Рамочная КВ — УКВ антенна. Комнатная магнитная антенна для широкополосного приёма.

Собственно говоря, петь дифирамбы и рекламировать магнитные рамочные антенны, и нужды-то особой нет. Вся благодатная информация об этом типе антенн и использованию их в радиолюбительской практике легко находится в сети, либо черпается из умных книжек. Тут тебе — и теоретические выкладки с формулами, и диаграммы направленности антенн, и величины КПД в режиме передачи, и многочисленные варианты практических конструкций.
Казалось бы, собирай — не хочу!

Но как это часто случается, в самый не походящий момент к радиолюбителю с напильником в руке и водопроводной трубой в другой, бесшумно подкрадывается маленькое «но» — все эти, так подробно описанные магнитные рамки являются резонансными. А это значит, что одновременно с вращением ручки настройки приёмника, нам надо исхитриться и крутануть ещё конденсатор переменной ёмкости, являющийся неизбежным атрибутом резонансных рамочных антенн.
Задачка эта, скажу я Вам, не для слабонервных, особенно если антенна покоится где-нибудь на подоконнике, или, не дай бог, на балконе, а Вы со своим Дегеном и баночкой пивка вальяжно развалились на диване в надежде с комфортом и знанием дела просканировать эфир.

Так вот, если подобные манипуляции не гасят блеск в глазах радиолюбителя, то ему прямая дорога в стройные ряды почитателей резонансных рамочных антенн. Антенны эти весьма хороши, к тому же одновременно с приёмом, обеспечивают хорошую преселекцию сигнала от внеполосных помех.

А мы, хлопцы ленивые, но умные — будем делать нерезонансную широкополосную рамочную КВ — УКВ антенну.
Описаний конструкций подобных антенн значительно меньше, чем резонансных аналогов, но всё же они существуют.

Я в своё время мастерил широкополосную магнитную антенку, приведённую на странице радиофорума http://www.radioscanner.ru/forum/topic34670.html, уважаемым участником по имени-отчеству 1428. Антенна вела себя аккурат в соответствии с описанием автора и позволяла в городской квартире, в отличие от штатного телескопа, наслаждаться не только китайскими вещалками, но и сиплыми голосами мощных радиолюбителей.

Приёмные свойства у неё оказались несколько хуже, чем у 5-ти метрового провода, выброшенного в окно, но не намного.
— А можно сделать так, чтоб оказались несколько лучше? — задался я вопросом, в душе понимая, что с этой задачей может справиться только усилитель, прилаженный между антенной и низкоомным входом приёмника.

Делать такую же высокодинамичную схему, какую мы вымучивали для куска длинного провода на странице ссылка на страницу , абсолютно не хотелось, к тому же сигнал антенка выдаёт слабенький и входные цепи нашего усилителя она не перегрузит, да и потребление тока желательно сделать не слишком большим, чтобы запитаться от 9-ти вольтовой батарейки системы «Крона».

В результате получилась следующая схема.

Рис. 1

А с какого перепуга забабахано такое количество катушек? — возникает резонный вопрос.
Ответ простой — с перепугу перегрузить смеситель и спровоцировать недозволительный уровень интермодуляционных искажений во входных цепях радиоприёмника, которые в конечном итоге сведут на нет весь смысл от применения усилителя.

Слабенький, но очень широкополосный сигнал с выхода нерезонансной рамочной антенны, пройдя каскодный усилитель на транзисторах Т1 и Т2 уже не окажется таким слабеньким, но останется таким же широкополосным, а это верный путь к перегрузке последующих каскадов.

Параллельные резонансные контуры, введённые в схему, выполняют функции диапазонных фильтров и обеспечивают усиление каскада только в полосе, определяемой резонансной частотой этих контуров.

Высокой добротности от катушек индуктивности не требуется, мало того — она намеренно понижается введением резистора R2. Сделано это с целью расширения полосы пропускания резонансных фильтров, что в свою очередь позволяет не слишком часто отвлекаться от процесса на переключение диапазонов. А посему, дешёвые китайские дроссельки здесь, как нельзя лучше, окажутся на своём месте.

Усиление сигнала, поступающего с выхода нашей рамочной антенны через трансформатор Tr1, осуществляется каскодным усилителем на транзисторах Т1 и Т2.

Каскодные усилители в резонансных каскадах имеют определённые преимущества перед однотранзисторными, углубляться в этот вопрос мне лень, если интересно — почитайте о применении каскодных схем в УПЧ радиоприёмников.
Коэффициент передачи усилителя зависит от положения движка потенциометра R9 и принимает значение 0 — 25 дБ.
Эмиттерный повторитель на транзисторе Т3 согласует выход нашей схемы с 50-тиомным входным сопротивлением радиоприёмника.

Теперь трансформатор Tr1, он же балун, он же устройство для согласования несимметричного входа усилителя с симметричной антенной — выполняется на двух ферритовых трубках от кабелей мониторов, которые после аккуратного извлечения из пластиковых оболочек, необходимо склеить посредством любого эпоксидного клея.

Первичные обмотки содержат по 2 витка любого монтажного или силового провода в изоляции, вторичная — 5 витков.
Первичные обмотки наматываются сразу в два провода, желательно, чтобы они были разных цветов, чтобы впоследствии соединить начало одной обмотки с концом другой и получить среднюю точку, которую направить в контакт с земляной шиной.

