Selezione dell'antenna a loop magnetico. Antenne a circuito magnetico Antenne trasmittenti a circuito magnetico

L'anello è il design più efficace e comune di un'antenna a telaio, poiché rispetto ad altre forme geometriche copre l'area più grande con perimetri uguali. Un ottagono è molto vicino ad un anello in termini di efficienza, mentre un quadrato o un rombo sono caratterizzati da un'efficienza inferiore.

Tipicamente, un condensatore trimmer variabile è posizionato nella parte superiore di un anello montato verticalmente, che è messo a terra nel punto opposto inferiore per la protezione dai fulmini.

Per facilitare le impostazioni, in alcune versioni dell'antenna il condensatore è montato nella parte inferiore dell'anello e spesso nell'alloggiamento insieme al dispositivo corrispondente.

Il controllo remoto di un condensatore di sintonizzazione variabile non è difficile, quindi nelle antenne ad anello fisse i condensatori di sintonizzazione sono posizionati nella parte superiore dell'anello. Gestiscono facilmente anche l'accoppiamento galvanico.

Una delle soluzioni è presentata nella figura sopra sotto forma di T-matching seguito da un trasformatore balun.

La versione single-ended con corrispondenza gamma si presenta così:

In entrambi i casi, la lunghezza del segmento L, nel gammamatching, dovrebbe essere circa 0,1 della circonferenza dell'anello, e la distanza y dovrebbe essere circa λ/200.

Anche l'accoppiamento e l'adattamento induttivo sono ampiamente utilizzati grazie alla loro facilità di implementazione.

L'opzione più comunemente utilizzata è di questo tipo:

All'interno del circuito grande è posizionato un piccolo circuito induttivo con un rapporto di diametro pari a 5:1. Grazie all'accoppiamento bilanciato, il cavo coassiale da 50 ohm può essere collegato tramite un balun con nucleo ad anello 1:1.

In una connessione asimmetrica, il cavo coassiale è collegato direttamente come nella figura sopra (b).
Un metodo elettricamente fattibile di accoppiamento induttivo è mostrato nella Figura (c). Qui è mostrata solo la spira di collegamento del cavo coassiale con un'interruzione
il suo schermo nel bel mezzo di una svolta. Lo schermo di parte della metà destra del cavo è saldato alla base dell'anello grande, e a questo punto l'antenna è messa a terra. Deformando leggermente il cappio del cavo coassiale, l'antenna viene sintonizzata con precisione sull'SWR minimo. Si ritiene che il diametro d dovrebbe essere inferiore, maggiore è il fattore di qualità operativa dell'antenna.

Quando si parla di un'antenna magnetica, la memoria del disegno su una barra di ferrite si riempie immediatamente, in parte correttamente. Varietà dello stesso tipo di dispositivo. Un'antenna a telaio il cui perimetro è molto più piccolo della lunghezza d'onda è chiamata magnetica. I famosi zigzag e biquadrat (sinonimi) sono parenti della tecnologia in questione. Le antenne su base magnetica non c'entrano nulla. Solo un modo per allegarlo. La base magnetica dell'antenna mantiene saldamente il dispositivo sul tetto dell'auto. Parliamo di un design speciale oggi. La bellezza delle antenne magnetiche: è possibile fornire un guadagno relativamente elevato su onde relativamente lunghe. La dimensione dell'antenna magnetica è piccola. Parliamo del titolo e ti spieghiamo come puoi realizzare un'antenna magnetica con le tue mani.

Antenna a circuito magnetico

Antenne magnetiche

La teoria dice: nel circuito oscillante non si verifica alcuna radiazione dall'induttore o dal condensatore. Chiusa, l'onda oscilla alla frequenza di risonanza desiderata, smorzandosi per la presenza di resistenza attiva. Gli elementi del circuito, induttanza, capacità, hanno un'impedenza puramente reattiva (immaginaria). Inoltre, la dimensione dipende dalla frequenza secondo una semplice legge. Qualcosa come il prodotto della frequenza circolare (2 P f) per il valore dell'induttanza o della capacità, rispettivamente. Ad un certo valore, le componenti immaginarie di segno opposto diventano uguali. Di conseguenza, l'impedenza diventa puramente attiva, idealmente zero.

In realtà i battiti sono smorzati; in pratica ogni circuito è caratterizzato da un fattore di qualità. Ricordiamo che l'impedenza è costituita da una parte puramente attiva (reale) (resistori), immaginaria. Questi ultimi includono capacità la cui resistenza è immaginaria negativa e induttanze con resistenza immaginaria positiva. Ora immagina che nel circuito le piastre del condensatore cominciassero a separarsi fino a finire alle estremità opposte dell'induttanza. Chiamato vibratore Hertz (dipolo), è un tipo di vibratore a semionda accorciata e altri tipi di vibratori.

Se trasformiamo la bobina in un unico anello, otteniamo l'antenna magnetica più semplice. Un'interpretazione semplificata, approssimativamente corretta. Il segnale viene prelevato dal lato opposto al condensatore attraverso un amplificatore a transistor ad effetto di campo. Fornisce un'elevata sensibilità del dispositivo. Ebbene, un'antenna su un'asta di ferrite è considerata di tipo magnetico, solo con anelli invece di un host. Questo tipo di dispositivo ha preso il nome dalla sua elevata sensibilità alla componente magnetica dell'onda. Quando si opera su una trasmissione, viene generato, generando una risposta di campo elettrico.

