Рамочная средневолновая антенна | Техника радиоприёма
Неплохой заменой ферритовой магнитной антенны может оказаться рамочная. Она легче и дешевле, а в некоторых случаях у нее более удобная конструкция. Ее электрические параметры оказываются даже лучше, чем у ферритовой, к тому же она совершенно не подвержена перекрестной модуляции в сильных посторонних магнитных полях, следовательно, помехоустойчивость ее также выше, чем у ферритовой. По этим причинам и было решено поделиться практическим опытом изготовления рамочной антенны СВ диапазона.
Потребовав, чтобы действующая высота рамочной антенны была не меньше, чем у ферритовой, и учитывая, что сердечника нет и μ = 1, можно оценить ее необходимые размеры. При этом число витков определяем по формуле для расчета индуктивности круглой рамки диаметром D: L = kN2D, где k — коэффициент, зависящий от плотности намотки, его значение лежит в пределах (1-3)10-6. Для “корзиночной” обмотки, описанной ниже, k = 1,6*10-6.
Расчеты показали, а эксперимент подтвердил, что в СВ диапазоне при диаметре рамки D = 12 см и числе витков N = 37 рамочная антенна не уступает даже хорошей ферритовой, намотанной на стержне из феррита 400НН длиной 200 и диаметром 10 мм. Рамки большего диаметра по своим параметрам превосходят ферритовые антенны. Здесь уместно вспомнить, что на выделенных приемных радиоцентрах в начале 20-х гг. применялись рамки на деревянном каркасе в виде квадрата, поставленного на угол, причем сторона квадрата доходила до 20 м!
Но вернемся к нашей миниатюрной рамке. Чтобы не шунтировать контур, образованный рамкой и КПЕ, первый каскад УРЧ был собран по схеме истокового повторителя на полевом транзисторе VT1 (рис. 4.6). Нагрузкой каскада служит резистор R3, элементы R2C2 развязывают цепь питания. Резистор R1 предотвращает самовозбуждение каскада на верхнем краю диапазона из-за паразитных емкостей полевого транзистора затвор-исток и исток-земля, образующих «емкостную трехточку», создавая тем самым положительную обратную связь.
Уменьшая сопротивление этого резистора, можно достичь благоприятного эффекта — увеличения добротности антенного контура на высокочастотном краю диапазона.
Какая же нам необходима добротность? В простых одноконтурных приемниках прямого усиления, работающих в диапазоне СВ, желательно, чтобы она составляла 120-300, возрастая с повышением частоты. Тогда полоса пропускания контура, равная f0/Q сохраняется равной примерно 4-5 кГц во всем диапазоне, обеспечивая разумный компромисс между воспроизведением верхних частот звукового спектра и селективностью приемника. В супергетеродинах, где селективность определяется трактом ПЧ и имеется большой запас усиления, добротность контура магнитной антенны бывает существенно ниже.
Добротность ферритовой магнитной антенны даже при намотке одножильным проводом может достигать 150-250, плавно уменьшаясь к высокочастотному краю диапазона из-за увеличения потерь в феррите и проводе. Намотка ферритовой антенны литцендратом позволяет довести добротность до 350-380, но на низкочастотном краю диапазона, где это не очень нужно.
Добротность же на высокочастотном краю при этом составит 250-270.
Добротность рамочной антенны зависит от многих факторов и почти не поддается расчету. Для решения вопроса был проведен рад экспериментов по определению добротности. Первая рамка была намотана на пенопластовом кольце диаметром 14 и шириной 1,5 см. 24 витка провода ПЭЛ 0,23 располагались плотно, внавал. Для настройки контура использовалась секция стандартного сдвоенного блока КПЕ с воздушным диэлектриком от радиоприемников, емкостью 10-365 пФ. Добротность получилась низкой (кривая 1 на рис. 4.7), да к тому же уменьшалась к высокочастотному краю диапазона. Увеличение диаметра провода до 0,5 мм положения не исправило.
Низкая добротность объясняется увеличением сопротивления провода на высокой частоте из-за вытеснения тока к поверхности металла (скин-эффект). На верхних частотах СВ диапазона толщина скин-слоя в меди составляет всего лишь 0,08 мм. Только для более тонких проводов их сопротивление на высокой частоте можно считать равным сопротивлению на постоянном токе.
Отсюда ясен смысл применения литцендрата — многожильного провода, свитого из нескольких (от 4 до 81) тонких изолированных проводников. При намотке той же рамки литцендратом ЛЭШО 21×0,07 добротность контура возросла вдвое, но неблагоприятная частотная зависимость сохранилась (кривая 2).
