выходного соединения контура сопряжения
  • Изолированный провод 50 см для соединительной петли
  • Длина миникоаксиального кабеля RG-174 для соединительной петли
  • Комплект индикатора КСВ N7VE или аналогичный (см. ниже)
  • 2-метровый белый электрический кабелепровод из НПВХ для изготовления опорной мачты с петлей
  • Белые крючки для пластиковых стаканчиков
  • Самоклеящаяся застежка-липучка (тканная застежка на липучке, из коробки для шитья XYL)
  • Большая пластиковая ручка настройки
  • Белые крышки крепежных болтов номерного знака автомобиля (для закрытия крепежных винтов настроечного конденсатора)
  • Болт для штатива для фотосъемки (дополнительно)

Сборка


Детали для изготовления петлевого тюнера собираются, как показано на фотографии.

Настроечный конденсатор закреплен на корпусе, а две клеммы соединены толстым проводом с двумя 4-миллиметровыми клеммами, к которым будут подсоединены концы основной петли, когда петля используется. Поскольку одна из клемм конденсатора является общей для корпуса конденсатора, корпус и крепежные винты являются частью антенны. Головки винтов должны быть закрыты, чтобы избежать риска прикосновения к ним во время использования антенны.

Гнездо RCA для вывода из соединительной петли устанавливается между двумя 4-миллиметровыми соединительными штифтами.Выходной разъем BNC для кабеля к трансиверу в идеале должен быть установлен спереди, чтобы сохранить симметрию, потому что кабель, выходящий сбоку корпуса, теоретически может повлиять на настройку или диаграмму направленности петли. Однако в моем случае не было места, чтобы разместить его впереди, и на практике это, похоже, не имело никакого отрицательного эффекта.

Необязательно, хотя мне показалось это удобным, подавать выходной сигнал из контура связи в тюнер, а затем направлять его на разъем BNC, чтобы я мог использовать любой из имеющихся у меня соединительных проводов для подключения антенны к трансиверу.В моих первоначальных экспериментах петля связи была подключена напрямую к паре метров миниатюрного коаксиального кабеля RG-174 и подведена прямо к трансиверу.

Если вы решите включить индикатор КСВ, необходимо проложить контур связи в блоке тюнера, но это опять-таки необязательно. Если вы будете использовать антенну только с трансивером, у которого есть собственный измеритель КСВ, то вы можете счесть это ненужным, хотя это действительно облегчает жизнь на финалах, представляя трансивер с нагрузкой 50 Ом во время настройки.Если вы будете использовать антенну с самодельными установками QRP без индикации КСВ, то индикатор становится бесценным. Версия N7VE достаточно чувствительна, чтобы показать совпадение при настройке с установками мощностью 1 Вт или меньше, такими как MFJ Cub.

Я использовал дизайн N7VE, который доступен в виде комплекта от QRP Kits. Впоследствии я узнал о нескольких альтернативных схемах, если вы ищете «резистивный КСВ-мост», такой как эта из клуба G-QRP или еще более простая схема, показанная здесь.Я не могу поручиться за то, насколько хорошо работают эти другие схемы, но использование любой из них сэкономило бы мне немного денег.

Петлевая конструкция


Диапазон частот вашей петли будет зависеть от приобретенного вами настроечного конденсатора. Поэтому, возможно, имеет смысл сначала сделать быструю накрутку, используя кабели большей длины, чем указанные, проверяя охват частот, прослушивая шумовые пики на различных диапазонах вашего приемника и подрезая кабель до тех пор, пока не будут покрыты нужные диапазоны.Любые размеры, приведенные в этой статье, предполагают, что вы создаете свой Wonder Loop с использованием того же настроечного конденсатора, что и я, что довольно маловероятно.

Обратите внимание, что конструкция Wonder Loop позволяет использовать петли разного размера для разных диапазонов. Большая петля должна быть в состоянии покрыть 80 м с разумной эффективностью и, вероятно, обеспечить улучшенную производительность на 40 м и 30 м. Из соображений нехватки места я еще не пробовал это сам, но, возможно, сделаю это в будущем.