La massima direttività corrisponde all'asse dell'asta. Entrambe le direzioni sono uguali. A causa del piccolo perimetro dell'antenna a telaio rispetto alla lunghezza d'onda, la resistenza è piuttosto bassa. Non solo 1 Ohm, frazioni di Ohm. Stimiamo approssimativamente il valore utilizzando la formula:

R = 197 (U/λ) 4 ohm.

Per U intendiamo il perimetro in metri, e analogamente la lunghezza d'onda λ. Infine R è la resistenza alle radiazioni, da non confondere con quella attiva mostrata dal tester. Il parametro viene utilizzato quando si calcola l'amplificatore per l'adattamento del carico. Pertanto, per le antenne in ferrite, è necessario moltiplicare il valore per il quadrato del numero di spire.

Proprietà delle antenne magnetiche

Vediamo come realizzare da soli un'antenna magnetica. Determinare innanzitutto la circonferenza e la capacità del condensatore trimmer. Le caratteristiche dell'antenna magnetica sono le seguenti: il progetto richiede approvazione. Una caratteristica distintiva è l'incredibile numero di opzioni per eseguire questa operazione, emerge un argomento di conversazione separato.

La lunghezza del perimetro dell'antenna magnetica varia da 0,123 a 0,246 λ. Se devi coprire l'intervallo, devi scegliere il condensatore giusto. Nello spazio libero, si osserva lo schema direzionale di un'antenna magnetica a forma di toro posizionando la bobina parallela al suolo. La polarizzazione sarà lineare orizzontale. Questa è un'opzione adatta per ricevere trasmissioni televisive. Svantaggio: l'angolo di elevazione del petalo dipende dall'altezza della sospensione. Si ritiene che per la distanza dalla Terra λ la cifra sarà di 14 gradi. Consideriamo l’impermanenza una qualità negativa. Le antenne magnetiche sono spesso utilizzate per la radio.

Il guadagno è di 1,76 dBi, 0,39 in meno rispetto a un vibratore a semionda. La dimensione di quest'ultimo per la frequenza sarà di decine di metri: dove puoi mettere una cosa enorme. Trai le tue conclusioni. L'antenna magnetica è piccola (il perimetro è di 2 metri per una lunghezza d'onda di 20 metri, meno di un metro di diametro). Per fare un confronto, alla frequenza di 34 MHz, familiare ai camionisti grazie ai walkie-talkie, la lunghezza d'onda è di 8,8 metri. È noto: un buon vibratore a semionda può ospitare un raro Kamaz. A proposito, abbiamo precedentemente descritto il design dell'antenna ad anello formata dalla guarnizione in gomma del lunotto di un'autovettura VAZ. Nonostante le sue piccole dimensioni, il dispositivo ha funzionato abbastanza bene.

A proposito, il design è considerato più pragmatico rispetto alle tipiche antenne a frusta per auto, dove la sintonizzazione viene effettuata modificando l'induttanza. Ci sono meno perdite. Il diagramma di radiazione copre angoli di elevazione elevati, toccando la verticale. Nel caso di un'antenna a stilo ciò non è possibile.

Come scegliere la circonferenza giusta. Man mano che aumenti, il guadagno aumenta. Deve soddisfare la condizione sopra indicata ed essere il più grande possibile. A volte è necessario coprire una gamma di frequenze. L'aumento del perimetro aumenta la larghezza di banda del dispositivo. Con una larghezza di canale tipica di 10 kHz diventa insignificante. Le portanti delle emittenti adiacenti verranno automaticamente interrotte. Di più non è necessariamente meglio. Per ragioni di rafforzamento, è iniziato il polverone. L'antenna viene selezionata con il perimetro massimo, fornendo la selettività richiesta.

Ora la questione principale è determinare la capacità. In modo che le spire parallele all'induttanza formino una risonanza secondo la nota formula scolastica. Determinazione dei parametri del circuito secondo l'espressione:

L = 2U (ln(U/d) – 1,07) nH;

U e d – lunghezza della bobina, diametro. Trucco. U = П d, quindi, invece del rapporto, puoi prendere il logaritmo naturale di Pi. Non possiamo dire se l'autore abbia commesso un errore. Forse si tiene conto del fatto che il condensatore di sintonia toglie parte della lunghezza, dell'amplificatore... Troviamo la capacità dall'induttanza dall'espressione per la risonanza del circuito:

f = 1/2Ï √LC; Dove

C = 1/4P2Lf2.

C = 25330 / f2L,

dove f è la frequenza di risonanza in MHz e L è l'induttanza in μH.

Antenna del ricevitore

Per quanto riguarda il metodo di rimozione del segnale, lo facciamo dal lato del condensatore di sintonizzazione su entrambi i lati o dal lato opposto del circuito circolare. In quest'ultimo caso, si consiglia di introdurre il controllo remoto del condensatore tramite un servomotore; crediamo che questo sembrerà molto inverosimile alla maggior parte dei lettori; non sono molti i radioamatori al mondo che confidano nella necessità di un antenna magnetica fatta da soli.

Quali tipi di antenne magnetiche esistono?

Le antenne magnetiche non sono sempre rotonde (forma ideale). Ci sono ottagonali e quadrati. I lettori lo hanno indovinato: il WiFi biquadrato appartiene a quest'ultima categoria, e la cornice è doppia. Accade che ci siano più contorni, il che aumenta il guadagno su un piano del diagramma di radiazione. Considerando il fatto che l'efficienza dell'antenna è calcolata con la formula:

Efficienza = 1 / (1 + Rï/R),

Vediamo la necessità di ridurre al minimo la resistenza alle perdite Rп. Altrimenti, le prestazioni del dispositivo diminuiscono drasticamente. In pratica significa poco: realizzare antenne in oro e argento per catturare NTV non è realistico. Sotto questo aspetto verranno utilizzati alluminio e rame, quest'ultimo essendo preferibile. Per le antenne magnetiche è adatto un condensatore con traferro e piastre di grandi dimensioni. Prova a eseguire una saldatura di alta qualità dei cavi.