Следующий фактор, влияющий на добротность, — это эффект близости витков друг к другу, вызывающий потери на вихревые токи в соседних витках. Кроме того, при плотном расположении витков создаваемое ими магнитное поле как бы вытесняет ток из обмотки, приводя к увеличению ее сопротивления, особенно на высоких частотах. Явление аналогично скин-эффекту в сплошных проводниках. При плотной намотке возрастает и собственная междувитковая емкость катушки, также увеличивающая потери из-за протекания дополнительного реактивного тока в проводе.
Эксперимент подтвердил большое значение эффекта близости витков. Та же рамка, намотанная в навал самодельным литцендратом из шести проводников ПЭЛ 0,09, причем проводники не были скручены, оказалась вообще неработоспособной.
Ее добротность была низкой, а собственная емкость велика настолько, что со стандартным КПЕ даже не перекрывался весь СВ диапазон. Произошло это, видимо, потому, что отдельные проводники разных витков тесно перемешались друг с другом.
Уменьшение «эффекта близости» достигается в однослойной цилиндрической обмотке, лучше с шагом в 1-2 диаметра провода. Многослойные высокочастотные катушки нельзя наматывать так, как наматывают низкочастотные, например сетевые трансформаторы. Хороша намотка «универсаль», еще лучше сотовая. Предпочтительнее провод с толстой изоляцией, ПЭЛШО, ПШД и т.д. Для рамочных антенн цилиндрическая форма намотки неудобна, предпочтительнее радиальная. Очень удобна «корзиночная» обмотка, автоматически обеспечивающая шаг между витками, равный диаметру провода. В этом случае катушку наматывают на плоском каркасе из диэлектрика с нечетным числом радиальных прорезей, в которые и укладывают провод, проходящий попеременно с одной или с другой стороны каркаса.
Был изготовлен каркас с прорезями из листа органического стекла толщиной 4 мм (рис.
4.8). Края прорезей следует скруглить острым ножом или надфилем, чтобы не повредить провод при намотке. Центральную часть каркаса целесообразно вырезать и удалить (вообще, чем меньше диэлектрика в каркасе, тем лучше). Обмотка содержала 37 витков провода ЛЭШО 21×0,07, выводы были закреплены в специально просверленных отверстиях каркаса. Можно припаять выводы к специально прикрепленным к каркасу лепесткам. Нижний выступ каркаса предназначен для крепления всей антенны. Добротность рамочной магнитной антенны с корзиночной обмоткой значительно возросла и, кроме того, стала увеличиваться с частотой, достигнув значения 280 на частоте 1600 кГц (кривая 3 на рис. 4.7). Это обеспечило полосу пропускания контура антенны не шире 6 кГц во всем С В диапазоне. Напряжение, наводимое полем центральных радиостанций на выводах контура магнитной антенны, составило от 15 до 300 мВ в условиях Москвы, на девятом этаже панельного дома.
Несколько слов о конструктивном оформлении приемника с рамочной антенной.
Безусловно, нежелательно наматывать рамку на самом корпусе приемника, поскольку все детали оказываются в ее поле. Не говоря уж о вероятных наводках и паразитных связях, при этом трудно получить и высокую добротность из-за обилия «металла» внутри рамки. Если габариты позволяют, можно разместить рамку на задней стенке корпуса, придав ей овальную или даже прямоугольную форму.
Но лучше всего расположить магнитную антенну в «свободном пространстве», на расстоянии не менее одного ее диаметра от окружающих предметов. «Корзиночная» обмотка на каркасе из оргстекла или цветной пластмассы красива и послужит оригинальным элементом дизайна приемника. Рамку целесообразно расположить над приемником в вертикальной плоскости и сделать поворот ной, достаточно в пределах 90°, чтобы ориентировать ее по максимуму приема. Эскиз возможного варианта конструктивного оформления приемника с рамочной антенной показан на рис. 4.9. Если рамку предполагается поворачивать вокруг вертикальной оси просто рукой, то с общим проводом лучше соединить внешний виток рамки.
Читать дальше — Экономичные приемники
Последние новости туризма на сегодня 2022
Отдых и Туризм — Новости туризма 2022
Февраль 12, 2022 8 комментариев
С чем у любого туриста ассоциируется Хорватия? В первую очередь — отличная экология, чистейшее лазурного цвета Адриатическое море и невероятно живописные берега…
Февраль 1, 2022
Февраль 1, 2022
Февраль 1, 2022
Февраль 2, 2022
Правильное питание
Ноябрь 19, 2021 5 комментариев
Хотя общая идея заключается в том, что замороженные фрукты не несут никакой пользы для здоровья, многочисленные доказательства противоречат.