Для изготовления соединительной петли зачистите конец короткого отрезка миниатюрного коаксиального кабеля RG-174 и прикрепите петлю из изолированного провода одной стороной к центральной жиле, другой к оплетке.Петля будет иметь одну пятую диаметра и, следовательно, использовать одну пятую длины провода в основной петле. Впрочем, размер не критичен. На самом деле из-за ошибки в ментальной арифметике я изначально сделал петлю связи намного больше, чем она должна быть, и все же мне удалось получить хороший КСВ и установить контакты.

Подсоедините штекер RCA к другому концу коаксиального кабеля. Петля зацепится за верхнюю часть опоры, которая, поскольку основная петля имеет диаметр 78 см, будет на 78 см выше верхней части корпуса.В идеале длина коаксиального кабеля должна быть такой, чтобы, когда соединительная петля находится на месте и вилка вставлена ​​в гнездо на тюнере, коаксиальный кабель туго натягивался на опорную мачту. Тем не менее, на этапе тестирования вы можете попробовать сжать петлю связи в овал или удлинить ее в форме яйца, чтобы получить лучший КСВ на всех диапазонах, поэтому стоит сделать кабель немного длиннее, чтобы дать вам возможность экспериментировать.

Для основной петли снимите изоляцию с 5 см с каждого конца длины коаксиального кабеля RG-213, а затем оттяните оплетку от центральной жилы.Отрежьте последние 4 см центрального проводника и заизолируйте конец лентой. Скрутите оплетку вместе и припаяйте ее к 4-миллиметровым лепестковым клеммам, затем оберните оплетку изоляцией так, чтобы оставались открытыми только концы клемм. Отметьте центр троса, который образует петлю, полоской ленты — это будет точка, в которой он подвешен к опоре петли, и эта маркировка поможет вам сделать петлю симметричной.

Опора петли

Опора для петли изготовлена ​​из белого электрического короба из НПВХ.Этот материал имеет квадратное сечение и состоит из двух частей, которые защелкиваются. Передняя часть плоская, за исключением канавок с каждой стороны, которые защелкиваются на задней части. Склеив переднюю и заднюю части вместе так, чтобы они были смещены, вы можете создать мачту, которая разбивается на две части и защелкивается.

Короткий отрезок передней секции привинчен к задней части тюнера, а мачта вставляется в него, чтобы удерживать его в вертикальном положении. Конструкция, наверное, понятнее, если посмотреть на фотографию антенны в разобранном виде.Нажмите на фото, чтобы увидеть увеличенную версию. Это почти достаточно прочно, но альтернативным, более прочным методом может быть использование пары болтов, затянутых гайками, а затем использование барашковых гаек для крепления мачты к основанию.

Общая длина мачты в моем случае 76см плюс глубина основания тюнера.

Крюк из пластиковой чашки, приклеенный к верхней части опоры, используется для удержания основной петли и соединительной петли в верхнем положении. Соединительную петлю также необходимо закрепить на опоре в месте соединения с коротким коаксиальным кабелем.Я использовал небольшой кусок покрытой медью печатной платы, чтобы соединить проводную петлю с кабелем, а затем прикрепил самоклеящуюся липучку с обратной стороны и соответствующую ткань в соответствующем месте на мачте.

Кабель

RG-213 не обладает достаточной жесткостью, чтобы удерживать круглую форму, когда он поддерживается только вверху и соединен с 4-миллиметровыми соединительными стойками. Вместо того, чтобы использовать центральную широкую поперечину, как в петлях, которые вы можете купить у MFJ для использования с их собственными настройщиками петель, я решил сделать верхнюю опору.Я взял отрезок передней части короба из НПВХ и приклеил к каждому концу крючки для чашек. Он находится на вершине опоры, как видно на самой первой фотографии, и поднимает кабель с каждой стороны, так что он принимает более круглую форму. Это не самая элегантная схема поддержки, и я уверен, что другие смогут найти способы улучшить ее.