Esempio. La lunghezza del perimetro è un decimo di λ, quindi la resistenza alla radiazione sarà 0,02. Ora i lettori vedono quanto dovranno impegnarsi per portare l'efficienza al 50%. La resistenza alle perdite in questo caso non supera 0,02 Ohm. Per ottenere questo risultato, prendi un filo di rame spesso. All’aumentare della sezione trasversale del conduttore, la resistività diminuisce.

Il circuito ha un fattore di alta qualità (basse perdite); risulta che la tensione di risonanza è molto più elevata rispetto alla deviazione di frequenza. Di conseguenza, la larghezza di banda dell'antenna magnetica non è molto ampia, il dispositivo dovrà essere regolato. Questo viene fatto usando un condensatore. Speriamo di aver risposto alla domanda su come realizzare un'antenna magnetica. Riproduci il servizio: sorprendi la tua famiglia con una ricezione del segnale affidabile in qualsiasi condizione atmosferica.

Esperimenti con antenne a circuito magnetico

Alexander Grachev UA6AGW

L'anno scorso mi sono imbattuto in un pezzo di cavo coassiale di 6 metri. Il suo nome esatto: “Cavo coassiale 1″ flessibile LCFS 114-50 JA, RFS (15239211).” Ha un peso molto leggero, al posto della treccia esterna c'è un solido tubo corrugato in rame privo di ossigeno con un diametro di circa 25 mm, il conduttore centrale è un tubo di rame
circa 9 mm di diametro (vedi foto). Ciò mi ha spinto a iniziare a costruire un'antenna a telaio. Questo è ciò di cui voglio parlare.

La prima antenna è stata costruita secondo il design DF9IV. Con un diametro di circa 2 metri e la stessa lunghezza del circuito di alimentazione, realizzato in cavo coassiale, funzionava molto bene in ricezione, ma francamente male in trasmissione, il ROS raggiungeva 5-6.
La banda operativa di ricezione (al livello di –6 dB) è di circa 10 kHz. Allo stesso tempo, sopprimeva perfettamente le interferenze elettriche; con un certo orientamento nello spazio, la soppressione della stazione interferente era facilmente superiore a 20 dB.

Dopo averci pensato un po', sono giunto alla conclusione che la ragione dell'elevato ROS è l'uso di un conduttore interno con il suo diametro relativamente piccolo da parte dell'elemento eccitante. Si è deciso di non utilizzare affatto il conduttore interno, lasciandolo sotto forma di anello aperto.

Il condensatore di sintonia è stato saldato allo schermo esterno. Le caratteristiche di ricezione sono leggermente cambiate, il minimo nel diagramma è diventato meno pronunciato e l'influenza degli oggetti circostanti è diventata evidente. Ma poco è cambiato per la trasmissione. Quindi, dopo aver letto ancora una volta l’articolo di Grigorov, si è deciso di rimuovere la treccia esterna dal cavo del telaio e rivestire il rame in due strati con vernice “HB” (non ne è stata trovata una più adatta, però, protegge bene il rame da
ossidazione). E poi, finalmente, sono comparsi i primi risultati positivi. L'SWR è sceso a 1,5 e sono state effettuate circa 20 connessioni locali. L'antenna era ad un'altezza di 1,5 me poteva ruotare su un piano verticale.

Per confronto, abbiamo utilizzato un dipolo con una lunghezza totale di 42,5 m, costituito da un filo di campo con una linea elettrica simmetrica proveniente da un "noodle" telefonico lungo circa 20 m (una sorta di antenna di un "radioamatore mendicante"), situato sul tetto di un edificio di 5 piani ad un'altezza di circa 3 x metri. Funzionava in 40 e 80 metri, alimentato tramite un dispositivo di adattamento simmetrico - SWR su entrambe le bande = 1.0. Sfortunatamente, le antenne erano in QTH diversi e non c'era
possibilità di effettuare confronti diretti. Ma l'esperienza di utilizzo del dipolo per un anno ha permesso di giudicare in prima approssimazione l'efficacia del telaio.

Ora riguardo ai risultati: 1) L'SWR è di circa 1,5. 2) Tutti i corrispondenti hanno notato una diminuzione (da 1 a 2 punti) nel livello del mio segnale, rispetto al livello con cui solitamente mi sentono su un dipolo.

Le piogge iniziate in questo periodo (come si suol dire: "a giorni alterni, ogni giorno") hanno reso impossibili ulteriori esperimenti con le antenne. Il motivo principale dell'impossibilità di ulteriori test è stata la costante rottura dell'accordatura
condensatore a causa della maggiore umidità dell'aria.

Ho provato, forse, tutte le opzioni a mia disposizione, ho usato il collegamento solo di piastre statoriche, collegando due KPI in serie, ho usato condensatori da un cavo coassiale, condensatori ad alta tensione
- tutto è finito in una cosa: un guasto. L’unica cosa che non ho provato sono stati i condensatori a vuoto, fermati dal loro costo proibitivo.

E qui è nata l'idea di utilizzare una capacità in relazione allo schermo esterno del conduttore interno non utilizzato. Un tentativo di calcolare la lunghezza del cavo richiesta in base alla capacità lineare nota del cavo non ha portato a risultati affidabili, quindi è stato utilizzato il metodo dell'approssimazione graduale.