Также трансформатор можно выполнить в точном соответствии с рекомендациями и фотографиями участника радиофорума 1428 по ссылке, приведённой выше, или на нашей странице ссылка на страницу .

Толщину проводов следует выбирать из соображений максимальной плотности обмоток внутри бинокля, чем сложнее будет «пропихиваться» последний виток, тем лучше будет работать трансформатор.

Как правило, конструкции рамочных антенн представляют собой кусок коаксиального кабеля со снятой внешней оплёткой в центральной части полотна. Однако, проведённое сравнение с рамкой, выполненной из обычного провода, показала, что никакими преимуществами, с точки зрения шумовых свойств рамочной антенны, коаксиальный кабель не даёт.
Поэтому, антенну можно выполнить из любой трубки или провода достаточной жёсткости, длинной в 90-100 см, свернуть всё это хозяйство в кольцо и считать свою миссию выполненной.

Ну, вот и всё, рамочная КВ — УКВ антенна собрана, испытана, преимущества перед пассивными прототипами выявлены, за сим и откланиваюсь. Всем творческих побед в борьбе с помехами, промышленными шумами и прочей рукотворной дрянью.

P. S. Боевые испытания изделия, проведённые в экстремальных условиях городской квартиры, выявили возможность улучшения приёмных свойств антенны на нижних диапазонах радиоэфира (на 1-2 балла по S-метру радиоприёмника). Происходит это при подключении параллельно рамке конденсатора С15 ёмкостью 470пФ в диапазоне 5-10 Мгц, либо С16 ёмкостью 2000пФ в диапазоне 2-5 Мгц.

А на следующей странице продолжим дальнейшие изыскания по улучшению приёмных свойств подобных магнитных, рамочных и, конечно же, нерезонансных антенн.

 

Варианты КВ антенн для использования в квартире – Поговорим о радио?

Большое спасибо участнику SWLing Post Тиму, который пишет:

Я здесь постоянный подписчик, но до сих пор официально не писал вам. Я являюсь SWL с 1977 года.

Я заинтересован вашей статьей о  настройке SDR . Но как насчет антенны? Насколько хорошо эти радиоприемники будут работать для тех, кто живет в квартире?

Я живу здесь, в Южной Флориде, и не могу ничего возводить на улице. Я получаю довольно хороший прием на своих Grundig Satellit 800 и Tecsun PL-880. Для этого я использую внутреннюю спиральную антенну, которую я  купил на E-Bay; и активную комнатную перестраиваемую рамочную антенну. Это одна из прошлых моделей, рассмотренных вами. Она сделана в Австралии и покрывает 6-18 МГц. Пожалуйста, расскажите об использовании данной антенны.

Спасибо Большое!

Прежде всего, я рад, что вам нравится SWLing Post, Тим!

Отличный вопрос: без сомнения, ведь вы понимаете, что антенна — это самая важная часть вашего приема!

Похоже, что в настоящее время вы используете спиральную антенну и портативную антенну PK Loop.

Вы на правильном пути с PK Loop антенной, если вы живете в квартире и не можете поставить антенну на улице. Будучи маленькой антенной в виде магнитной петли, PK Loop должна помочь уменьшить помехи в вашем жилом доме.

Что мне нравится в PK Loop, так это то, что она настолько мала, что вы можете расположить ее где угодно и поворачивать, чтобы настроить подавление шума и найти самое тихое место в комнате для прослушивания. Когда я путешествую на машине и даже на самолете, PK Loop — желанный компаньон.

Прежде чем говорить об вложениях в лучшую комнатную антенну, давайте сначала рассмотрим более доступный вариант…

Внешние проводные антенны

Если у вас есть открывающиеся окна в вашей квартире, даже вытащив из окна тонкую проволоку, позволяющую ей просто висеть снаружи здания, вы можете значительно улучшить свой прием. Конечно, если за пределами вашей квартиры есть источник шума, это может только ухудшить ситуацию, но это по крайней мере можно провести недорогой эксперимент, и результаты могут вас впечатлить.

Я однажды провел эксперимент и опубликовал следующие результаты в  посте об антенне PK Loop

У меня была классная возможность оценить, насколько хорошо PK Loop будет работать в типичном гостиничном номере. Мои приятели Эрик (WD8RIF), Майлз (KD8KNC) и я останавились на ночь в отеле на авиабазе Райт-Паттерсон во время наших  мини-экспедиций «Национальные парки в эфире» .

В гостиничном номере было действительно много шума и помех.

Мы подключили  мой Electraft KX2  к PK LOOP, и к простой  проводной антенне.

Без сомнения, PK Loop гораздо лучше подавляла радиопомехи, чем проводная антенна, которую мы повесили на  внутренней  части окна отеля.

Однако, в отличие от большинства современных отелей, этот действительно имел открывающиеся окна, поэтому мы выбросили случайный провод из окна и провели еще одно сравнение. В этом случае внешняя проводная антенна неизменно превосходила PK Loop , несомненно, потому что она имела преимущество в том, что находилась вне радиошума в стенах отеля. Это говорит о том, что наружные антенны – даже если они просто подвешены за окном квартиры – почти всегда превосходят аналогичные внутренние антенны.

Так что, если у вас есть способ вывести провод из окна, попробуйте.

