Magnetic loop antenna своими руками из обруча

Magnetic Loop. Магнитная рамка на окне

Magnetic loop antenna AMLA50 из Китая 100K-30MHz лучше, чем MLA-30

Тест антенны MAGNETIC LOOP на передачу

Данная публикация предназначена для начинающих
 радиолюбителей и для тех, у кого нет доступа
на кровлю своего дома. Сушко С.А. (ex.UA9LBG)

Магнитные антенны (Magnetic Loop) типа-ML  ввиду своих малых размеров становятся всё более популярными.   Все они могут размещаться на балконах и подоконниках. Неоспоримо, что классическую популярность завоевали одновитковые магнитные антенны с вакуумным конденсатором и петлей связи, при помощи которых можно проводить радиосвязи даже с другими континентами.

Двух-рамочные антенны в виде восьмёрки сравнительно недавно начали появляться в среде  радиолюбителей, хотя на заре появления Си-Би связи в России, такие антенны с определённым успехом  практиковались в автомобильных радио-охранных системах диапазона 27МГц, см.рис.1.а. Автомобильная антенна состояла из двух одинаковых рамок (петель) L1;L2 и общего резонансного конденсатора С1, стоящего в пучности напряжения. С периметром антенны около 5 метров радиолюбитель Стерликов А.(RA9SUS) провел связи с 36-ю странами мощность до 30 Вт. Питание антенны производилось непосредственно от коаксиального кабеля. А подобные антенны практиковались с конца 60-х, начала 70-х годов прошлого века. Эквивалентная схема такой антенны изображена на рис. 1.б.

Хотя одновитковые ML в настоящее время широко применяются  в среде радиолюбителей, особенностью двух-витковой состоит в том, что её апертура в два раза больше по сравнению с классической. Конденсатором С1 можно изменять резонанс  антенны с перекрытием по частоте в 2-3 раза, а общий периметр окружности двух петель ≤ 0,5λ.  Это соизмеримо с полуволновой антенной, а её малая апертура излучения компенсируется повышенной добротностью.    Согласование фидера с такой антенной лучше осуществлять посредством индуктивной или емкостной связи.

Теоретическое отступление:  Двойную петлю можно рассматривать как смешанную колебательную систему LL и LC-системы. Здесь для нормальной работы оба плеча нагружены на среду излучения синхронно и синфазно. Если на левое плечо подается положительная полуволна, то и на правое плечо подается точно такая же. Зародившаяся в каждом плече ЭДС самоиндукции будет по правилу Ленца противоположна ЭДС индукции, но так как ЭДС индукции каждого плеча противоположны по направлению, то ЭДС самоиндукции будет всегда совпадать с направлением индукции противоположного плеча. Тогда индукция в катушке L1 будет суммироваться с самоиндукцией от катушки L2, а индукция катушки L2 — с самоиндукцией L1. Так же, как и в LC — контуре, суммарная  мощность излучения может в несколько раз превосходить входную мощность. Подача энергии может осуществляться на любую из катушек индуктивности и любым способом.

Преобразуя антенну из прямоугольной формы в круглую(рис.1.а), мы получаем антенну, изображённую на рис.2.а. Справедливо считается, что круглая форма магнитной антенны эффективнее, чем прямоугольная.    

Постепенно упростился  конструктив рамки L1 и  L2, их стали включать в виде восьмёрки, на рисунках 2.а. и 2.б. Так появилась двух-рамочная ML в виде восьмёрки. Назовём её условно ML-8.

    У ML-8 в отличии от ML  появилась своя особенность, — у неё может быть два резонанса, колебательный контур L1;С1 имеет свою резонансную частоту, а L2;С1 имеет свою. В задачи конструктора входит добиться единства резонансов и максимального КПД антенны, следовательно, изготовление петель L1 и  L2  должны быть одинаковы. На практике инструментальная погрешность в несколько сантиметров изменяет ту, или другую индуктивность, частоты настройки резонансов расходятся, а антенна получает определённую дельту по частоте. Иногда конструктором это делается умышленно. Особенно это удобно делать у многовитковых петель. На практике ML-8  активно используют LZ1AQ ; K8NDS и др. однозначно утверждая, что такая антенна работает значительно лучше одно-рамочной, а изменение её положения в пространстве можно легко управлять пространственной селекцией, что подтверждает фото ниже по тексту антенны на 145МГц.

Предварительные расчёты показывают, что у  ML-8 для диапазона 40 метров, диаметр каждой петли при максимальном КПД составит чуть меньше 3-х метров. Понятно, что такую антенну можно устанавливать только на улице.     А мы мечтаем об эффективной ML-8 антенне для балкона или даже для подоконника.  Конечно, можно уменьшить диаметр каждой петли до 1 метра и настроить резонанс антенны конденсатором С1 на необходимую частоту, но КПД такой антенны упадёт более чем в 5 раз. Можно пойти другим путём, сохранить расчётную индуктивность петли, используя в ней не один, а два витка, оставив резонансный конденсатор с тем же номиналом. Несомненно, что апертура антенны уменьшится, но количество витков «N» частично возместит эту потерю, согласно представленной ниже формулы:

Из приведённой формулы видно, что количество витков N является одним из множителей числителя и стоит в одном ряду, как с площадью витка-S, так и, с его добротностью-Q.

К примеру, радиолюбитель OK2ER (см. Рис.3) посчитал возможным использовать 4-х витковой ML  диаметром всего 0,8м в диапазоне 160-40м.

Автор антенны сообщает, что на 160 метров антенна работает номинально и больше используется им для радионаблюдения. В диапазоне 40м. достаточно воспользоваться перемычкой, уменьшающей рабочее количество витков вдвое. Обратим внимание на используемые материалы, — медная труба петли взята от водяного отопления, клипсы, соединяющие их в общий монолит, используются для монтажа водопроводных пластиковых труб, а герметичный пластиковый ящик приобретён в магазине электрики. Согласование антенны с фидером емкостное, и наверняка по одной из представленных схем, см. Рис.4.

Кроме выше сказанного, нам нужно понимать, что отрицательно влияет на добротность-Q антенны в целом:

Из приведённой формулы, мы видим, что активное сопротивление индуктивности  Rк и емкость колебательной системы Ск  должны быть минимальными. Именно по этому, все ML делают из медной трубы, как можно большего диаметра, но есть случи, когда полотно петли делают из алюминия, а добротность такой антенны и её КПД падает от 1,1 до 1,4 раза.

Что касаемо емкости колебательной системы, то тут всё сложнее. При неизменном размере петли L, к примеру на резонансной частоте 14МГц, емкость С составит всего 28пФ, а КПД=79%. На частоте 7МГц, КПД=25%. Тогда как на частоте 3,5МГц при ёмкости в 610 пФ, её КПД=3%. По этому ML используют чаще всего на два диапазона, а третий (самый низкий) считается просто обзорным. Следовательно, при  расчётах мы будем «плясать от печки», т.е. от выбранного радиолюбителем наивысшего диапазона с минимальной ёмкостью С1.

Диаграмма направленности ML-8 остаётся точно такой, как и у  варианта ML. У обоих вариантов антенн полностью сохраняется восмёрочная диаграмма направленности и соответствующая поляризация. На фото, при помощи газоразрядной лампы наглядно показаны уровни излучения антенны с разных сторон.

Проектируем антенну на диапазон 20м.

Теперь мы вооружены начальными знаниями о проектировании ML-8 и попробуем рассчитать вручную свою антенну.

Длина волны для частоты 14,5 МГц  составляет  (300/14,5)                                                         — 20, 68м.

Длина окружности каждой четверть-волновой петли  L1; L2 составит 5,17м. Примем        -5м.