È stato un vero peccato tagliare un cavo così meraviglioso, ma "la caccia è peggio della schiavitù". Schema di collegamento in figura. Per l'alimentazione è stato utilizzato un anello di cavo coassiale lungo 2 m, secondo lo schema DF9IV, il cavo di alimentazione da 50 ohm stesso era lungo 15 m. Si potrebbe presumere che la capacità totale sarebbe ottenuta secondo la formula di condensatori collegati in serie, ma il condensatore di sintonizzazione è, per così dire, una continuazione della propria capacità del cavo.
Per la sintonizzazione è stato utilizzato un condensatore a farfalla dell'apparecchiatura VHF.

I guasti si sono completamente interrotti, l'antenna ha mantenuto tutti i parametri di base della classica antenna a circuito magnetico, ma è diventata a banda singola.

I risultati principali sono i seguenti: 1) SWR dell'ordine di 1,5 (a seconda della lunghezza e della forma del circuito di alimentazione). 2) L'antenna magnetica è notevolmente inferiore al dipolo (descritto sopra) con un'altezza di sospensione comparabile. Gli esperimenti sono stati condotti nel raggio di 80 m.

Sono stato spinto a intraprendere ulteriori esperimenti con le antenne magnetiche da un articolo di K. Rothhammel nel secondo volume del suo libro, dedicato ai fotogrammi magnetici, e da un articolo di Vladimir Timofeevich Polyakov su un frame-beam o vera antenna EH, e per comprendendo i processi che si verificano nelle antenne e attorno ad esse, si è rivelato un articolo molto utile sul campo vicino delle antenne.

Dopo aver letto l'articolo sull'antenna frame-beam, mi sono venuti in mente diversi progetti promettenti, ma al momento ne è stato testato solo uno, ed è di questo che parleremo. Lo schema dell'antenna è mostrato in figura, l'aspetto è nella foto:

Tutti gli esperimenti elencati di seguito sono stati effettuati nel raggio di 40 m. Nei primi esperimenti l'antenna si trovava ad un'altezza di 1,5 m da terra. Sono stati provati vari metodi per collegare la parte “dipolo” (capacitiva) dell'antenna al telaio, ma quello mostrato in figura mi è sembrato ottimale. Qui si è tentato di adattare un telaio magnetico, che emette prevalentemente una componente magnetica, con elementi che emettono prevalentemente una componente elettrica.

Puoi guardare la stessa antenna in modo diverso: una bobina collegata al centro del dipolo, per così dire, lo estende alle dimensioni richieste e, allo stesso tempo, i raggi collegati in parallelo al condensatore di sintonizzazione hanno la propria capacità ( con le dimensioni indicate dell'ordine di 30 - 40 pF) ed entrare nella capacità totale del condensatore di sintonizzazione.

Il circuito formato dal conduttore interno e dal condensatore, oltre ad aumentare di circa due volte il livello del segnale in ricezione, sfasa apparentemente la corrente del telaio stesso, e provvede al necessario adattamento di fase (un tentativo di spegnerlo porta ad un aumento dell'SWR a 10 o più). Forse il mio ragionamento teorico non è del tutto corretto, ma come hanno dimostrato ulteriori esperimenti, l'antenna funziona in questa configurazione.

Già durante i primi esperimenti si è notato un effetto interessante: se si gira con la parte di dipolo ferma
frame di 90 gradi: il livello del segnale di ricezione diminuisce di circa 10 - 15 dB e di 180 gradi: la ricezione scende quasi a zero. Anche se sarebbe logico supporre che, ruotando di 90 gradi, gli schemi di radiazione della parte “dipolo” e del telaio coincidano, ma a quanto pare non tutto è così semplice.

Fu realizzata una versione intermedia dell'antenna, capace di ruotare attorno al proprio asse, per determinare il diagramma di radiazione; risultò essere uguale a quella del telaio classico. L'antenna era alimentata dallo stesso circuito di comunicazione dei primi esperimenti. Attualmente l'antenna è sollevata ad un'altezza di 3 metri, i raggi corrono paralleli al suolo.

Informazioni sui risultati:

1) SWR = 1,0 alla frequenza di 7050 kHz, 1,5 a 7000 kHz, 1,1 a 7100 kHz.
2) L'antenna non richiede la regolazione della portata. Utilizzando i condensatori del circuito P del ricetrasmettitore è possibile, se necessario, qualche regolazione dell'antenna.
3) L'antenna è molto compatta.

A una distanza fino a 1000 km, il telaio e il dipolo hanno approssimativamente la stessa efficienza, e a una distanza superiore a 1000 km, il telaio funziona notevolmente meglio del dipolo ondulato alla stessa altezza di sospensione, mentre il telaio è quattro volte
meno di un dipolo. Il diagramma di radiazione è quasi circolare, i minimi sono appena percettibili. Sono stati effettuati circa un centinaio di collegamenti con 1;2;3;4;5;6;7;9 regioni dell'ex Unione Sovietica.

È stato notato un effetto interessante: la stima dell'intensità del segnale nella maggior parte dei casi è rimasta approssimativamente la stessa e ad una distanza dal corrispondente di 300 km e 3000 km questo non è stato osservato sul dipolo. Interessante la reazione degli operatori
Quando ti ho detto a cosa stavo lavorando, sono rimasto stupito che fosse possibile lavorare su questo! Tutti gli esperimenti sono stati condotti su un ricetrasmettitore SDR fatto in casa con una potenza di uscita di 100 W.