Использование антенны


Как видно из фотографии выше, вся антенна состоит из небольшого и прочного блока тюнера, двух небольших катушек кабеля и пары кусков пластика, которые соединяются вместе, образуя опору мачты.Все это легко поместится в праздничный чемодан или рюкзак.

Самоклеящиеся резиновые ножки крепятся к основанию блока тюнера, чтобы его можно было разместить на любой плоской поверхности. Я также нашел в своей коробке с мусором болт, который подходил для стандартного крепления штатива камеры, поэтому я напилил шестигранное отверстие в пластиковом основании, закрепил его на месте и укрепил окружающую область, используя большую массу клея Araldite. Крепление для штатива оказалось очень полезным, так как место на столе в моей лачуге ограничено.Это также было бы полезно для портативной работы, когда нет стола для установки тюнера, поскольку петля должна находиться не менее чем в метре над землей, чтобы избежать потерь на землю.

Для установки антенны достаточно просто соединить опорную мачту вместе, прикрепить ее к тюнеру, зацепить соединительную петлю за крюк и вставить ее в тюнер, накинуть основную петлю на опору и прикрепить концы к креплению. стойки, затем закрепите опорную деталь поверх петли, чтобы она оставалась круглой.Это занимает не больше минуты.

Затем подключите трансивер, настройте максимальный уровень шума в приемнике, переведите переключатель индикатора КСВ в положение «Настройка», включите РЧ и точно настройте элемент управления настройкой, пока светодиод не погаснет. Переведите переключатель индикатора обратно в положение «Работать» (я уже сбился со счета, сколько раз я забывал это сделать и получал плохие отчеты!), и все готово. Это действительно очень быстро и легко по сравнению с настройкой катушек, возни с длинами противовесов, установкой растяжек переносных мачт или попыткой катапультировать провода по ветвям деревьев.И результаты не хуже, а иногда даже лучше. Я просто обожаю эту маленькую антенну!

Если вы не можете получить идеальный КСВ (1,1:1 обычно достижимо, но лучше 1,5:1 вполне достаточно), попробуйте переместить антенну. Близлежащие объекты могут и будут влиять на магнитные петли на одних частотах сильнее, чем на других. Если вы не можете получить КСВ ниже 1,5:1 даже с антенной в чистоте, попробуйте изменить форму и положение контура связи. Часто помогает сжатие его до формы мяча для регби.Или можно попробовать увеличить. Две петли должны соприкасаться в точке, где они удерживаются крюком на опорной мачте.

Магнитная петля почти всенаправленная, но в ее центре имеется острый нуль. Это может быть использовано для подавления источников шума или помех, функция, которую я широко использовал при тестировании здесь на 20 м!

При использовании антенны на столе расположите ее так, чтобы ручка настройки была обращена к вам. Таким образом, вы будете сидеть в нуле и свести к минимуму воздействие радиочастотного излучения.Поскольку антенна предназначена только для QRP, в любом случае ваше воздействие будет намного меньше, чем при использовании портативной радиостанции мощностью 5 Вт на расстоянии 2 м прямо перед вашим лицом. Но это также хорошо, чтобы оставаться на безопасной стороне.

Настройка очень острая, и даже с редуктором вам потребуются чувствительные пальцы, чтобы попасть в точку 1:1. Если вы используете QSY более чем на пару кГц на 40 м, вам потребуется перенастроить настройку. На более высоких частотах вы получаете немного больше свободы. Это характеристика магнитных петель и то, что делает их такими эффективными.Не поддавайтесь искушению использовать ATU в вашем трансивере (если он есть), чтобы облегчить перенастройку. Это может удовлетворить PA вашего передатчика, но петля не будет работать с максимальной эффективностью.

Производительность

Я потратил довольно много времени, пытаясь получить объективные оценки производительности Петли Чудес. Из-за плохих условий распространения на момент написания это было возможно только на 20 м, 30 м и 40 м.

Сначала я использовал WSPR, Weak Signal Propagation Reporter.Ценность этого заключается в том, что он позволяет мне автоматически получать точные отчеты о приеме со станций по всему миру. Переключаясь между Wonder Loop и моей магнитной петлей MFJ на моем чердаке (которая сама по себе очень похожа на мой чердачный диполь), я мог получить приблизительное сравнение того, как работает антенна.