Диаметр рамки составит: 5/3.14                                                                                                          — 1,6м.

Вывод: Одиночная петля ML может и впишется в интерьер балкона, но ML-8 вряд ли… 

Свернём  каждую петлю  вдвое, но её  диаметр, при сохранении заданной индуктивности (4мкГн) будет несколько отличаться в меньшую сторону.  Прибегнем к достаточно популярному калькулятору радиолюбителя и определим геометрические размеры  двух-витковой петли с такой же индуктивностью.

В соответствии с расчётами параметры каждой петли будут следующими: При диаметре полотна (медной трубы) в 22мм, диаметр двойной петли составит 0,7м, расстояние между витками -0,21м, индуктивность петли составит 4,01мкГн. Необходимые расчётные  параметры петли на другие частоты сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

Примечание: антенна ML-8 имеет не только расширенную полосу пропускания, но и повышенное усиление.

В высоту такая антенна составит всего 1,50-1,60м. Что вполне приемлемо для антенны типа — ML-8  балконного варианта и даже антенны вывешенной за пределы окна  жилого многоэтажного дома. А  её монтажная схема будет выглядеть как на рис. 6.а.

Питание антенны может быть с емкостной или с индуктивной связью. Варианты емкостной связи изображены на рис.4 и могут быть выбраны по желанию радиолюбителя.

Наиболее бюджетный вариант, это индуктивная связь. Не стоит повторяться в схематичном изображении петли связи, она совершенно идентична как у антенн типа- ML за исключением подсчёта её периметра.

Расчёт диаметра(d) петли связи  ML-8 производится из  расчётного диаметра двух петель.

Длина окружности двух петель составляет после пересчёта  4,4*2                      = 8,8 метров.  

Рассчитаем  мнимый диаметр двух петель D = 8,8м /3,14   = 2,8 метра.

Рассчитаем диаметр петли связи-d= D/5.  = 2,8/5             =  0,56 метра. 

Поскольку в данной конструкции мы используем двух-витковую систему, то и петля связи должна иметь тоже две петли. Скручиваем её вдвое и получаем двух-витковую петлю связи диаметром около 28см. Подбор связи с антенной осуществляется в момент уточнения  КСВ в приоритетном диапазоне частот. Петля связи может иметь гальваническую связь с точкой нулевого напряжения (рис.6.а.) и располагаться ближе к ней.

Элементы настройки и индикации антенны

1.      Для настройки в резонанс магнитной антенны, лучше всего использовать вакуумные конденсаторы с большим пробивным напряжением и высокой добротностью. Более того, используя редуктор и электропривод, его настройку можно осуществлять дистанционно.

       Мы проектируем бюджетную  балконную антенну, к которой можно подойти в любой момент, изменить её положение в пространстве, перестроить или переключить на другую частоту. Если в точки «а» и «б»(см.Рис.6.а.) вместо дефицитного и дорогого переменного конденсатора с большими зазорами подключить ёмкость изготовленную из отрезков кабеля RG-213 с погонной ёмкостью 100пФ/м, то можно моментально изменять частоту настройки, а подстроечным конденсатором С1 уточнять резонанс настройки. Кабель-конденсатор можно скрутить в рулон и герметизировать любым из способов. Такой комплект емкостей можно иметь на каждый диапазон отдельно, а включать в схему посредством обычной  электрической розеткой в паре с электрической вилкой. Примерные ёмкости С1 по диапазонам указаны в таблице1.

2. Индикацию настройки антенны в резонанс лучше производить прямо на самой антенне (так нагляднее). Для этого достаточно не далеко от катушки связи на полотне 1 (точка нулевого напряжения) намотать плотно 25-30 витков провода МГТФ, а индикатор настройки со всеми его элементами герметизировать от осадков. Простейшая схема изображена на рис.7.

Электрический излучатель, это ещё один дополнительный элемент излучения. Если магнитная антенна излучает электромагнитную волну с приоритетом магнитного поля, то электрический излучатель будет выполнять функцию дополнительного излучателя электрического поля-Е. По сути он должен заменить начальную ёмкость C1, а ток стока, который ранее бесполезно проходил между закрытыми обкладками С1, теперь работает на дополнительное излучение. Теперь доля подводимой мощности дополнительно будет излучаться электрическими излучателями, рис. 6.б. Полоса пропускания увеличится до пределов полосы радиолюбительского диапазона как в ЕН-антеннах. Емкость таких излучателей невысока (12-16пФ, не более 20-ти), а потому их эффективность на  низкочастотных диапазонах будет невелика. Ознакомиться с работой ЕН-антенн можно по ссылкам:

http://www.ehant.narod.ru

http://www.qrz.ru/schemes/contribute/antenns/eh2/

Антенна типа ML-8   радио-наблюдателя значительно упрощает конструкцию в целом. В качестве материала петель L1;L2 можно применять более дешёвые материалы, например трубу ПВХ с алюминиевым слоем внутри для прокладки водопровода диаметром 10-12мм. Вместо высоковольтных конденсаторов можно применять обычные, с малым ТКЕ, а для плавной настройки на частоту использовать сдвоенные варикапы с управлением с места радионаблюдения.

Заключение

Все мини-антенны, какими бы они небыли, по отношению к простым натяжным и классическим антеннам требуют больших трудо-затрат и слесарных навыков. Но отсутствие возможности устанавливать наружные антенны радиолюбители вынуждены пользоваться как ЕН, так ML-антеннами.  Конструктив двух-витковых Magnetic Loop удобен тем, что все элементы настройки, согласования и индикации можно разместить в одном герметичном корпусе. Саму антенну от привередливых соседей всегда можно спрятать одним из доступных способов, отличный пример на фото ниже.

73! Сушко С.А.

(ex.UA9LBG)                                                                  

---

Комментарии

Отзывы читателей — Скажите свое мнение!

Оставьте свое мнение

Отзывы читателей — Скажите свое мнение!

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

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.

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.

Посмотрим, как сделать магнитную антенну самостоятельно. Для начала 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.

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.

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. Каждый знает: 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 более прагматичной, 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.

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;

f = 1/ 2П √LC; откуда

С = 1/ 4П 2 L f 2 .

Однако в литературе рекомендуют пользоваться приближенной формулой для расчета:

С = 25330 / f 2 L,

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

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 дистанционное управление конденсатором при помощи серводвигателя, полагаем, большинству читателей это покажется сильно надуманным, поскольку на свете не так много радиолюбителей, уверенных: магнитная антенна своими руками именно больше всего нужна.

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:

видим необходимость снижения сопротивления потерь Rп до минимума. В противном случае результативность устройства резко падает.

На практике почти ничего не означает, сделать антенны из золота, серебра, чтобы ловить НТВ, не по карману. В названном аспекте пойдут алюминий, медь, отдавайте предпочтение последнему металлу.

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.

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.

Источник: http://lyubimyj.ru/bytovaya-texnika/magnitnaya-antenna-svoimi-rukami-osobennosti-svojstva-vidy

Магнитная антенна — неотъемлемая часть почти всех транзисторных радиовещательных приемников

Только самые простые любительские приемники прямого усиления не имеют магнитных антенн. Современный портативный или стационарный транзисторный приемник может иметь гнездо или зажим для подключения внешней антенны, которая увеличивает его «дальнобойность», однако основной все же является встроенная в его корпус магнитная антенна.

Магнитные антенны небольшие по размерам, у них хорошо выражены направленные свойства. Кроме того, они малочувствительны к электрическим помехам, что весьма существенно для городов и районов с развитым промышленным производством, где уровень таких помех особенно высок.