Materiale tratto dalla rivista CQ-QRP#27

Ciao a tutti!
Ieri erano rimaste un paio d'ore di tempo libero. Ho deciso di realizzare una vecchia idea: realizzare un'antenna magnetica (telaio magnetico). Ciò è stato facilitato dall'apparizione della radio Degen. Avendo realizzato un'antenna magnetica per la radio Degen, sono rimasto sorpreso: non funziona male!

Perché Chiedono molto su questa antenna, sto pubblicando un semplice schizzo
Dati del fotogramma

Schizzo di un'antenna magnetica per le bande HF

• il diametro del telaio grande è di 112 cm (un tubo di un condizionatore d'aria o di un impianto a gas per auto), è molto comodo ed economico utilizzare un cerchio ginnico in alluminio
• il diametro della cornice piccola è di 22 cm (il materiale è filo di rame con un diametro di 2 mm, può essere più sottile, ma il cerchio stesso non mantiene più la sua forma)
• Il cavo RG58 si collega direttamente alla cornicietta e va al ricevitore radio (è possibile utilizzare un trasformatore 1 a 1 per escludere la ricezione sul cavo)
• KPE 12/495x2 (è possibile utilizzare qualsiasi altro, la banda di frequenza operativa cambierà semplicemente)
• gamma 2,5 - 18,3 MHz
• affinché il frame inizi ad accettare 1,8 MHz, aggiungere in parallelo un condensatore da 2200 pF

L `idea non e` nuova. Una delle opzioni è . Questo è un telaio a giro singolo. Ho ottenuto qualcosa di simile al seguente

L'accoglienza è meravigliosa anche al 1° piano di una casa privata. Sono stupito. Questa semplice antenna magnetica (spira magnetica) ha proprietà selettive. L'accordatura alle basse frequenze è netta, alle alte frequenze è più fluida. Con un KPE 12/495x2 convenzionale ad una sezione, l'antenna è operativa fino alla gamma di 18 MHz. Con la seconda sezione collegata il limite inferiore è 2,5 MHz.
Sono rimasto particolarmente colpito dalle prestazioni del telaio sulla banda dei 7 MHz. Risulta essere un'ottima antenna magnetica per Degena.

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Se non capisci, chiedi. di RN3KK

Aggiunto il 19/06/2014
Mi sono trasferito in un nuovo QTH, al 9° piano di un edificio di 9 piani. Il telescopio standard del ricevitore Sony TR-1000 riceve un numero significativamente inferiore di stazioni rispetto al telaio magnetico. + la banda molto stretta dell'antenna la rende un ottimo preselettore. Ahimè, non c'è nessuna magia, quando il vicino di sotto accende il suo plasma, la ricezione si interrompe ovunque... anche a 144 MHz...

Aggiunto il 18/08/2014
Non c'è limite alla sorpresa. Ho posizionato questa antenna sulla loggia del 9° piano. Molte stazioni giapponesi sono state ascoltate nella gamma dei 40 metri (la portata verso il Giappone è di 7500 km). Nello stesso giorno è stata ricevuta solo una stazione giapponese nella banda degli 80 metri. L'antenna merita attenzione. Non potevo nemmeno pensare che la ricezione a lunga distanza fosse possibile con questa antenna magnetica (telaio magnetico).

Aggiunto il 25/01/2015
Il telaio magnetico funziona anche per la trasmissione. Non importa quanto possa sembrare strano, rispondono. Funziona abbastanza bene a 14 MHz, ma alle gamme più basse l'efficienza non è più la stessa: è necessario aumentare il diametro. Anche con una potenza di 10 W, la lampada a risparmio energetico portata brillava quasi alla massima potenza.

Pubblicato: 31 marzo 2016

Prima parte. Lavoro in onda da 5 anni utilizzando solo un'antenna magnetica. C'erano diverse ragioni per questo: la principale è che non c'è posto dove tirare almeno una "corda", e la cosa successiva è quello che ho capito: il telaio magnetico "corretto" è tutt'altro che peggiore, e anche in molti casi, anche meglio di qualsiasi antenna filare. Quando, a Kharkov, stavo sperimentando un telaio magnetico, non avevo fiducia in questa antenna, anche se anche lì ho ricevuto una ricezione migliore su Magnitka che su un delta a grandezza naturale sul Portata 160 metri Poi ho fatto anche tanti errori di cui non sapevo nemmeno.

Poi avevo un “delta” verticale a grandezza naturale di 160 metri, allungato tra due piani di 16 piani. Ho lavorato principalmente sui 160 metri, in qualche modo mi sono dato da fare e ho montato un'antenna ricevente magnetica per questa portata. Durante il test diurno, in un appartamento all'ottavo piano di un edificio in cemento armato, ho ricevuto con sicurezza una stazione situata a 110 km da Kharkov, mentre sul delta ho sentito solo la presenza della stazione e non ho potuto ricevere una sola parola. Sono rimasto stupito, ma la sera, quando tutti tornavano a casa dal lavoro e accendevano la TV, non sentivo assolutamente nulla sulla cornice magnetica, solo un ronzio continuo. Questa è stata la fine della mia prima esperienza.