В целом, Wonder Loop работал немного хуже, чем мои антенны на чердаке, но только на точку S или около того. В некоторых случаях (например, из некоторых частей Италии) петля Wonder получала стабильно более высокие отчеты об уровне сигнала, чем MFJ! Это случалось слишком часто, чтобы быть просто совпадением, вызванным QSB, которое само по себе часто объясняло нечто большее, чем разница между двумя антеннами.

До сих пор DX не работал, но односкачковые связи даже в таких далеких странах, как Скандинавия и Восточная Европа, довольно легко установить, используя всего лишь 1 Вт CW или 5 Вт PSK31. У меня даже были станции, готовые позвонить мне после завершения контакта и отвечающие на вызовы CQ! Обычно это не происходит с QRP, если только вы не используете достаточно эффективную антенну.

Установление контактов с помощью SSB было намного сложнее, но это нормально, используя QRP, когда условия плохие и нет солнечных пятен.

Заключение

G4ILO Wonder Loop — это простая в сборке антенна, обеспечивающая впечатляющие характеристики. Я получил массу удовольствия, делая и тестируя его. Если бы я жил в квартире или в другой ситуации, где никакая другая антенна была бы невозможна, это все равно позволило бы мне заниматься своим хобби с большим интересом.

Размер, портативность и простота развертывания антенны Wonder Loop делают ее идеальной антенной для отдыха, деловых поездок и даже выездных прогулок. Это позволит и побудит вас выйти в эфир в обстоятельствах, когда вы не можете или не имеете времени установить другой тип антенны, и не потребует никаких компромиссов по сравнению с другими временными антеннами, когда это необходимо. приходит на выступление.


Рамочная антенна для очень низких частот

Резюме: В этом посте мы описываем конструкцию и настройку рамочной магнитной антенны, предназначенной для приема в диапазоне ОНЧ, которая должна быть соединена с подходящим приемником СНЧ для мониторинга событий SID (внезапных ионосферных возмущений), вызванных солнечные вспышки .

Введение

Из теории электромагнетизма мы знаем, что переменное магнитное поле создает в петле, связанной с силовыми линиями, напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного потока (производная первого порядка по времени).Если мы рассмотрим вертикально поляризованную электромагнитную волну, то магнитное поле будет поляризовано в горизонтальной плоскости и подвержено циклическим изменениям на частоте электромагнитной волны.
Если мы поместим петлю, ориентированную параллельно направлению распространения, поэтому будет производиться электрическое напряжение, если вместо этого петля будет ориентирована ортогонально направлению волны, магнитного потока не будет, и, следовательно, напряжение будет равно нулю. На рисунках ниже показаны два случая: слева напряжение будет максимальным, а справа напряжение будет равно нулю.

То, что мы описали выше, является принципом работы рамочной магнитной антенны, подходящей для обнаружения низкочастотных электромагнитных сигналов (диапазон ОНЧ).

Строительство

Чтобы построить рамочную магнитную антенну, необходимо максимизировать производимый сигнал. Для увеличения сигнала мы можем как увеличить поверхность петли, а это приводит к большей антенне, так и увеличить количество витков. Большие размеры означают наличие антенны, которую сложнее построить и с которой сложнее обращаться, увеличение числа витков означает большее сопротивление и большую паразитную емкость, что приводит к меньшей добротности.Должен быть достигнут компромисс. Из примеров, найденных в литературе, видно, что классический размер около метра, при этом количество витков около 100.
После выбора размеров изготавливается деревянная конструкция, как показано на изображении ниже:

 

После того, как структура закончена, эмалированная медная проволока наматывается, чтобы создать выбранное количество витков. Намотать медную проволоку не всегда просто, нужно немного терпения и провести несколько тестов, прежде чем будет достигнут окончательный результат.На изображении ниже антенна почти готова.