Какой длины должен быть провод? Я полагаю, это зависит от того, сколько вертикального пространства у вас под вашим окном. Для начала я бы попытался подвесить как минимум 2,5 метра провода снаружи. Если бы у меня было вертикальное пространство, я бы попробовал целых 10 метров.

Важно:  Сначала вы должны убедиться, что ваш провод не будет касаться электрических проводов. Никогда не опускайте провод на открытом воздухе, если ветер может унести его в электрическую точку входа, линию электропередачи или любой другой тип линии или кабеля. Вы должны в первую очередь сделать тщательный осмотр места .

С учетом сказанного, имейте в виду:  скрытность — это ключ!

 

Можете ли вы заметить проволочную антенну на этой фотографии? Конечно, нет.

Используйте тонкий провод с черной или темной изоляцией. Опускайте его только при использовании — не оставляйте его в течение всего дня. Убедитесь, что ваша антенна не будет мешать соседям внизу (например, вдруг провод окажется на их открытом гриле или в цветочных горшках!). Одна жалоба от соседей может навсегда прекратить вашу работу.

Теперь вернемся к рамкам…

Если у вас нет работающих окон или нет возможности развернуть проволочную антенну снаружи — или вы пробовали проволочную антенну, и результаты были неудовлетворительными – тогда вы будете вынуждены придерживаться комнатных антенн, которые почти всегда ведут вас по пути больших активных широкополосных антенн с магнитной петлей.

Имейте в виду, что если вам повезло иметь балкон, то именно здесь вы должны установить рамочную антенну. Посмотрите пост от автора SWLing, Клауса Беккера.

 

Самодельная магнитная рамочная антенна Клауса Беккера.

Я планирую написать более подробную статью об антеннах в ближайшие месяцы, но она будет посвящена внешним антеннам и способам их монтажа. Когда у вас нет возможности установить антенну на улице, на мой взгляд,  лучшие варианты для вас – те, которые упомянуты выше.

Я пропустил вариант с внутренней антенной? Пожалуйста, прокомментируйте, если у вас есть опыт работы с внутренними антеннами!

По материалам сайта SWLing Post

Простые самодельные приёмные антенны диапазонов ДВ, СВ, КВ волн.

 — Берлин?!   Брал!

Старое радио.

                              Париж?!   Брал!                                                           Вашингтон?!   Брал!  А после того как ты там полазил, приёмник перестал принимать отдалённые радиостанции, — говорил мне отец ещё в детстве.

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

Шкала приёмника.

 Поздним вечером, в отблесках пламени камина, не включая электричества, жму клавишу старого лампового радиоприёмника, светящаяся шкала с городами уютно насытила полумрак комнаты, вращая верньер, настраиваюсь на радиостанции.
 Длинноволновый диапазон безмолвствует. Правда, ровно в прямоугольнике шкалы светящегося окошка города Варшава на частоте около 1300  метров была взята радиостанция «Польское Радио», а это составляет дальность по прямой более 1150 км.

 Средние волны берут местные и отдалённые радиостанции.  А здесь взята дальность более 2000 км.
 Вот уже почти 2 года в Москве и области на этих волнах (ДВ, СВ) прекратили работу центральные радиовещательные каналы.

Рис. 1. Журнал «Радиолюбитель» 1927 № 02.

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

                                                       Антишумовые антенны.

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

Статья написана в журнале «Радиофронт» 1938 г.  В стаье даётся полное описание конструкции такой антенны.

Рис. 2.

Рис. 3.

  Аналогичное описание конструкции антишумовой антенны в журнале «Радиофронт» за 1939 год (06). Но здесь хорошие результаты получились в диапазоне длинных волн. Величина ослабления помех составила 60 дБ.  Данная статья может представлять интерес для любительской радиосвязи на  ДВ (136 кГц).  Правда, в настоящее время лучшие результаты получаются при использовании согласующего усилителя непосредственно в антенне, который по коаксиальному кабелю подключён к согласующему усилителю на входе самого приёмника.

                                                                   Антенна метёлка.

Рис. 4. г) антенна метёлка.

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

Рис. 5. «Радио всем» 1929 № 11

Рис. 6. «Радио всем» 1929 № 11

    

      

                                  

 Рулеточная антенна.

Журнал «Радиолюбитель» 1928 № 03-04.

Антенна — рулетка.

 Я использовал обычную строительную рулетку с длиной стального полотна 5 метров. Такая рулетка очень удобна в качестве антенны КВ диапазона, так как имеет металлическую клипсу, электрически связанную через вал с полотном ленты. Карманные приёмники с диапазоном КВ имеют чисто символическую штыревую антенну, в противном случае они бы не поместились в карман. Стоило мне только закрепить рулетку на штыревой антенне приёмника, как коротковолновые диапазоны в районе 13 метров стали захлёбываться от большого количества принимаемых радиостанций.

                                                         Приём на осветительную сеть.

 Так называется статья в Журнале «Радиолюбитель» за 1924 год № 03. Теперь эти антенны вошли в историю, но при необходимости сетевыми проводами ещё можно воспользоваться в какой-нибудь затерянной деревушке, предварительно отключив все современные бытовые приборы.

Рис. 7.  Конденсатор С 1 имеет номинал 200 пФ 400 В. Один из проводов осветительной сети и есть антенна (рис. 1). На рисунке 1 и 4 изображены конструкция и схема детекторного приёмника. На рисунке 2 — антенный провод наматывался на баллон осветительной лампы, обеспечивая, таким образом, емкостную связь с сетевыми проводами. на рисунке 3 антенный провод проложен вокруг сетевой проводки.