E ora qui, a Toronto, ho dovuto lavorare di nuovo sulle antenne magnetiche, ma ora anche su quelle trasmittenti. Inizialmente avevo sul balcone un dipolo da 20 metri, l'Europa ha risposto in 20 metri, ma piuttosto debolmente. Solo chi ha "Yagi" o una spilla. E quando ho suonato “Magnitka”, hanno cominciato a rispondere immediatamente, e non solo quelli con “Yagami”. Le comunicazioni sono iniziate con stazioni dotate di dipoli, “invertitori” e “funi”. Poi ho convertito il dipolo in un delta. Il perimetro risultante era di 12,5 m; ho posizionato la bobina di estensione a 50 cm dall'estremità calda del delta. Ora il delta ha iniziato a essere costruito dal sintonizzatore da 80 ma 10 m. In termini di rumore, il delta è molto più silenzioso del dipolo, ma è difficile confrontarlo con Magnitka. Ci sono momenti in cui Magnitogorsk riceve più rumore e talvolta viceversa. Dipende dalle fonti di rumore. Ci sono collegamenti con l’Europa e il delta, ma la risposta è molto peggiore. Magnitogorsk vince ancora. Ho letto da qualche parte che un magnete posizionato verticalmente ha un angolo di radiazione rispetto all'orizzonte inferiore a 30 gradi.

La mia prima antenna di queste dimensioni: il diametro esterno del suo tubo è di 27 mm (tubo di rame in pollici), il diametro dell'antenna agli angoli è di 126 cm, il diametro dell'antenna al centro dei lati opposti è di 116 cm (misurato lungo l'asse del tubo). Anche gli angoli (135 gradi) sono in rame. Tutto è saldato. Nella parte superiore dell'antenna c'è un taglio al centro del lato del tubo, uno spazio di circa 2,5 cm Nella parte superiore dell'antenna in una scatola di plastica c'è un condensatore variabile - una "farfalla" con una corrente continua motore e cambio. Le piastre dello statore sono saldate a strisce di rame, che a loro volta sono saldate al tubo sui lati opposti dell'intercapedine; il rotore non è coinvolto (non dovrebbe esserci raccolta di corrente). La capacità del condensatore variabile è 7 - 19 pf. Lo spazio tra le piastre è 4-5 mm. Questa capacità è sufficiente per sintonizzare l'antenna sulle bande 24 MHz e 21 MHz. A 18 MHz è necessaria una capacità aggiuntiva di 13 pF, a 14 MHz - 30 pF, a 10 MHz - 70 pF, a 7 MHz - 160 pF. Per questi condensatori, ai bordi del taglio del tubo (visibile nella foto) vengono saldati dei morsetti che premono saldamente i terminali dei condensatori aggiuntivi (più stretto è, meglio è). Tali precauzioni sono necessarie durante la trasmissione. A 100 W, in modalità di trasmissione, la tensione sulle piastre del condensatore raggiunge 5000 volt e la corrente nell'antenna raggiunge 100 A. Il diametro del circuito di comunicazione è 1/5 del diametro dell'antenna. Il circuito di comunicazione (anello di Faraday) è realizzato in cavo, non c'è contatto con l'antenna. L'antenna è alimentata da un cavo da 50 ohm di lunghezza arbitraria.

Ma poi ho cambiato residenza e, ad un nuovo QTH, questa antenna si è rivelata troppo grande. Il balcone ha una recinzione metallica e quindi la ricezione all'interno del balcone era scarsa. È stato necessario spostare l'antenna fuori dal balcone ed ho realizzato la seguente cornice magnetica.

Il suo telaio è in tubo di rame del diametro di 22 mm, il diametro dell'antenna è di 85 cm e funziona da 14 a 28 MHz. Secondo i calcoli per tali antenne, questo telaio dovrebbe funzionare un po' peggio del precedente, perché il tubo è più sottile e il diametro del telaio è più piccolo, ma l'uso pratico ha dimostrato che la seconda antenna non è in alcun modo inferiore a quella più grande telaio. E la mia conclusione è che un tubo solido è comunque migliore di uno saldato da più pezzi. A correnti enormi, la minima resistenza sulle giunzioni rame-stagno e viceversa, nonché sui terminali di condensatori aggiuntivi, provoca grandi perdite. Durante la ricezione questo è impercettibile, ma durante la trasmissione si verifica una perdita di potenza.

Lavoro nei media digitali, principalmente JT65. Su un'antenna più piccola a 28 MHz a 5 watt ho lavorato con l'Australia (15.000-16.000 km), Sud Africa (13.300 km attraverso casa mia). Poi ho rifatto il primo telaio, in cui al posto del condensatore a farfalla ho installato un condensatore a vuoto.

E, con mia sorpresa, l'antenna ha iniziato a essere costruita a 28 MHz e ho aggiunto una portata di 10 MHz. Sebbene a questa distanza, secondo i calcoli, l'efficienza sia del 51%, ho effettuato con calma comunicazioni con l'Europa a 20 watt in JT65. La rielaborazione è stata eseguita letteralmente 2-3 settimane fa, quindi non ho ancora il quadro completo. Ma una cosa è chiara: le antenne funzionano. Controllo la ristrutturazione del condensatore da remoto, dal mio posto di lavoro. Il setup è veloce, entro in risonanza la prima volta, o al massimo la seconda, cioè. Non riscontro grossi disagi durante la ristrutturazione. E quando si lavora con le modalità digitali, non è necessario regolare la portata.

Vorrei formulare diversi criteri importanti che devono essere presi in considerazione quando si costruisce un'antenna magnetica trasmittente efficace. Forse la mia esperienza aiuterà qualcuno e la persona non spenderà molto tempo e denaro come ho fatto io, soprattutto perché con l'approccio sbagliato alla costruzione di un telaio magnetico, l'interesse per questo tipo di antenne potrebbe scomparire - lo so da solo. Ma un'antenna realizzata correttamente funziona davvero bene. Sottolineo che questi sono solo i miei pensieri, che si basano sulla mia esperienza personale nella costruzione e nell'utilizzo di cornici magnetiche. Se qualcuno ha commenti, integrazioni o domande, può scrivermi via e-mail.