Данные антенны приведены в таблице ниже. Размер квадрата 0,7 м , медный провод имеет диаметр 0,5 мм, витки 83 . На основе этих геометрических данных можно рассчитать индуктивность, которая дает 27,6 мГн , а измеренное значение равно 27,4 мГн . Измеренное значение сопротивления 25,7 Ом .
Антенна представлена ​​эквивалентной схемой с LC, параллельной , имеющей последовательное сопротивление, как показано на диаграмме ниже, где также вставлена ​​внешняя емкость, используемая для настройки.

С помощью генератора сигналов и осциллографа легко определить резонансную частоту антенны. Генератор подключается к антенне через нагрузочное сопротивление, например 100 кОм. С помощью осциллографа измеряется сигнал на клеммах антенны при изменении частоты сигнала. На резонансной частоте импеданс параллельного ЖК максимален и, следовательно, сигнал также максимален. Таким образом мы определили, что фри = 45.6 КГц , из чего получаем значение емкости антенны, равное 445 пФ .

Тюнинг

Изучив сигналы ОНЧ, полученные в нашем районе, мы увидели, что сигнал 26,7 кГц передатчика BAFA (НАТО), расположенного в Турции, хорошо принимается на расстоянии около 1500 км. Это расстояние должно позволить вам четко различать ситуации, в которых распространение земной волны и ионосферной волны отличается, например, из-за солнечной вспышки.Поэтому необходимо приступить к настройке антенны так, чтобы новая резонансная частота соответствовала частоте излучения выбранного передатчика. Для настройки параллельно антенне необходимо вставить дополнительную емкость, величина которой должна быть соответствующим образом откалибрована.
На практике также настройка осуществляется с помощью генератора сигналов и осциллографа. Установите генератор на нужную частоту, в нашем случае 26,7 КГц, подключите его к антенне с сопротивлением 100 КОм и варьируйте внешнюю емкость так, чтобы максимизировать сигнал, собираемый на клеммах антенны.
На изображении ниже показана наша схема тюнера, в которой можно легко добавлять или удалять конденсаторы для изменения емкости. Примечание : настройка должна выполняться с кабелем , подключенным к приемнику , поскольку кабель сам добавляет емкость .

После настройки мы измерили характеристику антенны для частот, близких к резонансному значению, результат показан ниже. Из этой кривой мы получаем Q, равный 22,3.

Расчет сигнала

Зная геометрические и электрические данные антенны, мы можем попытаться рассчитать сигнал, создаваемый антенной, чтобы оценить необходимые параметры усиления.

Из закона Фаради-Ленца: В = -dφ(t)/dt
В = среднеквадратичное значение напряжения холостого хода
φ(t) = магнитный поток
t = время

Для рамочной антенны: V = -n(dφ(t)/dt)
n = количество витков

Магнитный поток равен: φ(t) = B(t)*Ae*cos(ϑ)
Ae = поверхность круглой эквивалентной петли
ϑ = угол между линиями потока и ортогональю плоскости витков
B(t) = поле магнитной индукции

Магнитное поле волны с длиной волны см составляет: B(t) = B*cos(ωt)
ω = 2π *f , где f = частота

Дифференцируя получаем: dφ(t)/dt = -B*Ae*ω*sen(ωt) -> V = 2π *n*Ae*f*B*cos(ϑ)
ϑ = 0
потому что антенна ориентирован правильно
f = 26,7 кГц (выбранная частота)
n = 83 (количество витков)
Ae = 0,56м 2
(рассчитано по геометрическим данным и скорректировано по формулам2) 9008 получаем: В = 7797302*В

Мы также можем рассчитать эквивалентную высоту антенны: V = he*E
he = эквивалентная высота
E = электрическое поле = c*B
Получаем he = V/E = V/c*B = 2π *n*Ae*f*B*cos(ϑ)/c*B = 2π *n*Ae*f*cos(ϑ)/c
he = 2π *n*Ae*cos(ϑ)/ λ
он = 0,026 м

Значение электрического поля электромагнитной волны может быть E = 1 мВ/м
V = 0,026*1 = 0,026 мВ = 26 мкВ
Умножая на значение добротности антенны, получаем V = Q*26 = 580 мкВ = 0,58 мВ

Вы видите, что для получения измеримых конечных значений необходимо усилить сигнал более чем в 1000 раз!