                     

Журнал «Радио всем» 1925 г. № 05. Антенна подключена к сетевой розетке с помощью двух конденсаторов номиналом 200 пФ. 1 — розетка; 2, 3 — конденсаторы; 4 — антенный провод.

                         Самодельная Г – образная антенна.

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

Рис 8. Детекторный приёмник из сетевой переноски и тазика для варенья.

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

                                                                Рамочные антенны.

 Антенна может быть выполнена в виде рамки, и является входным перестраиваемым колебательным контуром, который обладает направленными свойствами, что значительно ослабляет помехи радиоприёму.

Рис. 9. Журнал «Радиолюбитель» 1925 № 03.  Статья называется «Как устроить приём на рамку». Рамка имеет диагональ 1,5 метра. Настройка осуществляется конденсатором переменной емкости и переключением отвода к виткам рамки.

Приёмная складная рамка в виде зонтика. Журнал «Радиолюбитель» 1929 г. 06.

                                                                       

                                          Магнитная антенна.

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

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

Магнитная антенна в стационарном приёмнике имеет поворотное устройство.

  На плоском ферритовом (аналогичным по длине цилиндрическом) стержне размером 3 Х 20 Х 115 мм  марки 400НН  для ДВ и СВ диапазонов на подвижном бумажном каркасе наматываются катушки проводом марки ПЭЛШО, ПЭЛ 0,1 – 0,14 , по 190 и 65 витков.  Для КВ диапазона контурная катушка размещается на диэлектрическом каркасе толщиной 1,5 — 2 мм и содержит 6 витков, намотанных с шагом (с расстоянием между витками) с длиной контура 10 мм.  Диаметр провода 0,3 — 0,4 мм. Каркас с витками крепится на самом конце стержня. 

                                                                        Чердачные антенны.

Телевизионная и радио антенны.

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

Рис. 10.  Чердачные антенны. Журнал «Радио всем» 1927 № 04.

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

                                                                         Потолочная антенна.

Рис. 11. Комнатная потолочная антенна. Журнал «радио всем» 1929 № 11.

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

Рис. 12.  Журнал «Радио всем» 1926 12.

                                                                       Из истории антенн.

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

Рис. 13. Первая антенна.

Рис. 14. Антенна — змей. Журнал «Радио всем» 1925 № 06.

Комнатная КВ антенна — Сайт radio-ostrovok!

Комнатная антенна для приема радиостанций КВ диапазона состоит из экранированной приемной рамки, входного контура и усилителя радиочастоты, рисунок 1.

Входной контур усилителя антенны состоит из конденсатора С1 и катушки индуктивности. В зависимости от выбранного диапазона принимаемых частот к конденсатору С1 подключается катушка L1, L2 или отключая все катушки контур образуется из С1 и приемной рамки W1. Переключение диапазонов производится кнопкой SA1. В верхнем на схеме положении переключателя антенна настроена на прием частот в диапазоне 1,5-4 МГц, в среднем положении 3-11 МГц, в нижнем положении антенна принимает частоты в диапазоне 9-30 МГц.

Усилитель радиочастоты КВ антенны выполнен на транзисторе VT1. Коэффициент усиления УРЧ регулируется переменным резистором R2. 

Катушки L1 и L2 намотаны на каркасах диаметром 6 мм с сердечником из карбонильного железа. L1 содержит 25 витков провода ПЭВ-2 0,2. L2 мотается тем же проводом что и L1 и содержит 40 витков. Для намотки Т2 применяют кольцевой магнитопровод диаметром 8-10 мм из феррита проницаемостью 600-1000. Первичная обмотка трансформатора содержит 20 витков, вторичная 10 витков. Провод для намотки ПЭВ-2 0,1.

Рамку изготавливают из медного провода длиной 800 мм и диаметром 2 мм. Провод помещают в пластмассовую трубу армированную фольгой, изображение такой трубы показано на рисунке 2. 

Провод должен располагаться равномерно по центру трубы, для этого на провод надевают и приклеивают заглушки диаметром чуть меньше диаметра трубы. Трубу сгибают в кольцо с внутренним диаметром 230 мм. Конструкция рамки антенны показана на рисунке 3.

Рамка для приёма на КВ — Меандр — занимательная электроника

У начинающих коротковолновиков (и не только у них) возникают пробле­мы с установкой «всеволновой» антен­ны для приёма радиостанций на корот­ких волнах. В городских условиях хоро­шим решением может быть использо­вание для этого комнатной рамочной антенны. Такие антенны производятся промышленностью и изготавливаются радиолюбителями. Обычно эти антенны имеют одну рамку, которую настраи­вают на частоту приёма конденсатором переменной ёмкости. Такая антенна может перекрыть по частоте примерно половину всего КВ-диапазона.

Бельгийский коротковолновик ON5FM предложил оригинальную «двухдиапазонную” рамочную антенну, которая обеспечивает радиоприём практиче­ски во всем диапазоне коротких волн — от 3 до 30 МГц. Как она выглядит в его радиолюбительском «шэке», иллюстри­рует рис. 1.