Рис. 66. Магнитная антенна

Учащихся знакомят с устройством и условным графическим обозначением магнитной антенны на схемах. Основные элементы магнитной антенны (рис.

66): катушка индуктивности 1 (L), намотанная на каркасе 2, и сердечник 3 из высокочастотного ферромагнитного материала, обладающего большой магнитной проницаемостью.

Свое название антенна получила потому, что реагирует на магнитную составляющую радиоволн.

Простейшей магнитной антенной является так называемая рамочная антенна — катушка индуктивности, состоящая из одного или нескольких витков провода и имеющая форму рамки (рис. 67).

Рамочные антенны широко применяют в приемниках-пеленгаторах, используемых в радиоспорте для «охоты на лис».

Величина ЭДС, наведенной в рамочной антенне магнитным полем, зависит от ее положения в пространстве и максимальна, когда плоскость витков направлена в сторону радиостанции.

Если рамку поворачивать вокруг вертикальной оси, то за один полный оборот амплитуда наведенной в ней ЭДС дважды будет достигать наибольшего значения и дважды убывать почти до нуля. На рис.

67 это свойство магнитной антенны изображено диаграммой направленности, имеющей форму
«восьмерки».

Рис. 67. Направленные свойства магнитной антенны

Величину, показывающую, во сколько раз магнитное поле в сердечнике превышает значение внешнего поля, называют магнитной проницаемостью сердечника. Чем она больше, тем лучше приемные свойства магнитной антенны.

Численное значение этой важнейшей характеристики ферритов, используемых для магнитных антенн, входит в условные обозначения их марок, например 600НН, 400НН.

Качество катушки индуктивности принято оценивать ее добротностью — числом, показывающим, во сколько раз индуктивное сопротивление катушки переменному току больше сопротивления ее постоянному току.

Следовательно, если частота тока и индуктивность катушки известны, то ее добротность можно повышать путем уменьшения ее сопротивления постоянному току, например наматывать катушку так, чтобы необходимая индуктивность была при меньшей длине провода, увеличивать диаметр самой катушки и провода.

Однако наибольший эффект дает введение в катушку ферромагнитного сердечника, так как он в несколько раз увеличивает индуктивность кадушки, что позволяет уменьшать число витков, а следовательно, и сопротивление постоянному току.

Но на добротность катушки магнитной антенны значительно большее влияние оказывают потери в сердечнике, чем в ее проводе. Поэтому при выборе марки ферритового стержня для магнитной антенны всегда учитывают, что с увеличением частоты-тока в катушке потери в ферритах разных марок неодинаковы.

Так, в феррите марки 2000НН потери увеличиваются уже на частотах 100… 150 кГц, а в феррите марки 1000НН — на частотах в несколько мегагерц.

Практически считается, что для магнитных антенн диапазонов ДВ и СВ наиболее целесообразно применять ферриты с магнитной проницаемостью 400… 1000, а для диапазона KB — 50..150.

С увеличением длины ферритового стержня эффективность магнитной антенны повышается. Практически же она обычно ограничивается габаритами корпуса приемника. Что касается формы поперечного сечения стержня, то она значительно меньше влияет на приемные свойства магнитной антенны.

Ее обычно выбирают исходя из чисто конструктивных соображений.

В малогабаритных приемниках, например, с целью наиболее рационального использования объема корпусов часто применяют плоские стержни прямоугольного сечения, свойства которых равнозначны свойствам круглых стержней с такой же площадью сечения.

Индуктивность катушки магнитной антенны максимальна, когда она находится на середине ферритового стержня, и уменьшается (примерно на 20%) по мере перемещения к одному из концов стержня. Это свойство катушки используют для подбора ее индуктивности при налаживании приемников.

Но устанавливать катушку ближе 10 мм к краю стержня не следует, иначе ее добротность резко (до 30%) ухудшается.

Наматывать катушку непосредственно на ферритовом стержне не рекомендуется, чтобы не увеличивать ее собственную емкость из-за так называемой диэлектрической постоянной ферромагнитного сердечника. Способ намотки выбирают, исходя из диапазона рабочих частот, числа витков и диаметра используемого провода, размеров фер-ритового стержня.

Наилучшими приемными свойствами магнитная антенна обладает при однослойной намотке катушки с принудительным шагом. При шаге намотки 1,5…2 мм марка провода практически не влияет на добротность катушки. Но такой способ намотки приемлем только для катушки с небольшим числом витков, например для катушек диапазона КВ.

На практике чаще применяют сплошную рядовую или многослойную намотку, хотя в этом случае добротность катушки магнитной антенны зависит от марки провода.

Для катушек диапазона СВ наилучшим считается многожильный высокочастотный провод марки ЛЭШО 7X0,7 или ЛЭШО 10X0,05, увеличивающий добротность катушки в 1,5…2 раза по сравнению с намоткой ее проводом марки ПЭВ-1 или ПЭВ-2.

Каркасы катушек диапазонов ДВ и СВ склеивают из прессшпана, кабельной или другой плотной бумаги клеем БФ-2. Толщина стенок — не более 0,3…0,5 мм.

Это позволяет изменять индуктивность катушки перемещением по стержню только подстроечной секции, имеющей меньшее число витков, не трогая основную, находящуюся на середине стержня магнитной антенны.

Рис. 68. Магнитная антенна с. катушкой связи на входе усилителя радиочастоты

Важный вопрос, на котором следует акцентировать внимание кружковцев, — подключение магнитной антенны ко входу приемника.

Настраиваемый колебательный контур, состоящий из катушки магнитной антенны и конденсатора настройки, может быть подключен полностью ко входу приемника только в том случае, если в первом его каскаде работает полевой транзистор или электронная лампа.

Иначе обстоит дело, когда в первом усилительном каскаде приемника используется биполярный транзистор, включенный по схеме ОЭ. Входное сопротивление его не превышает нескольких сотен ом.

Чтобы предотвратить ухудшение параметров контура магнитной антенны, вход такого каскада приемника подключают не ко всему контуру, а к небольшой части его, например к отводу, сделанному от нескольких витков контурной катушки.

Чаще же рядом с катушкой магнитной антенны, на ее ферритовом стержне, помещают катушку связи, намотанную на самостоятельный каркас, которую и подключают ко входу первого каскада приемника (рис. 68). В этом случае контурная катушка LK и катушка связи LCB образуют трансформатор, передающий энергию принятого радиочастотного сигнала из контура на вход каскада.

В заключение несколько практических рекомендаций, которые следует дать кружковцам во время практической работы.

Если для магнитной антенны транзисторного приемника используется стержень из феррита 600НН или 400НН диаметром 8 и длиной 120… 140 мм, а для настройки малогабаритный конденсатор с максимальной емкостью 360…380 пФ, катушка диапазона СВ может содержать 60…70 витков провода ЛЭШО 7×0,07, ЛЭШО 10×0,05 или ПЭЛШО 0,1./.0,15, намотанных в один слой, а катушка связи — 5…7 витков провода ПЭЛШО 0,1…0,15. Катушка диапазона ДВ может иметь 200…220 витков провода ПЭЛШО 0,1, а катушка связи — 10…15 витков такого же провода.

Для уменьшения собственной емкости контурную катушку этого диапазона желательно наматывать внавал (без соблюдения порядка укладки провода) четырьмя-пятью секциями, по равному числу витков в каждой секции.

При отсутствии проводов марок ЛЭШО и ПЭЛШО катушки магнитных антенн и соответствующие им катушки связи можно наматывать проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2 такого же диаметра.

В этом случае возрастает собственная емкость катушки контура магнитной антенны, что несколько уменьшает перекрываемый им диапазон радиоволн.