1. Il foglio dell'antenna deve essere solido.

2. Il materiale è rame o alluminio, ma l'alluminio produce perdite di trasmissione maggiori di circa il 10% a parità di dimensioni rispetto al rame (secondo vari programmi di calcolo delle antenne magnetiche).

3. La forma dell'antenna è preferibilmente rotonda.

4. La superficie dell'antenna dovrebbe essere la più ampia possibile. Se si tratta di un tubo, il diametro del tubo dovrebbe essere il più grande possibile (di conseguenza, l'area esterna del tubo sarà maggiore), ma se si tratta di una striscia, la larghezza della striscia dovrebbe essere il più grande possibile.

5. Il foglio dell'antenna (tubo o striscia) deve adattarsi direttamente al condensatore variabile senza inserti intermedi di fili o strisce saldati al foglio dell'antenna e al condensatore. In altre parole, è necessario evitare, quando possibile, la saldatura e la “torsione” del tessuto dell'antenna. Se hai bisogno di saldare qualcosa, allora è meglio usare la saldatura, per il rame è la saldatura del rame, per l'alluminio è la saldatura dell'alluminio, per evitare disomogeneità del metallo nel foglio dell'antenna.

6. Il foglio dell'antenna deve essere rigido in modo che non vi siano deformazioni, ad esempio dovute ai carichi del vento.

7. Il condensatore deve essere con un dielettrico ad aria e con un ampio spazio tra le piastre, o meglio ancora, sotto vuoto.

8. Il mio condensatore e il motore elettrico sono chiusi in una scatola di plastica. Sul fondo della scatola sono presenti due piccoli fori per lo scarico della condensa.

9. Non dovrebbe esserci raccolta di corrente sul condensatore, quindi è necessario utilizzare un condensatore del tipo a "farfalla" in cui le piastre dello statore sono collegate a estremità diverse del foglio dell'antenna e il rotore non è collegato a nulla.

10. La spira di comunicazione ha un diametro pari a 1:5 del diametro dell'antenna, bisogna tenere conto che al diminuire del diametro della spira di comunicazione aumenta il fattore di qualità dell'antenna e quindi la sua efficienza, ma la larghezza di banda dell'antenna si restringe. Ho trovato informazioni su Internet che è possibile utilizzare un circuito di comunicazione con un diametro compreso tra 1:5 e 1:10 del diametro del telaio dell'antenna. Sto usando un ciclo di Faraday come ciclo di comunicazione. Non ho utilizzato la corrispondenza gamma. Per il circuito di comunicazione utilizzo un cavo con un diametro esterno di 8–10 mm, la cui schermatura è un tubo di rame corrugato.

11. Nelle immediate vicinanze dell'antenna utilizzo un induttanza del cavo: 6-7 giri dello stesso cavo, avvolti su un anello di ferrite dal sistema di deflessione TV.

12. All'antenna “non piacciono” gli oggetti metallici, i cavi lunghi, ecc. nelle vicinanze. - ciò potrebbe influenzare l'SWR e il diagramma di radiazione.

13. L'altezza dell'antenna magnetica dal suolo per la massima efficienza ottenibile dal suo funzionamento deve essere almeno 0,1 lunghezza d'onda della gamma di frequenza più bassa di questa antenna.

Se vengono soddisfatti i requisiti di cui sopra per la costruzione di un telaio magnetico, otterrai un'antenna davvero buona, adatta sia per le comunicazioni locali che per lavorare con DX.
Secondo Leigh Turner VK5KLT: - “Un piccolo circuito adeguatamente progettato, costruito e posizionato con un diametro nominale di 1 m eguaglierà e spesso supererà qualsiasi tipo di antenna eccetto un fascio tri-banda sulle bande 10 m/15 m/20 m, e nel peggiore dei casi sarà all'interno di un punto S (6 dB) circa di un fascio ottimizzato a 3 elementi monobanda montato ad un'altezza appropriata in lunghezze d'onda dal suolo."
(Un'antenna magnetica da 1 m di diametro adeguatamente progettata, costruita e posizionata correttamente sarà equivalente e spesso superiore a tutti i tipi di antenne, ad eccezione del canale d'onda tri-band sulle bande di 10 m/15 m/20 m, e sarà inferiore (di circa 6 db) ad un canale d'onda ottimizzato per un'antenna a banda singola con 3 elementi x montato alla giusta altezza in lunghezza d'onda dal suolo) La mia traduzione.

Seconda parte.

Antenna ricevente magnetica a banda larga

Innanzitutto per l'antenna utilizzo il nucleo centrale del cavo, lo schermo è collegato a terra. Lo schermo è strappato nella parte superiore dell'antenna a uguale distanza dall'amplificatore. Lo spazio è di circa 1 cm.
In secondo luogo, l'amplificatore è collegato all'antenna tramite un WBT (trasformatore a banda larga) su un transfluor per ridurre la penetrazione della componente elettrica.

(salva lo schema sul tuo computer e verrà letto meglio)
In terzo luogo, l'amplificatore ha due stadi, entrambi push-pull (per sopprimere le interferenze di modo comune) che utilizzano transistor J310 a basso rumore. Nella prima cascata, ciascun braccio contiene due transistor in parallelo con un gate comune; il rumore della cascata è ridotto della radice quadrata del numero di transistor collegati in parallelo, cioè di 1,41 volte. C'è un'idea di mettere 4 transistor per braccio.
In quarto luogo, l'alimentazione dovrebbe essere il più “pulita” possibile, preferibilmente tramite batteria.