Рис. 1

Описание конструкции этой антенны опубликовано в журнале CQ-QSO (Guy Marchal «Actieve loop antenne», № 3—4, 2015, p. 9—13).Он удачно совместил две рамки в одной конструкции, как это показано на рис. 2. Рамка для высокочастотного участка KB-диапазона представляет со­бой незамкнутое кольцо из алюминие­вой трубки диаметром 10 мм. Диаметр этого кольца — 30 см. А вторая («низко­частотная») рамка — это два витка изо­лированного провода, помещённых внутри кольца (показаны на рис. 2 красным цветом). Поскольку первая рамка — это не замкнутое кольцо, она не будет влиять на работу второй рамки и при работе на низких частотах с этой рам­кой просто служит для неё электроста­тическим экраном.

Рис. 2

Настройка рамок на рабочую частоту осуществляют двухсекционным конден­сатором переменной ёмкости С1. Обе секции конденсатора включены парал­лельно. Переключение рамок произво­дят переключателем SA1 — когда его контакты разомкнуты, работает «низко­частотная» рамка и антенна перекрывает участок примерно 3…11 МГц. Когда они замкнуты, к конденсатору переменной ёмкости подключается «высокочастот­ная» рамка и антенна перекрывает уча­сток приблизительно 11…30 МГц. Эти элементы размещены в небольшой пластмассовой коробке (см. рис. 1), ко­торая служит и для крепления рамок.

Такая антенна подразумевает ис­пользование усилителя, который обеспечивает необхо­димое усиление сигнала и согла­сование с входом приёмника (обыч­но его входное сопротивление — 50 Ом). Схема воз­можного варианта усилителя показа­на на рис. 3. Он содержит аперио­дический усили­тельный каскад на двухзатворном полевом транзис­торе VT1 и выход­ной эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. На выходе усили­теля предусмот­рена регулиров­ка уровня сигнала (переменный ре­зистор R6). Све­тодиод HL1 инди­цирует включение усилителя.

Рис. 3

Усилитель у ав­тора был размещён в отдельной коробке и соединён с антенной коротким отрезком тонкого коаксиального кабеля. Питание усили­теля он осуществлял от батареи 6F22 («Крона») напряжением 9 В.

Не следует забывать, что рамка такого типа (часто называемая «маг­нитной антенной») имеет диаграмму направленности в виде «восьмёрки», и, следовательно, у неё есть два относи­тельно глубоких минимума, которые перпендикулярны плоскости рамок. По этой причине антенна должна быть установлена так, чтобы её можно было при необходимости вращать вокруг вертикальной оси, добиваясь макси­мального уровня принимаемого сигна­ла. Это реально в домашних условиях, поскольку размеры антенны неболь­шие. И наличие минимумов может быть иногда полезно. Если направле­ния на принимаемую станцию и на помеху не совпадают, вращением антенны можно сориентировать антен­ну минимумом к помехе и улучшить условия приёма.

Автор: Материал подготовил Б. СТЕПАНОВ, г. Москва

Источник: журнал Радио №10, 2015

Многовитковая рамочная магнитная антенна СВ — КВ

Давайте-ка фразу «Лучшее — враг хорошего» оставим авторам изречения, будь то какой-нибудь там иноземный француз/итальяшка, злобный англосакс, или дикий Тунгус и сын степей калмык…. А сами тем временем озадачимся модификацией отлично себя зарекомендовавшей рамочной антенны, подробно описанной на предыдущей странице.

Что позволяет считать описанную конструкцию «отлично себя зарекомендовавшей»? Многочисленные письма, приходящие мне на почту и сдобренные словами благодарности за возможность окунуться в волшебный мир радиоэфира. А также возможность в сложных условиях городских помех потрогать за вымя не только мегаваттного китайского АМ вещателя, но и эпизодичного радиолюбителя с позывным, и даже — свободного шарманщика-нелегала с паяльником в руках и собственной работы антенной в огороде.

На кой нам сдалось её модифицировать? Отвечу — стабильно усложняющейся помеховой обстановкой в городе в совокупности с естественной потребностью хоть как-то увеличить количество принимаемых корреспондентов!
Не знаю как у Вас, но у меня в последнее время в городской квартире с завидной регулярностью КВ диапазон начинает гудеть. Происходит это, как правило, в вечерние часы в полосе частот 3-15МГц с пиком шумовой плотности в районе 7МГц. В такие периоды времени любые типы антенн, кроме магнитных рамок, бессильны справиться со своими возложенными обязанностями. А вот фразу с предыдущей страницы о том, что экранирование рамки (с точки зрения шумовых характеристик) никаких преимуществ не даёт — я забираю обратно. В подобных условиях — очень даже даёт, причём помимо экранирования, возникает и потребность поворота плоскости рамки в такое положение, при котором шумы будут минимальны.

Так, с этим разобрались. А каковы пути дальнейшего улучшения приёмных свойств атенны?
Максимальная эффективность приёмной рамки диаметром около 30см находится в диапазоне частот: начиная с 10МГц и выше. Под эффективностью в данном случае я имею в виду такой параметр, как отношение сигнал/шум принимаемой станции. На более низкочастотных диапазонах для поддержания данного параметра требуется большее количество витков, причём тем большее, чем ниже частота принимаемого сигнала. Именно по такому принципу изменения количества витков на разных диапазонах строятся некоторые конструкции серийных магнитных КВ антенн, в том числе и описанные в статье (ссылка на страницу) «ПРИЁМНЫЕ МАГНИТНЫЕ КВ АНТЕННЫ СОВЕТСКОГО ВОЕНПРОМА». И хотя приведённые рамки являются резонансными, все эти же принципы полностью распространяются и на нерезонансные магнитные антенны.