В следующем посте: ОНЧ-приемник для мониторинга SID мы займемся ОНЧ-приемником и мониторингом ионосферного распространения.

Каталожные номера

Сайт UKRAA: https://www.ukraa.com/
Применение системы сверхнизкочастотного приемника UKRAA – Reeve

Если вам понравился этот пост, вы можете поделиться им в «социальных сетях» Facebook , Twitter или LinkedIn с помощью кнопок ниже. Таким образом, вы можете помочь нам! Спасибо!

Пожертвование

Если вам нравится этот сайт и вы хотите внести свой вклад в его развитие, вы можете сделать пожертвование, спасибо !

Родственные

Антенны Хамелеон CHA DIY MAGNETIC LOOP STARTER KIT — My Build Project

Неутомимый Карл был очень занят различными магнитными рамочными антеннами.У него есть F Loop, P Loop и более новые варианты 2.0 для продажи. Они надежны, построены на совесть, соответствуют военным стандартам и построены на современном производственном предприятии.

У меня есть несколько креплений для челюстей, которые представляют собой многоцелевые антенные калампы/крепления, которые можно использовать по-разному, и CHA Hybrid — еще одна замечательная антенна.

У меня была моя мобильная КВ-антенна Chameleon V4 в качестве надежного компаньона для мобильных устройств Yaesu FT-817 и Icom 703 QRp.

Итак, Карл хотел помочь самодельщикам, которые предпочитают собирать, а не покупать, комплектом высококачественных деталей, которые можно использовать для экспериментов.

http://chameleonantenna.com/ACCESSORIES/ACCESSORIES.html. В комплект входит следующее:

1 X ПРЕДВАРИТЕЛЬНО СОБРАННЫЙ КОНДЕНСАТОР

  • 600 Вскз МАКС.
  • 12,5 пФ МИН – 432,5 пФ МАКС НА СЕКЦИЮ
  • ВСЕГО 2 СЕКЦИИ
  • ПРИВОД 6:1 (3 ОБОРОТА ОТ МИН. ДО МАКС.) УСТАНОВЛЕН
  • ДВА ПРОВОДА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПРИПАЯНЫ С КЛЕММАМИ
  • КОНДЕНСАТОР, УСТАНОВЛЕННЫЙ НА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПРОСВЕРЛЕННУЮ МОНТАЖНУЮ ПЛАСТИНУ
  • РУЧКА УСТАНОВЛЕНА

1 X 12’ LMR-400 4 X ПОСЕРЕБРЕННЫЙ PL-259 2 X SO-239

Эти же конденсаторы используются в коммерческой версии CHA F-LOOP и CHA P-LOOP от Chameleon Antenna.Компоненты очень высокого качества, а зубчатая передача на конденсаторе гладкая, как шелк. Критической частью в этом проекте является конденсатор и прикрепленная к нему зубчатая передача. Карл уже установил его на пластиковую основу и припаял провода, чтобы упростить установку. Добавьте коробку и некоторые крепежные детали, и вы готовы к работе. Важно использовать высококачественные разъемы с серебряным покрытием из-за высокого напряжения, которое является частью конструкции контура.

Как вы хотите построить систему, зависит от вас, и Джулиан OH8STN выложил видео, чтобы объяснить свою версию использования комплекта.

http://oh8stn.org/blog/2017/02/09/diy-man-portable- Magnetic-loop-antenna/

Я размещу его видео на Youtube внизу поста

 

Вот мои фотографии незавершенной работы. Почти готово к выходу в эфир

Базовый комплект

Я уже построил соединительную петлю (также сделаю коаксиальную версию), поэтому я добавил центральный стержень и коробку

Хорошо, пытаясь поместить конденсатор в коробку, пришлось немного подрезать основание, чтобы он мог войти.

0 comments on “Магнитная рамочная антенна своими руками: Магнитная антенна своими руками: особенности, свойства, виды

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.