Высокочастотный провод, подобный проводу марки ЛЭШО, можно изготовить самостоятельно. Для этого берут 7—10 отрезков провода ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,05…0,1 мм и скручивают их жгутом с помощью ручной дрели. Концы проводов такого жгута, используемого для намотки катушки, очищают от изоляции, облуживают и надежно спаивают вместе.

Стержень магнитной антенны может иметь меньшую длину — 90… 100 мм. В таком случае число витков катушки надо увеличить на 20…30%. Можно поступить так: намотать заведомо большее число витков, а при налаживании приемника постепенно удалить лишние витки, добиваясь необходимого диапазона частот, перекрываемого контуром магнитной антенны.

В.Г. Борисов. Кружок радиотехнического конструирования

Источник: http://nauchebe.net/2010/10/magnitnaya-antenna-neotemlemaya-chast-pochti-vsex-tranzistornyx-radioveshhatelnyx-priemnikov/

Магнитная антенна. В.Фролов

Основными элементами магнитной антенны, обозначаемой на схемах буквами MA, являются (рис. 1): катушка индуктивности 1, намотанная на каркасе 2 из изоляционного материала, и сердечник 3 из высокочастотного ферромагнитного материала с большой магнитной проницаемостью.

Каков принцип действия магнитной антенны?

Радиоволны, излучаемые антенной радиостанции, представляют собой периодически изменяющееся электромагнитное поле, в котором неразрывно связаны электрическое и магнитное поля. Эти поля — составляющие радиоволн. Назначение антенны состоит в том, чтобы преобразовать энергию электромагнитного поля (радиоволн) в электрические колебания, которые можно усилить приемником.

Знакомая всем Г-образная антенна, представляющая собой отрезок провода, является электрической антенной, так как она реагирует на электрическую составляющую поля. Под действием электромагнитного поля в такой антенне возникает электродвигающая сила (э.

д. с), которую можно непосредственно использовать в приемнике для усиления и преобразования в звуковые колебания. В отличие от электрической, магнитная антенна реагирует на магнитную составляющую поля радиоволн, поэтому ее и именуют магнитной антенной.

Простейшей магнитной антенной является рамочная антенна (рис. 2), состоящая из одного или нескольких витков провода, имеющих форму рамки.

Магнитное поле, пронизывающее плоскость такой антенны, индуцирует в ней электрические колебания — переменную э. д. с. Таким образом, в магнитной антенне происходит преобразование энергии магнитного поля в электрическую.

По этой причине рамочную антенну, как и катушку магнитной антенны с сердечником, называют также магнитоприемником.

Если рамку поворачивают вокруг вертикальной оси, то за один оборот э. д. с. дважды достигнет наибольшей величины и дважды уменьшится до нуля. На рис.

2 это свойство магнитной антенны показано диаграммой направленности, имеющей вид восьмерки.

Направленные свойства магнитной антенны широко используются в специальных приемниках, например в аппаратуре для «охоты на лис».

При введении внутрь витков рамочной антенны ферромагнитного сердечника (например, ферритового), э. д. с. резко увеличивается.

Происходит это потому, что сердечник концентрирует силовые линии поля и рамка пронизывается теперь магнитным потоком большей плотности, чем до введения в нее сердечника.

Величина, показывающая, во сколько раз магнитное поле в сердечнике превышает величину внешнего поля, носит название магнитной проницаемости сердечника. Чем ока больше, тем лучше приемные свойства антенны, то есть больше наводимая в ней э. д. с.

Ее измеряют на сердечниках тороидальной формы. Сердечник же магнитной антенны обычно представляет собой прямой стержень круглого или прямоугольного сечения. Магнитные свойства таких сердечников оценивают величиной эффективной магнитной проницаемости ?эф.

Она зависит от размеров и начальной магнитной проницаемости сердечника. При одинаковых площадях поперечного сечения сердечник большей длины имеет большую ?эф.

Зависимость ?эф от отношения длины сердечника l к его диаметру d для некоторых марок ферритов изображена графически на рис. 3.

Эффективность приемных антенн принято оценивать величиной действующей высоты hд. Чем она больше, тем больше э. д. с., наведенная электромагнитным полем в антенне, тем более слабые сигналы можно принять.

Этот параметр магнитной антенны зависит от ?эф сердечника, площади его сечения S, числа витков n катушки, ее длины а и диаметра dK (рис. 4), а также от расположения катушки на сердечнике и рабочей длины радиоволны.

При увеличении ?эф, S, n, а и уменьшении разницы в диаметрах сердечника и катушки действующая высота антенны увеличивается. Она растет и при уменьшении длины волны. При прочих равных условиях hд будет наибольшей, когда катушка расположена на середине сердечника.

Качество катушки индуктивности оценивают ее добротностью — числом, показывающим, во сколько раз индуктивное сопротивление катушки переменному току больше сопротивления ее постоянному току. Сопротивление катушки переменному току, как известно, зависит от ее индуктивности L и частоты тока, протекающего через нее.

Сделать это можно различными конструктивными способами (например, наматывать катушку так, чтобы получить нужную индуктивность при меньшей длине провода, увеличивать диаметр катушки и провода), но наибольший эффект дает введение в катушку ферромагнитного сердечника.

Поскольку при этом индуктивность увеличивается в несколько раз, оказывается возможным уменьшить число витков катушки, а следовательно и ее сопротивление постоянному току.

Однако на добротность катушки магнитной антенны значительно больше влияют потери в сердечнике, чем потери в ее проводе. Поэтому, выбирая марку феррита для сердечника, надо учитывать, что с увеличением частоты потери в разных ферритах растут неодинаково (рис. 5).

В феррите марки 2000НН, например, потери увеличиваются уже на частотах 100—150 кгц7 а в феррите марки 100НН — на частотах в несколько мегагерц.

Практически считается, что для антенн ДВ и СВ диапазонов наиболее целесообразно применять ферриты с начальной магнитной проницаемостью от 400 до 1000, для антенн KB диапазона — от 50 до 150.

Как видно из рис. 3, при увеличении длины сердечника lС (при неизменном d) ?эф увеличивается, поэтому всегда следует стремиться к тому, чтобы отношение lc/d было мaксимально возможным. Обычно длина сердечника ограничивается размерами корпуса приемника и отношение l/d не превышает 20—25.

Форма поперечного сечения сердечника влияет на свойства магнитной антенны гораздо меньше. Ее обычно выбирают из чисто конструктивных соображений. Так, в целях наилучшего использования объема в малогабаритных транзисторных приемниках применяют сердечники прямоугольного сечения, свойства которых равнозначны свойствам круглых сердечников с такой же площадью поперечного сечения.

В этом случае приемные свойства магнитной антенны, оценивают величиной приведенной (эффективной) действующей высоты. Она равна произведению добротности входного контура на рабочей частоте на действующую высоту магнитной антенны до подключения ее к приемнику. Дополнительные потери вносит и переключатель диапазонов, а также соединительные провода.

Чем провода короче и качественнее контакты переключателя, тем потери в них меньше.

Индуктивность L и добротность Q антенной катушки зависят в основном от магнитных свойств сердечника (магнитной проницаемости и потерь) и расположения катушки на сердечнике.

Этим свойством катушки радиолюбители пользуются для подбора ее индуктивности при налаживании приемников. Но надо иметь в виду, что магнитный поток в сечении сердечника при приближении к его концам уменьшается (из-за неравномерности поля в сердечнике).

Это приводит к уменьшению действующей высоты, а следовательно и к уменьшению наводимой в катушке э. д. с. по сравнению с э. д. с., наведенной в катушке при ее расположении на середине сердечника.