Амплитуда сигнала, поступающего с нерезонансной магнитной антенны, вполне достаточна для приёма приличным радиоприёмником с чувствительностью около 1мкВ. В этом случае, учитывая условия сильной зашумлённости КВ эфира в городе, большого смысла в введении антенного усилителя для рамочной антенны нет — вполне достаточно трансформатора для согласования несимметричного входа приёмника с симметричной антенной.
Если приёмник не обладает необходимой чувствительностью, то сигнал может быть без зазрения совести усилен посредством незамысловатой резонансной схемы, приведённой на предыдущей странице (ссылка на страницу).
Сложные схемы усилителей с дифференциальными входами и высоким коэффициентом усиления к ожидаемому улучшению не приводят, мало того, в силу широкополосности легко могут перегрузить смеситель приёмника и «порадовать» радиолюбителя непредвиденными интермодуляционными помехами.
С другой стороны, при наличии неблагоприятных условий в квартире и полном отсутствии балкона в каменных хоромах, может оказаться полезным вынос магнитной рамки на воздух, метра на 1-2 за пределы помещения. Поскольку длина кабеля между антенной и приёмником в данном случае может составлять значительную величину, то степень согласования волновых сопротивлений посредством симметрирующего трансформатора окажется явно недостаточной. Поэтому — при значительной длине коаксиального кабеля необходимость встроенного усилителя обусловлена функцией согласования волновых сопротивлений компонентов для получения приемлемых значений КСВ.

Итак — тезисы выдвинуты, пора переходить к схеме электрической принципиальной.

Рис.1

Для расширения диапазона эффективно принимаемых частот вплоть до среднечастотного диапазона (500кГц) было принято решение увеличить количество витков рамочной антенны до 4-ёх.

Я использовал готовый четырёхжильный кабель ПВС 4*0,75, а в качестве экрана прикупил метр трубы медной отожжённой KME SANCO с внешним диаметром 12мм и толщиной стенок 1мм. Всё это хозяйство в минимальном объёме мне удалось приобрести в интернет магазине https://santshop.ru/, за что ему большое человеческое спасибо. После того как трубка будет свёрнута в кольцо, необходимо её разрезать пополам для того, чтобы организовать 1…1,5 сантиметровый зазор в экране, в который и будет проникать магнитная составляющая радиосигнала.

Три сдвоенных переключателя S1-S3 коммутируют витки кабеля, соединяя их между собой либо параллельно, либо последовательно, что позволяет таким образом изменять их количество на входе симметрирующего трансформатора Tr1 от 1 до 4.

Посредством переключателя S4 осуществляется выбор режима работы антенны между активным либо пассивным режимами.

Активное звено части усилителя, спрятанное в корпусе антенны, построено несколько нетрадиционно.
Во-первых, оно представляет собой 2 эмиттерных повторителя, включённых параллельно.
Во-вторых, не подразумевает подводимого к нему источника питания и запитывается от нагрузки, находящейся на другом конце кабеля, а конкретно — в составе основной части усилительного устройства.
Что даёт нам такое построение?
А даёт нам это — нормированное выходное сопротивление звена, равное ≈ 26 Омам, что гарантирует параметр КСВ при работе на 50-ти омный коаксиальный кабель, не превышающий 2.
Параллельное включение повторителей на Т1 и Т2, каждый со своей цепью смещения, пришлось использовать вынужденно — в связи со сложностью нахождения радиочастотных p-n-p транзисторов необходимой мощности. Тупо соединять в параллель транзисторы в подобном построении — решение не самое хорошее, так оно чревато повышенными нелинейными, а также интермодуляционными искажениями.
Токи покоя транзисторов (по 10мА каждый) задаются резисторами смещения R1 и R2, номиналы которых необходимо подобрать на финальном этапе настройки схемы.

Как это всё выглядит?

Рис.2

Понятно, что в связи с увеличением количества витков в рамке, трансформатор, который мы мотали на предыдущей странице в соответствии с рекомендациями 1428 (ссылка на страницу) при работе на нижних диапазонах окажется не самым оптимальным.
Налицо — необходимость увеличения индуктивности первичных обмоток. С другой стороны, при работе на верхних диапазонах, когда ко входу трансформатора подключён всего один виток — такое увеличение индуктивности будет нежелательным. Поэтому компромиссным решением следует считать незначительное увеличение индуктивности обмоток (я счёл оптимальным — в 2-3 раза) при сохранении количества витков в обмотках во избежание пропорционального увеличения паразитных ёмкостей трансформатора.
Делается это просто — увеличением размера используемого ферритового сердечника (бинокля). Оценить эти размеры можно по фотографии, приведённой на Рис.2 справа.

Однако пришло время обнародовать схему ответной части усилителя.

Рис.3

Простейший усилитель, приведённый на Рис.3, за счёт введения возможности регулировки усиления обеспечивает лучшие показатели, чем дифференциальные усилители, часто встраиваемые в корпус рамки, без возможности такой регулировки.