..
Ноябрь 19, 2021 17 комментариев
Ноябрь 19, 2021 10 комментариев
Ноябрь 19, 2021 20 комментариев
Общество
Ноябрь 19, 2021 7 комментариев
Найти идеальный подарок на Новый год для близких и друзей — непростая задача.
Ноябрь 19, 2021 20 комментариев
Ноябрь 19, 2021 4 комментария
Ноябрь 19, 2021 5 комментариев
Cпорт отдых туризм
Ноябрь 20, 2021 16 комментариев
Занять всю семью непросто.
И что ж, нужно время, чтобы постоянно придумывать новые…
Бизнес
Ноябрь 20, 2021 2 комментария
Во французском языке существительное menu имеет два совершенно разных…
Спорт
Ноябрь 21, 2021 8 комментариев
Если вы все-таки решились на покупку первого сноуборда, при выборе однозначно не стоит…
Mayhem Creations — Рамочная УКВ-антенна своими руками
Я использовал антенну Scatter Forager, пытаясь получить CKCO RF13.
Однако с момента перехода это, наряду с CFTO на RF9, было самой проблемной канадской станцией для приема. У Yagi, используемого при попытке получить CFTO, есть свои проблемы, но я решил, что для получения CKCO требуется другая антенна от Scatter Forager.
Scatter Forager — антенна с низким коэффициентом усиления. Несмотря на то, что это низкое усиление, я думаю, что был на пороге его получения. Коммерчески существует антенна, произведенная компанией Antenna Direct, под названием C5. Это УКВ-антенна с высоким коэффициентом усиления, где значения усиления составляют около 8 дБ или около того для RF13. Один из участников digitalhome.ca построил «клон» C5 и смоделировал этот клон в программном обеспечении 4nec. Пост можно найти здесь:
http://www.digitalhome.ca/forum/showthread.php?t=112675
Моделирование этой самодельной антенны дало значение усиления от 7,5 до 8 дБ в диапазоне ОВЧ. Учитывая, что коэффициент усиления Scatter Forager, скорее всего, был намного ниже, чем у этой антенны, и станция при ее использовании то входила, то выходила.
Как только я соберу эту антенну, я буду с нетерпением ждать, когда смогу ее опробовать.
*7 ноября 2011 г.*
На выходных я купил медные трубки и переходники из ПВХ. У меня уже был 1-дюймовый кабелепровод, оставшийся от предыдущего проекта, поэтому я решил использовать его. Прошлой ночью я начал строительство. Я отрезал вертикальный кусок кабелепровода длиной 28 дюймов. Я просверлил отверстие в верхней части, чтобы пропустить медную трубу. Я выковал из медной трубы круг диаметром 23 дюйма и, пропустив его через отверстие в трубопроводе, прикрепил к нижнему концу, оставив зазор в 1 дюйм между концами подачи.
*11 ноября 2011 г.*
Антенна установлена и работает. Какая отличная антенна, и одна из моих лучших сборок. Сегодня во время тестирования я посадил эту антенну на свою кровать и направил в окно на CKCO, и она стабильно ловила ее на уровне 7-8 делений на телевизоре Samsung, к которому она была подключена.
После испытаний я отнес его на чердак и установил.
CKCO теперь очень надежная станция. Единственная проблема заключается в том, что CHCH теперь находится на задней стороне антенны и, следовательно, заблокирован. Я все еще получаю это, но это не надежно на всех телевизорах, в зависимости от длины кабеля от антенны до телевизора. Отличная сборка, респект дизайнеру.
*13.11.2011*
При установке этой антенны на CKCO RF13 падений не наблюдалось. Я также не заметил падений на CFTO RF9. Это указывало бы на то, что антенна Scatter Forager, которую я использовал раньше (которая сейчас используется в качестве отражателя петли VHF), создавала помехи для сигнала, идущего в этом направлении. Чтобы снова укрепить CHCH, я могу построить еще одну такую антенну и направить ее между CFTO и CHCH (больше в сторону CFTO), так как я думаю, что она будет иметь более широкую ширину луча, чем текущая антенна YAGI, которую я направил в сторону CFTO. В целом, я очень доволен этой антенной и рекомендую ее всем, кто пытается поймать частоты VHF-Hi.
Помимо CHCH, я попытался направить эту антенну в направлении WNGS RF7 из Буффало. Но в настоящее время с их передатчиком при такой низкой выходной мощности (повреждение передатчика) я даже не поймал ни одного сигнала на телевизоре, который использовался для тестирования. Имейте в виду, у этого телевизора самый длинный кабель от антенны (~ 120 футов).