Добротность катушки при смещении ее на край сердечника уменьшается более чем на 30%. Поэтому, учитывая все сказанное о взаимном расположении катушки и сердечника, не следует располагать катушку ближе 10 мм от края сердечника. При этом добротность катушки падает примерно на 10%.

Оптимальная длина намотки катушки соответствует 0,15—0,3l.

Увеличение длины намотки до 0,6—0,7l ведет к некоторому увеличению действующей высоты (примерно на 20—30%), но при этом потери в сердечнике увеличиваются и добротность катушки падает.

При увеличении диаметра dK катушки ее добротность увеличивается и достигает максимальной величины, когда ее диаметр превышает диаметр сердечника примерно в 1,3 раза. Однако действующая высота антенны при этом уменьшается. Поэтому на практике приходится искать компромиссные решения: применять тонкостенные каркасы и однослойные катушки.

Наматывать катушку непосредственно на ферритовом сердечнике не следует, так как при этом увеличивается собственная емкость катушки из-за влияния диэлектрической постоянной сердечника. Вид намотки выбирают, исходя из диапазона рабочих частот, числа витков и диаметра провода катушки и размеров сердечника.

Наилучшие результаты с точки зрения приемных свойств антенны получаются при однослойной намотке катушки с принудительным шагом. При шаге намотки, равном 1,5—2 мм, марка провода практически не влияет на добротность катушки.

Однако такой вид намотки приемлем только при малом числе витков, например, для катушек KB антенн.

На практике чаще применяют сплошную рядовую намотку, хотя в этом случае марка провода оказывает очень большое влияние на добротность. Для катушек диапазона СВ целесообразно применять литцендрат (например, ЛЭШО 9×0,07), который позволяет увеличить добротность катушки в 1,5—2 раза по сравнению с проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2.

Каркасы катушек СВ и ДВ диапазонов можно склеить из прессшпана или кабельной бумаги. Толщина стенок каркасов не должна превышать 0,4—0,6 мм. Для каркасов катушек KB диапазона лучше использовать высококачественные диэлектрики, такие, как полистирольная пленка (стирофлекс).

В этом случае изменять индуктивность катушки можно перемещением только подстроечной секции (с меньшим числом витков), не трогая основную, которая может находиться на середине сердечника.

Такой способ регулирования индуктивности позволяет сохранить высокую эффективность магнитной антенны.

Часто магнитные антенны делают двухдиапазонными, размещая их катушки по обе стороны от середины сердечника (рис- 7). Для такой антенны большое значение имеет способ коммутации катушек. Обычно во время приема станций ДВ диапазона обе катушки антенны включают последовательно.

При переходе же на СВ диапазон нерабочую катушку необходимо включать параллельно рабочей либо замыкать накоротко (рис. 8). Оставлять ее незамкнутой нельзя, так как это приводит к уменьшению добротности рабочей катушки на 10—15%.

Замкнутая накоротко катушка незначительно (на 7—10%) уменьшает индуктивность рабочей катушки и практически не влияет на ее добротность.

При использовании магнитной антенны в ламповом приемнике входной контур, состоящий из катушки магнитной антенны и конденсатора настройки, может быть подключен ко входу приемника полностью. Это оказывается возможным потому, что лоом. В этом случае входное сопротивление лампы практически не шунтирует контур и его добротность остается достаточно высокой.

Другое дело, когда магнитная антенна используется в транзисторном приемнике. Входное сопротивление транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, не превышает сотен ом.

Делают это чаще всего так: рядом с катушкой магнитной антенны помещают катушку связи Lсв, намотанную на отдельном каркасе и подключают ее ко входу усилителя (рис. 6 и 8). Число витков катушки Lсв должно быть небольшим и составлять 5—10% от числа витков антенной катушки.

При такой связи магнитной антенны с транзистором первого каскада приемника напряжение, снимаемое с контура, уменьшается в 10—20 раз, а шунтирующее действие транзистора ослабляется в 100—400 раз, что позволяет сохранить хорошие приемные свойства магнитной антенны— добротность и действующую высоту.

В том случае, когда для магнитной антенны используется стержень из феррита 600НН или 400НН диаметром 8 и длиной 140—160 мм, а для настройки приемника конденсатор с максимальной емкостью 380 пф, катушка СВ диапазона должна содержать 50—60 витков провода ПЭЛШО 0,1—0,15 или литцендрата ЛЭШО 7×0,07, намотанного в один слой, а катушка связи — 5—7 витков провода ПЭЛШО 0,1— 0,15. Катушка ДВ диапазона должна иметь 180—200 витков провода ПЭЛШО 0,1, причем для уменьшения собственной емкости ее желательно наматывать внавал 4—5 секциями. Катушка связи в этом случае состоит из 10—15 витков такого же провода. Если провода марки ПЭЛШО нет, катушки магнитной антенны можно намотать проводом в эмалевой изоляции, например, марки ПЭВ-1 Или ПЭВ-2, однако собственная ёмкость катушек при этом несколько возрастет.

При размещении магнитной антенны в корпусе приемника необходимо учитывать, что расположенные поблизости от нее стальные детали могут очень сильно влиять на добротность антенной катушки.

Так, расположенный рядом с ней, или напротив торца сердечника стальной корпус громкоговорителя уменьшает добротность катушки в 7—12 раз! Об этом надо всегда помнить и не располагать никаких стальных деталей ближе 25—30 мм от катушки и сердечника.

В крайнем случае, лучше уменьшить длину сердечника, чем терять в добротности катушки.

В.Фролов

Источник: http://www.433175.ru/index.php?newsid=3171

Антенны на магните или как сделать БОМЖ-комплект

Рынок автомобильных антенн чрезвычайно широк. Придя в магазин за автомобильной антенной Вы будете поражены разнообразием этих самых антенн. Во всем этом многообразии ориентироваться довольно сложно.

Основные ходовые модели я описывал в одной из своих статей, рассмотрел вопрос кротких антенн гражданского диапазона. Осталось выделить в отдельный класс автомобильные антенны на магните и подробно рассказать о них.

Антенны на магните

Вообще, антенны на магните гражданского диапазона, это исключительно маркетинговое решение! Производители антенн, зная психологию потребителя привязанного нежной любовью к своему железному коню придумали подобные антенны для тех, кто не хочет стационарно ставить оборудование связи, дырявить крышу (смотри 1 и 2 ступеньку эволюции си-бишника), ну или для таксистов которым настоящая связь нафиг не сдалась (базу слышно и хорошо). В результате, в силу не грамотности потребителей, этот тип антенн пользуется бешеной популярностью, а производители и продавцы успешно набивают кошельки.

Принцип работы

Принцип работы такой антенны довольно прост, не затейлив и основан на компромиссе. Как мы знаем, коаксиальный кабель, имеющий определенную длину равную половине длине волны умноженный на коэффициент укорочения кабеля, на нужной частоте может быть повторителем импеданса.

Иными словами, сопротивление 50 Ом на входе кабеля, останутся 50 Омами на выходе кабеля.

Поскольку подвести реальную массу для магнитной антенны невозможно, а она должны быть, чтобы антенна хоть как-то работала, применяют этот нехитрый прием, который в совокупности с емкостной связью подошвы антенны с кузовом автомобиля способен имитировать реальную массу в точке установки антенны.

Недостатки

Поскольку реальная масса у такой антенны отсутствует и подводится она «виртуально», такая система согласования порождает довольно большие потери равные примерно 3dB, что эквивалентно снижению эффективности, как на прием, так и на передачу, вдвое! Это если не считать потери в системе согласования укороченного штыря. В реальности, все еще хуже.