Как это работает? Резистор R1 является нагрузочным для эмиттерных повторителей, находящихся в корпусе рамки антенны. Далее следует усилительный каскад, выполненный по схеме с общей базой, на транзисторе Т1, в качестве нагрузки которого выступает резистор R8, зашунтированный дросселем L1.
Переменный резистор R4 выполняет функцию регулировки усиления входного сигнала в пределах 2…10 раз по напряжению.

Входное сопротивление схемы Rвх определяется величиной параллельно соединённых R1 и суммы сопротивлений: R3, R4 и Rвх каскада с ОБ на транзисторе Т1, т.е. Rвх ≈ R1ll(R3+R4). Легко заметить, что при изменении значения потенциометра R4 в диапазоне 0…200 Ом, величина входного сопротивления усилителя будет принимать значения от 26 до 107 Ом. А это, в свою очередь, практически во всём диапазоне регулировки уровня обеспечивает параметр КСВ, не превышающий 2 (за исключением незначительного превышения при самом низком уровне усиления).

Ну и наконец, эмиттерный повторитель на транзисторе Т2, работающий при значительном токе покоя, призван согласовать усилительный каскад с 50-омным входным сопротивлением радиоприёмника.

Настройка схемы сводится к подбору резисторов R1 и R2, находящихся внутри антенны (Рис.1).
Делается это следующим образом:
1. К выходу схемы (точка соединения R5 и R6) временно подпаиваем резистор номиналом 240 Ом, второй вывод которого подключаем к источнику питания 12В.
2. Эмиттер транзистора Т2 отключаем от R6. Подбираем значение резистора R1 для получения тока, отдаваемого источником питания — 13мА.
3. Возвращаем подключение эмиттера Т2 к R6. Подбираем значение R2 для получения тока, отдаваемого источником питания — 20мА.
При завершении настройки — токи через транзисторы должны уровняться и установиться на уровне ≈ 10мА через каждый.
4. Отпаиваем резистор номиналом 240 Ом и считаем настройку внутренней части усилителя выполненной.
Ответная часть усилителя должна заработать без всякой настройки, хотя проверить значения напряжений в указанных на схеме точках будет совсем не лишним.

Дроссель L1 следует изготовить самостоятельно на низкочастотном феррите с наружным диаметром 15-20мм. Это необходимо для минимизации завала АЧХ при работе на верхних диапазонах посредством уменьшения количества витков, а соответственно и собственной паразитной ёмкости моточного изделия.

А на следующей странице рассмотрим более серьёзную ответную часть усилителя, обладающую резонансными свойствами и позволяющую достигать максимального усиления без перегрузки входных цепей и смесителя радиоприёмника.

 

Рамочная КВ — УКВ антенна. Комнатная магнитная антенна для широкополосного приёма.

ссылка на схему

Вопрос: Очень хочется посмотреть видео работы активной антенны, естественно в сравнении со штатной телескопической и внешней антеннами.

Автор: Со штатной телескопической антенной, в условиях городской квартиры, сравнивать никакого смысла нет — на телескоп не ловится ничего, кроме шумов и мощных китайских вещалок. Будет немного свободного времени — займусь кинематографией.

Вопрос: Хорошая идея. Действительно дополнительный КПЕ крутить надоело. Вопрос немного не по существу: для чего установлены резисторы R5, R6?

Автор: Это антипаразитные резисторы, предотвращающие возможность самовозбуждения СВЧ транзисторов. Обязательно должны находиться в непосредственной близости от транзистора, на расстоянии двух-трёх миллиметров.

Вопрос: Основные достоинства резонансной МА — резонанс и преселекция на этапе приема с эфира, непосредственно «в теле» антенны. Принимая все, что есть в эфире и отсеивая уже в схеме полосовиками, получаем все «преимущества» обычного радиоприемника, хоть и качественного. Никакого выигрыша…зачем городить такое? Даже с очень качественным УВЧ…прицепить на его вход гвоздь «сотку», тот же эффект получим. Ну разве что немного выраженная направленность — единственное достоинство этой конструкции.

Автор: А никто и не оспаривает достоинства резонансных антенн. Хотя, тут надо чётко понимать, что ваша резонансная рамка — это хоть и высокодобротный, но всего лишь LC фильтр второго порядка, поэтому ожидать от него такого же эффективного подавления внеполосных помех, как это происходит в диапазонных фильтрах высоких порядков (в серьёзных агрегатах) не стоит.
Антенна, описанная в статье, имеет достоинства, присущие любой магнитной антенне и позволяет не только осуществить селекцию сигнала по направлению, но и значительно ослабить электрическую составляющую помех, которая обычно преобладает в шумовом спектре.
У автора не было задачи превзойти резонансную рамку по эффективности приема. Задача стояла — значительно уменьшить размеры антенны и повысить удобство ее использования.
При этом все станции, которые вы слышите на свою скрупулёзно настраиваемую рамку, вы услышите и на нерезонансную активную магнитную антенну, хотя и тут не надо питать иллюзий — их будет на порядок меньше, чем при приёме на полноразмерную внешнюю антенну.

Вопрос: Вы настолько «упростили» магнитную рамку, легко изменив конструкцию, что от нее остался просто кусок провода.
Классическая активная резонансная магнитная рамка для КВ диапазона хорошо описана в одном из журналов «Радио» за 1988г.
Подавление «синфазных» помех там обеспечивается за счет специальной конструкции магнитной рамки. Как может подавлять подобные помехи ваша антенна для меня загадка.
Кроме того, на входе вашей антенны нет никаких, даже примитивных, простейших диапазонных фильтров.
А как боретесь с перегрузкой от сильных помех, например GSM связи или той же статики?
На мой взгляд Вы просто собираете из эфира весь мусор, усиливаете его, потом простейшим фильтром пытаетесь исправить ситуацию.