*26 ноября 2011 г.*
На прошлой неделе я построил вторую рамочную УКВ-антенну и сегодня вечером установил ее на чердаке. Эта петля должна была использоваться для приема RF9.и РФ11. Это сработало, как и ожидалось, и теперь я без проблем принимаю оба канала на самом дальнем от антенн телевизоре. На этом мои проекты антенн подошли к концу, так как я думаю, что не смогу построить лучшую антенну, чем та, что у меня есть на данный момент. Ниже пара фото новой антенны на чердаке.
Теперь CHCH и CFTO снова сплошные каналы.
Как построить настроенную рамочную антенну — IW5EDI Simone
Как можно значительно улучшить прием на средних волнах? на самом деле это довольно просто, все, что вам нужно, это 120 футов провода, несколько кусков дерева и старый настроечный конденсатор, с помощью которого вы можете построить ответ на молитвы каждого DX-овца, настроенную рамочную антенну.
Этот простой самодельный проект, который, вероятно, будет стоить вам не более 10 фунтов стерлингов, позволит вам улучшить чистоту приема средневолновых радиостанций до невероятного уровня.
ПРИМЕЧАНИЕ. Этот рисунок настроенной рамочной антенны немного отличается от изображения, описанного здесь в инструкциях по сборке, тем, что у нее есть центральная ножка, на которой можно стоять, это только косметическая особенность и не требуется для лучшего приема. радиосигнала.
Чтобы поверить в то, что эти удивительные антенны действительно работают, нужно их услышать. Итак, как мне построить один? Я слышу, как ты нетерпеливо спрашиваешь. Я задержу вас в напряжении на несколько минут, во-первых, я немного объясню предысторию настроенной рамочной антенны.
Что такое настроенная рамочная антенна?
Рамочная антенна предназначена в первую очередь для AM-диапазона, в котором используется участок радиочастотного спектра от 530 кГц до 1620 кГц.
На самом деле существует два различных типа рамочных антенн. Первый из них представляет собой ферритовый стержень, встроенный практически в каждую портативную радиостанцию, а второй намотан на воздушном сердечнике и гораздо менее популярен среди производителей радиоприемников из-за его размер, это известно как настроенная рамочная антенна.
Рамочная антенна очень направленная. Рисунок звукоснимателя имеет форму восьмерки. Петля позволит принимать сигналы на противоположных сторонах, в то время как за пределами петли сигнал будет уменьшаться или обнуляться. Функция обнуления позволит вам удалить местную станцию на частоте и подобрать другую на той же частоте, удалив местный сигнал.
Например, я могу слушать Magic 1548 из Ливерпуля на частоте 1548 кГц из своего дома в Ирландии, также на этой же частоте я могу слабо слышать музыку и болтать с другой радиостанции на той же частоте, поэтому я включаю петлевая антенна немного поворачивается в общем направлении этой другой радиостанции, и, как по волшебству, теперь я слышу очень четкий сигнал этой другой станции, которая оказывается BBC Radio Bristol, в то же время сигнал от Magic 1548 несколько слился с фоновой кашей.
Рамочные антенны с воздушным сердечником бывают разных размеров. Чем больше петля, тем больше выигрыш. Меньшая петля фактически потеряет часть сигнала. Есть два способа наматывания петли: коробчатая или спиральная. В коробчатой или соленоидной петле плоскости обмоток намотаны перпендикулярно диаметру петли, поэтому каждая петля имеет одинаковый размер. В спиральной петле плоскость витков намотана параллельно диаметру петли, поэтому каждая петля становится меньше по мере того, как вы наматываете ее в центр петли. Петля должна иметь возможность вращаться, чтобы обнулить станцию. И петля также должна иметь возможность наклоняться от вертикали. Это также помогает обнулить сигнал (функция альт-азимута).
Количество витков, необходимых контуру, определяется размером контура, частотным диапазоном, который вы хотите настроить, и емкостью вашего настроечного конденсатора. Чем больше петля, тем меньше витков вам понадобится. Петля длиной 4 фута требует 8 витков, а петля 2 фута требует 18 витков.
Существует три способа подключения петли к радио.
Один из способов — вообще не подключать, для этого нужна рация с внутренней рамочной антенной в виде ферритового стержня. Поле петли будет излучать пиковый сигнал, и вы сможете поймать его без подключения к радио. Вы можете перемещать радиостанцию, чтобы получить наилучший прием.
Второй способ – получить прямую связь с петлей, которая используется в качестве приемной катушки. Он состоит из одного витка провода, намотанного по окружности петли, который затем соединяется с гнездом антенны радиоприемника с помощью съемного летучего поводка.