Кроме того, антенна на магните царапает лакокрасочное покрытие в месте установки.

Песок, неизбежно попадающий под магнит при движении, вполне способен послужить отличным абразивом и ободрать Вам краску на крыше или багажнике.

На отечественных машинах кабель магнитки способен протирать в местах соприкосновения краску до металла (краска тонкая), сам был свидетелем такого результата на УАЗе Патриоте.

Поговаривают, что магнитки с маленькой площадью магнитного основания, типа T3-27, способны слетать на скорости выше 120 км/ч и представлять опасность для кузова автомобиля и стекол. Сам не видел такого, но оснований не верить этому нет.

Длину кабеля магнитки нельзя изменять произвольным образом. Она должна быть равна примерно 3,7-4м (зависит от типа кабеля). У этого типа антенн, это часть системы согласования. Удлинив или укоротив произвольным образом, кабель такой антенны вы превратите ее в шампур для шашлыка, поскольку свои свойства как антенна, она потеряет.

Кабель во всей этой системе — узкое место в плане помехозащищенности. Все, поголовно, антенны на магните собирают мусор с бортовой сети автомобиля. Будь то ксенон, генератор, бензонасос или какой-то еще источник шума, вы их гарантированно услышите  и они своими помехами «убьют» Вам прием дальних корреспондентов практически гарантированно.

Но не все так плохо! У магнитки есть и плюсы. Их гораздо меньше, чем минусов, но тем не  менее.

Достоинства

Самый главный плюс такой антенны, это ее мобильность. Снял – убрал — перенес на другую машину. Магнитка идеально подходит для создания так называемого БОМЖ-комплекта.

Или комплекта Без Определенного Места Жительства кочующего из машины домой или в другую магшину.

БОМЖ-комплект можно собрать для себя, для того чтобы радиофицировать другую машину в колонне. Если Вы собрались ехать на дальняк в колонне из нескольких машин, то такой дешевый и доступный вариант радиофикации имеет место быть.

Здесь сгодятся даже короткие антенны типа T3-27 или Sirio Mini Snake. Для чуть более серьезного БОМЖ-комплекта лучше использовать что-то более эффективное, вроде антенн из семейства ML-145.

Для этих целей сгодиться любая антенна из этого семейства.

Выводы

В заключение хочется еще раз повторить и предостеречь тех кто собирается использовать магнитные антенны на постоянной основе. Перечитайте еще раз недостатки этих антенн и крепко задумайтесь, что Вам нужно? БОМЖ-комплект или хорошую связь?

Всем удачи, 55, 73!

Источник: http://radiochief.ru/antenny/antenny-na-magnite-ili-kak-sdelat-bomzh-komplekt/

Магнитные антенны: мифы и реальность

Добрый день! В данной статье я хочу разобрать варианты установок магнитных антенн на примере ML145. В качестве металлической поверхности будет использоваться небольшой металлический стол размерами приблизительно 1 квадратный метр. Этим будет обеспечено то минимально необходимое, что рекомендуется большинством производителей антенн для её работы.

Антенна будет ML145 с немного коротким хлыстом и регулировать антенну я не буду, то есть замеры будут проводиться при одной длине штыря. Настроена антенна в районе 27.5 МГц, но для исследования это не имеет особого значения. При анализе мифов буду пользоваться антенным анализатором АА-330. Все выводы буду строить исходя из реальных графиков КСВ.

Антенна у меня хоть и не новая, но полностью перебрана и проверена. Итак, поехали.
Для сначала немного теории о том, как работает любая магнитная антенна. Если совсем коротенько, то любая антенна не может работать без второй половинки — заземления.

У нас магнитная антенна и, следовательно, связь с этой самой землей емкостная. Как известно, любой конденсатор пропускает переменный ток и, поэтому, можно считать, что по переменному току (радиочастоты) мы имеем контакт с землей (кузов машины, иная металлическая поверхность). Зная размеры нашего конденсатора можно легко измерить его емкость.

Вот, можно посчитать самостоятельно:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80

Получается примерно 150 пФ. Зная емкость, можно посчитать сопротивление конденсатора на частоте 27 МГц. Реактивное сопротивление ёмкости XC=1/(2пfC). Исходя из этого мы получаем порядка 30 Ом. Теперь разрушится один из самых главных мифов настройщиков. При работе антенны у нее складываются R излучения и R всех потерь. Теперь, если у нас антенна имеет 50 Ом и потери 30 Ом, то КСВ будет (50+30)/50=1.6. Если КСВ у Вас близко к 1.0, то, наверное, Ваша антенна имеет далеко не 50 Ом и поэтому КСВ близко к единице. (20+30)/50=1.0. Но КПД Вашей системы в первом случае будет 50/(50+30)=62%, а во втором — 20/(20+30)=40%, то есть в первом случае антенна будет излучать в 1.5 раза больше. Вот тебе и КСВ 1.0 и 1.6. Почему так, а не иначе? Всё просто. Величина R потерь неизменна и меньше стать не может, а вот вырасти — запросто. Поэтому КСВ 1.0 говорит о том, что что-то не так в Вашей антенне. А вот КСВ 1.5 — это то, что и должно быть на самом деле.
Перейдём, наконец, к самому эксперименту.
Всеми производителями рекомендуется устанавливать антенну в геометрический центр крыши автомобиля. Это и проделаем.

Вот и график КСВ:
Небольшие пояснения. Красный график — это КСВ (делить вертикальную шкалу на 10). Зеленый график — это активное сопротивление антенны, синий график — это потери. Напомню, что мы как раз посчитали наши потери на магните около 30 Ом и, судя по графику, это именно так.

Возьмем за настройку антенны наш минимум — 27.000 Мгц, как основную для работы на этой частоте, и сравним с тем, что получим при основных ошибках установки антенны. И попробуем разобраться, что и почему именно так.

1) Очень часто антенна в центре крыши совсем не хочет настраиваться в минимум КСВ, но прекрасно настраивается на краю крыши. Объясняется это очень просто. Для антенны всегда лучше один более длинный противовес, нежели несколько коротких.

Многие воскликнут: «А как же диаграмма направленности? Будет перекос!» Перекос будет, но на слух его уловить будет очень сложно. Напомню, что один кубик на S-метре — это 6 ДБ по мощности. А 6 ДБ — это 4-х кратная разница. В реальном эфире трудно уловить разницу между 7 и 8 кубиками.

А 6 ДБ получить таким перекосом я считаю нереальным. Ну, если не так, то растреляйте. Смоделированный в MMAN’е вертикал с одним противовесом имел перекос диаграммы 3-4 ДБ. Вот и график КСВ:

Минимум КСВ стал на 26.600 Мгц. Резонансная частота антенны понижается при улучшении «земли». Очень часто бывает так, что при установке антенны в центр крыши не хватает длины штыря для настройки в районе 26.500 Мгц. А как только поставишь скраю, на угол, то всё становиться нормально. Бывали случаи, что штырь приходилось резать на 20 см. В такой ситуации лучше не укорачивать полотно антенны, а убрать виток/полвитка из удлинняющей катушки в основании антенны и, тем самым, сохранить КПД антенны.
2) Одной из частых ошибок при установке антенны является кусок толстой, как правило, джинсовой ткани под магнит. Некоторые даже предлагают свою модернизацию по замене резиновой галоши на джинсу… При такой установке минимум КСВ смещается в более высокочастотную область. В моем случае КСВ сместилось на 200Кгц. Но на этом все бяки такого использования не заканчиваются. Вот график КСВ с тряпочкой и в центре:
НО!!! Страна у нас достаточно дождливая и поэтому тряпочка намокнет:
КСВ не изменилось. Всё, вроде бы, хорошо. Но постепенно Ваша тряпочка будет впитывать различные соли, что особенно актуально в зимний период времени. И, как следствие, через непродолжительное время коррозия сделает свое гиблое дело. Тем более что материалы, используемые в антеннах, зачастую несовместимы и при появлении влаги просто начинают разрушаться. Постепенно вода будет попадать под магнит (вода всегда найдет дырочку) и прямиком в кабель. Ну, а тот, в свою очередь, превратится в эквивалент нагрузки, а не в антенну!!!
3) Со временем резиновая галоша под магнитом выходит из строя и её просто выбрасывают. Галоша входит в состав обкладок конденсатора и, в отсутствии галоши, наш конденсатор изменяет емкость. Резонанс становиться очень острым и тут уже сложно угадать, так как вместо галоши будет краска или подстилающая поверхность вашей машины а свойства их неизвестны.
4) Самое плохое, что может произойти с вашей антенной — это отсутствие фольги или электрического контакта с оплеткой кабеля. Проверяется просто. Я беру и включаю мультиметр на прозвонку диодов и касаюсь одним щупом юбочки антенного разьема, а другим — к фольге, немного прижав к оной. В идеале должно показать падение 0 вольт. Считаю падение до 0.1 вольта приемлемым. Если показания иные, то разбираем, чистим магнит, проходим мелкой шкуркой.
Вот график без фольги и с тряпочкой.
Думаю и так понятно. И это даже при условии, что в середине пятачок играет роль. В реальной жизни у него контакта тоже нет и картина будет еще плачевней.

5) А теперь посмотрим, что произойдет, если к условиям выше добавить водичку. Минимум КСВ сместился на 600 Кгц:
Немного другой вариант, когда фольга еще работает, но галоша вышла из строя и вы подложили тряпочку:

Это были варианты установки антенны в центр. Теперь ознакомимся с результатами установки на угол.

Источник: http://www.ark33.ru/articles/magnitnye_antenny_mify_i_realnost

Магнитные антенны

Антенна — устройство для излучения и/или приёма электромагнитных волн путём прямого преобразования электрического тока в излучение (при передаче) или излучения в электрический ток (при приёме).

Магнитная антенна (magnetic loop) — это антенна, у которой излучение и прием электромагнитных волн осуществляется за счет магнитной составляющей, электрическая составляющая ничтожно мала и ею обычно пренебрегают.

(На форуме ОДЛР.ru в ноябре 2010 года шло обсуждение одной антенны — метёлка, для лампового приемника, с использованием балконного варианта. Я вставил свой пятачок, и получилась статья.)

И так попробую написать в стиле байка-быль.

Дело было в 1987 году. Я учился в ВИА (военно-инженерная академия им. В.В. Куйбышева), которая существовала почти 200 лет, а сейчас ее тю-тю, расформировали, сократили, ликвидировали.

shtml

Но у нас разговор об антеннах.
Жил я тогда в военном городке Калининец, в простонародье «почтовое отделение Алабино». Каждый день по утрам, я на автобусе добирался до Голицино, на электричке доезжал до платформы Фили, далее на метро доезжал до Площади Ногина (сейчас Китай-Город).

потом пешком до Покровского бульвара, в стены родной альма-матер. Вечером тот же маршрут, но наоборот. И только по пятницам было исключение из правил, была остановка в районе Фили.

Недалеко от платформы жил мой друг RA3AHQ, в миру он Болгаринов Александр (сейчас проживает в Марьино). Я брал пару «огнетушителей» и заходил в гости. У Александра был импортный трансивер фирмы Кенвуд «TS-450», по тем временам это было очень круто. Такие исключения из правил бывали практически каждую неделю, и только по пятницам.

Вот однажды сидим мы, потягивая красенькое и крутим ручку верньера, слушаем разговоры радиолюбителей. Мое внимание привлекло необычное сооружение на подоконнике, я спрашиваю, вас из дас, а Саша и говорит, мол антенна это, называется магнетик луп (Magnetic loop) и показывает статью в журнале Радио № 7 за 1989 год, стр. 90, в разделе за рубежом.

Одним словом, это та статья, что и привел Сергей Кашехлебов в обсуждении на форуме. Я приехал домой, у соседки выклянчил халохуп, и уже через два часа, я провел первую радиосвязь на 40 м с Питером, моя антена была смонтирована на дощечке, КПЕ прикручен винтиками к халохупу (дюраль не паяется).

Это был мой первый опыт, после были и другие опыты, но об этом далее.

В 2000 году меня взяли на работу в одну фирму, которая занималась профессионально системами радиосвязи. Был один проект в Заполярье, выехали на испытания.

Взяли с собой несколько типов антенн, это и традиционные треугольники, выполненные из антенного канатика, и спирально-штыревые, в основании у которых были автоматические антенные тюнеры (Icom AT-130) и одна конструкция ML (Magnetic loop), выполненная из коаксиального кабеля, оплетка ввиде гофра толщиной 30 мм. Диаметр излучателя был 4 м, закреплена антенна была на обыкновенной деревянной жерди с крестовиной, и приставлена к железному вагончику. Через определенное время выходим на связь, тестируем прохождение, составляем суточный график прохождения. И вдруг все пропало, в эфире только «белый шум», и ничего больше. Мне с базы по телефону говорят, что магнитная буря, и перерыв на неопределенное время. Я от скуки начал щелкать, переключать антенны на любительских диапазонах. Какое же было мое удивление, когда я услышал на 40 м работающих радиолюбителей. Я за микрофон и айда. У всех корреспондентов просил послушать еще две антенны, переключал на «дельту» и спирально-штыревую, а затем ML, на те антенны я не слышал ничего и меня тоже не слышали.

Немецкая конструкция была не практичная, диаметр излучателя 1,7 м, цельная, неудобная при транспортировке.

В общем была изготовлена своя антенна, излучатель состоял из трех сегментов, материал АД-30 (я кусочек немецкой отвез на химический анализ), КПЕ был выполнен в виде бабочки и имел емкость от 170 до 200 пик, это позволяло перекрывать на передачу 3 любительскиз диапазона (160 м, 80 м и 40 м), при диаметре излучателя 4 м. Но это не главное, главное как работала эта антенна.

Все кто бывал у нас на коллективке наверное обращал внимание, что в непосредственной близости от радиостанции (300-500 м) полукольцом проходит три ЛЭП, одна из них 500 КВ. Так вот трескотня у нас по S-метру всегда 8-9 баллов.

Это было на 20 м диапазоне.

Второе. Наши гости подходя к школе видели на соседнем доме любительские антенны, это радиолюбитель, Александр, он любит участвовать в соревнованиях на КВ в однодиапазонном зачете, на 17-ти этажке 2 элемента Cushcraft 40_2CD, т.е. сидит себе на 40 м и всё, а у нас полный затык.

На 40 м S-метр упирается в противоположную стенку, и на других бендах повыше не лучше. Так продолжалось несколко лет. И что вы думаете. Когда поставили ML по приему, так он работает в начале SSB участка, 7,045 Мгц, а мы в конце, 7,087 Мгц, мы его не ощущаем, как будто его нет.

Были еще испытания на реке Северная Двина. На теплоходе была смонтирована антенна ML (с диаметром излучателя 1,7 м — та самая — немецкая). Это было в конце мая, мы шли в низ по течению в районе г. Котлас, где-то в 3.

Я напросился в группу, и по S-метру принимал сигналы латино-американских станций на 7 баллов, и рапорт от них получал 7 баллов.

Да, кстати вот ссылка на сайт: сайт DK5CZ там все есть.