Автор: Вы какой-то, не слишком внимательный. Прочитайте материал ещё раз.
Любой кусок провода, свёрнутый в кольцо и запитанный с двух сторон, превращается в магнитную антенну со всеми её достоинствами, естественно, если длина этого провода не приближается к длине волны принимаемой станции, но это в КВ диапазоне — совсем уже не наша история.
Подавление синфазных помех в представленной конструкции осуществляется за счёт симметрирующего трансформатора и составляет ту же величину, что и у резонансных рамок.
Но, а если уж Вы всё-таки решились поднатужиться и перечитать описание устройства, то легко смогли заметить, что усилитель усиливает не весь «мусор», а только сигналы внутри диапазона, отведённого ему полосой пропускания резонансных LC фильтров, чем, собственно говоря, и осуществляется борьба со всеми внеполосными помехами.

Вопрос: Прочитал статью по поводу рамочной антенны. Планирую данную конструкцию к сборке.
Вопросы по поводу трансформатора:
Собственно чем можно заменить феррит с VGA кабеля?
Можно ли изготовить трансформатор на кольце?
Какой для этого выбрать материал кольца, и с каким значением магнитной проницаемости?
Какие размеры кольца выбрать? Возможно, потребуется изменить число витков обмоток.
Если да, то «сколько вешать в граммах»?

Автор: Трансформатор, изготовленный на «бинокле» был выбран из соображений достижения максимальной широкополосности, простоты реализации и минимальных потерь сигнала в широком диапазоне частот. При этом приобретение подобного VGA кабеля с двумя ферритами на концах не должно вызвать никаких сложностей и сильно опустошить карманы радиолюбителя — продаются они в любом Ашане и стоят около 100 российских тугриков.
Но если всё-таки душа протестует и просит ферритового колечка, то можно попробовать собрать ШПТ и на нём.
Из каких соображений нужно выбирать его размер? Из соображений вместить на него в один ряд около десятка витков трёх скрученных между собой проводов, которые и будут являться 3-мя обмотками трансформатора.
Магнитная проницаемость феррита определяется исходя из величины требуемой индуктивности каждой из обмоток трансформатора — она должна составлять величину 10- 15 мкГн.
Все эти показатели с лёгкостью рассчитываются в программе Coil32.
А дальше, всё по накатанному, соединяем начало одного провода с концом другого — получаем среднюю точку первичной обмотки трансформатора, два оставшихся конца направляем к рамке. Оставшийся незадействованным третий провод будет являться вторичной обмоткой.
Если антенна не предполагается использоваться для приёма станций УКВ диапазона, то значением магнитной проницаемости ферритового кольца можно не сильно заморачиваться, а использовать низкочастотные ферриты М1000-М2000.

Вопрос: Собрал я рамочную антенну, описанную в Вашей статье, теперь хочу поделиться впечатлениями.
В целом, очень понравилось качество приема.
С метровым куском провода в качестве приемного элемента принял одного радиолюбителя в SSB на 80 метрах. Тех, кто работает в телеграфе слышно и так просто на полутораметровый штырь.
Собирал именно для приема радиолюбителей в ssb на 80, 40, 20 метрах.
Живу я в 25 км от Москвы в Ногинском районе. Принимаю на RTL-SDR V3 в режиме Direct sampling. 2 этаж панельного дома. Ко всему прочему у нас тут низина и даже КВ и СВ вещалки принимаются на вышеуказанный сетап очень плохо.
После увеличения приемного элемента до 3-х метров, принял 4-х любителей в SSB на 80 метрах и 2-х на 40 метрах.
Прием конечно практически на уровне шумов, но есть. На 80 метрах хуже, на 40 раза в 1.5 лучше.
Хочу проверить работу антенны на даче. Недалеко от Зеленограда. Там тех же любителей слышно на 1.5 — метровый штырь примерно так же как дома на рамочную антенну. Но там 3-ий этаж и дом на холме, т.е. антенна стоит значительно выше. И помех меньше на порядок.
Так что, спасибо за конструкцию. Без нее дома я был глух, а на даче бываю не часто.

Автор: В городских условиях увеличение длины провода до определённых пределов может, конечно, привести к увеличению уровня приёма, но тут надо чётко понимать, что помимо магнитной составляющей эфира антенна начинает принимать и электрическую, и чем больше будет длина провода, тем больше будет вклад электрической составляющей в общий уровень принимаемых сигналов.
А поскольку электрическая составляющая помех в условиях городской квартиры доминирует над магнитной, с определённого момента шумов будет добавляться больше, чем полезного сигнала.
А вот на даче, вдали от техногенных помех – да, такое решение даст выигрыш по качеству приёма, хотя на мой взгляд магнитные антенны хороши именно для города.
Для тихих, с точки зрения помех, загородных условий (и при отсутствии неотвратимого желания делать полноразмерную конструкцию) я бы порекомендовал антенну, описанную в статье ссылка на статью с длиной полотна 5-10 м, которое можно забросить на любое близрастущее дерево. При длине провода 10 м количество принимаемых станций увеличится в разы.