И еще есть программка MagLoop4, позволяющая расчитывать магнитные рамки, которые могут выполняться ввиде круга, треугольника, квадрата, да вот ссылка, тестируйте сами:
Программа для моделирования Magloop4
Если возникнут вопросы по пользованию программой, могу провести так сказать мастер-класс, или открытый урок. P.S.

В качестве приемний антенны использовалась конструкция выполненная из медной трубки 10 мм (водопроводная) и конденсатор был переменный от лампового радиоприемника (настроенный один раз на средину диапазона). А в конце статьи выложу скан инструкции по ML.

Ответ одного из пользователей ОДЛР. Воодушевленный беспрецедентным академическим материалом Павла, вспомнил о спортивном снаряде (гимнастическом металлическом обруче), изготовленным знамениой ракетно-космической фирмой им.Хруничева и без надобности покоящимся за диваном… Решил поэкспериментировать на скорую руку…

В течение часа ремесленных работ изготовил из нее антенну, изображенную на прилагаемых фото… Шунтирующий конденсатор (0,01 мкф) подобрал по максимуму и чистоте слабого полезного сигнала… Результат замечательный! Прием отличный! А если вынести конструкцию за пределы балкона, то лучшего и не нужно! Концепция верная! Очень доволен.

Спасибо Павел! Тема стремительно продвинулась уже к обмену конкретными практическими результатами….

Мой ответ. Александр. Все это хорошо, что вы сделали, но мне кажется это будет иметь такой же эффект, если вы поставите емкость в обыкновенный треугольник или квадрат, выполненные из обычной проволоки. Похоже конденсатор играет роль шунта или фильтр-пробки (мне так кажется).

Петля выполнена из коаксиального кабеля, и она электрически не связана с излучателем (в моих конструкциях), и свой первый халохуп я делал именно так же. Но при других экспериментах вместо петли делалось гамма-согласование.

В других случаях роль конденсатора выполнял воздушный зазор в месте распила излучателя, тогда периметр излучателя был равен половине длины волны, кстати это подтверждает и программа.

P.S.
Мой знакомый экспериментировал с этими антеннами на диапазоне 145 Мгц, сделал двойную антенну, т.е. два излучателя, расположенные на одной траверсе (Если смотреть сверху, то конструкция похожа на два колеса на одной оси). Хашником контролировали.

Результат о-о-очень интересный, я имею ввиду и диаграмму направленности. И в сравнении с многоэлементной антенной, эта конструкция не проиграла.

Возвращаясь к конструкции самой антенны, это мое личное мнение, что именно система запитки антенны, будь то петля или другой вид и дает тот эффект, что в сигнале электрическая составляючая ничтожно мала и ею пренебрегают, т.е.

присутствует в основном магнитная составляющая. Отсюда и название антенны — Магнитная рамка.
Обратите внимание, что петля возбуждения выполнена специфически с разрезами.

Ответы пользователей.
Павел, бывал у тебя не единожды, но вот антенным хозяйством не интересовался, а зря… Просвети народ, фото в студию, пожалуйста.

Затем подготовка к полевым соревнованиям «Радиоэкспедиция Победа». Апрель 2000 года, крыша школы (которая впоследствии стала испытательным полигоном). А это выезд под Волоколамск, к памятнику воинам-саперам (8-9 мая 2000 года) работали позывным RP3AIW. Это как раз антенна из кабеля «на кресте».

В сентябре 2000 года я уже был в Заполярье. На первом фото монтаж спирально-штыревой антенны с тюнером (9 м высотой, самодельная) и опечатка на надписи фотографии, не 2001, а 2000.

В дали видна осветительная мачта, между двумя такими была смонтирована дельта (треугольник) с периметром 90 м.

Февраль 2001 года, опять испытания. Крыша школы. Антенна диаметром излучателя 4 м. Первая антенна, заказанная на производстве.

В эфире я проводил эксперименты, как по расстоянию, так и в сравнении с другими типами антенн, поэтому был «популярен» в эфире и многие радиолюбители с удовольствием приезжали посмотреть и принять участие в этом процессе. Кстати на основном сайте, в гостевой книге есть отзыв одного из радиолюбителей.

Июнь 2001 года, испытания приемной антенны, я о ней писал, выполнена из медной трубки и перевернута (кондер внизу, вакуумный).

Август 2001 года. Получена антенна АМА-5, от DK5CZ. Рядом выполненная в России диаметром 1,7 м (видны болты на излучателе, в местах соединения сегментов) и «горизонтально» расположена диаметром 4 м (улучшенная, точнее усовершенствованная модель).

Июнь 2002 года. Плещеево озеро, слет радиолюбителей центральной части России. Привезли антенну диаметром излучателя 4 м, утановили возле палатки и сравнивали со всеми имеющимися у членов слета (а были и диполя и J-антенны, и треугольники).

Июль 2002 года. Река Северная Двина. Первоначально привезли антенну диаметром излучателя 4 м, но позднее заменили на антенну диаметром излучателя 1,7 м. Причина, не проходили по высоте под мостами.

В сентябре испытания с антенной диаметром излучателя 1,7 м на буксире «Лимендский комсомолец» (Лименда — это речка, впадающая в Северную Двину) в районе города Котлас.

Конденсаторы переменной емкости. Первое фото — это с антенны АМА-5, остальные нашего производства.

Были изготовлены автоматические тюнеры — точнее написана программа для однокристального процессора, команды которого управляют электромотором — поворотом конденсатора.

Появилась книжка инженера С.И. Шапошникова «Радиоприем и радиоприемники» из серии Библиотека радиолюбителя, издание Нижегородской радиолаборатории им. В.И. Ленина, 1924 год.

В данной книге есть раздел об антеннах, я его перепечатываю и выложу скан рисунка.

раздел «Прием без антенн»

Прием на рамки. Если на деревянную рамку, изображенную на рис. 27а, намотать некоторое количество витков изолированной проволоки, к концам которой присоединить переменный конденсатор С, то получится замкнутый колебательный контур, могущий колебаться волной, длина которой зависит от емкости С и самоиндукции L рамки.

Такой контур, располагаеый в вертикальной плоскости и называемый приемной рамкой, обладает следующими свойствами:

1. Магнитные линии электромагнитной волны, пересекая вертикальные части витков, индуктируют в рамке вынужденные колебания, на которые можно настроить собственную волну рамки конденсатором С.

   Если к конденсатору С присоединить детекторную цепь, то на такую рамку можно принимать работу передатчиков.

2. Рамка обладает направляющим действием, т.е. будучи установлена, как показано на рис. 27, и настроена на приходящую волну, она лучше всего принимает сигналы в направлениях, указанных стрелками 1 и 2, т.е.

   волну, приходящую в плоскость рамки, и совсем не принимает волн, приходящих в направлениях 3 и 4, т.е. волн, приходящих перпендикулярно плоскости рамки. Таким образом, установив рамку в некотором направлении, при котором получается наиболее громкий звук, мы можем определить в каком направлении от нее находится передающая станция.

Рамки обладают своими достоинствами и недостатками. К первым относится их легкое устройство, малый размер, позволяющий устанавливать их дома, направляющее их действие и т.п. Главный недостаток их тот, что они воспринимают слишком мало энергии, так что детектор ими может принимать лишь на небольшие расстояния.

Однако при работе с хорошим усилителем мощные передатчики принимаются посредством рамок на тысячи верст.

Рамки могут быть разнообразной величины и формы. Наиболее практичной считается рамка в виде ромба, поставленная на угол, рис. 27в.

(Ссылки на инфо из интернета)

Источник: http://oldradioxx.ru/ussr/station/ml.php