Qui posto lo schema dell'antenna

Le correnti di drain di tutti i transistor sono 10-13 mA.
Sulle bande 18, 21, 24 e 28 MHz utilizzo inoltre due amplificatori commutabili (16 dB e 9 dB). Possono essere abilitati uno alla volta o entrambi contemporaneamente. E, cosa molto importante, su tutte le bande, subito dopo l'antenna, utilizzo DFT aggiuntivi a 3 circuiti (come nel ricetrasmettitore RA3AO). Sono necessari DFT aggiuntivi poiché l'antenna riceve e amplifica tutte le stazioni dalla gamma LW a FM. Tutto ciò finisce all'ingresso del ricevitore e può sovraccaricarlo, il che si tradurrà in un aumento del rumore e un deterioramento della sensibilità, piuttosto che nel suo miglioramento.

Oggi ho condotto un simile esperimento. Lungo il perimetro del telaio dell'antenna, con ampi gradini, era avvolto uno spesso filo di rame a trefoli isolante. Il diametro totale del filo è di circa 5 mm. Ho installato un condensatore variabile a due sezioni vicino all'amplificatore. Le estremità del filo erano collegate alle sezioni dello statore del condensatore. Il risultato è stato un telaio per risonanza magnetica che non era collegato da nessuna parte. La portata di questo progetto si è rivelata la seguente: circa il minimo di una sezione del condensatore - 20 M. Due sezioni in parallelo - circa il massimo del condensatore - 80 M. Penso che se aggiungi un condensatore permanente in parallelo , allora saranno 160 m. Il segnale ricevuto è aumentato (secondo le mie stime soggettive, circa 10 db minimo), l'immunità ai disturbi dell'antenna non è peggiorata, la risonanza non è netta, l'intera portata di 20 m è coperta - l'antenna deve essere ricostruita solo quando si cambia il allineare. Senza toccare l'antenna principale, il guadagno, la selettività e, molto probabilmente, la sensibilità sono aumentati.

Inoltre, su tutte le altre bande l'antenna riceve come senza un circuito sintonizzabile aggiuntivo.

Ho pensato a lungo a come aumentare la sensibilità dell'antenna nelle gamme superiori e ho deciso di aggiungere un altro telaio risonante. Ecco una foto:

Il diametro del telaio aggiuntivo si è rivelato piccolo. La risonanza è piuttosto netta e varia da 20 MHz a 29 MHz. Non l'ho provato di seguito, poiché c'è un altro telaio costruito sulle gamme più basse. Sul grande telaio risonante, il condensatore variabile è stato sostituito con un "galetnik" con condensatori costanti per comodità di intervallo di commutazione.

Ho modificato la mia antenna antirumore di ricezione: ho rimosso i circuiti aggiuntivi, ho capovolto l'antenna con l'amplificatore e ho aggiunto due travi di 1,2 m di filo a treccia dalla parte inferiore della treccia tagliata. Non posso aggiungere un cavo più lungo; la dimensione del balcone è limitata. Secondo me l'antenna ha iniziato a funzionare molto meglio. La sensibilità è aumentata nelle gamme superiori di 21 - 28 MHz. I rumori sono diminuiti. E ancora una nota: sembra che le stazioni vicine siano diventate più silenziose e il livello di ricezione delle stazioni distanti è aumentato. Ma questa è un'opinione soggettiva, perché... L'antenna si trova sul balcone del 5° piano di un edificio di 19 piani. E, naturalmente, c'è l'influenza della casa sul diagramma di radiazione.

Immagini su richiesta UA6AGW:

Puoi sperimentare con la lunghezza dei raggi, ma non ho questa opzione. Potrebbe essere possibile aumentare leggermente il guadagno nell'intervallo desiderato. Adesso la mia ricezione massima è intorno ai 14 MHz."

Parte terza.

(Da una lettera) “Ieri ho realizzato velocemente un'antenna da 10 metri, allego una foto.

Questa è un'antenna da 20 metri convertita che ho realizzato prima. La lunghezza dei raggi è rimasta la stessa, circa 2,5 m, non ricordo esattamente. e l'antenna stessa si è rivelata avere un diametro di 34 - 35 cm.Qualsiasi pezzo di cavo rimasto è stato quello che ho usato. Di conseguenza, ho ottenuto quanto segue. Entrambi i condensatori sono alla capacità massima. In questa posizione, i condensatori sono leggermente al di sotto di 28,076 MHz. Quelli. risonanza
risulta essere 28140-28150 e superiore in frequenza. All'inizio volevo tagliare i raggi, ma poi non l'ho fatto, perché... la frequenza aumenterà ancora. Ho anche installato un circuito di comunicazione da un'antenna di 20 metri. Di conseguenza, a 28076 SWR risultava essere 1,5 in meno e non sono riuscito a raggiungerlo. Ma allo stesso tempo ho deciso di provare a lavorare in onda. Funzionato a 8 watt secondo le indicazioni
wattmetro SX-600. Ho confrontato la ricezione di questa nuova antenna con quella della mia antenna ricevente a banda larga e non ho notato praticamente alcuna differenza. Sulla mia antenna il rumore aereo è leggermente inferiore e i segnali dalle stazioni sono quasi allo stesso livello. Ho guardato tutto questo su SDR. Ho iniziato a lavorare in onda su CQ la mattina. Sono rimasto sorpreso da quanto attivamente hanno risposto ai miei 8 watt e dai rapporti che mi hanno fornito. Al mattino la rotta era verso l'Europa e queste erano tutte stazioni europee. Le segnalazioni che ho ricevuto riguardavano principalmente me
hanno dato, più di quanto io abbia dato loro. Ora bisogna cambiare i condensatori e accorciare i fasci."

Ma l'antenna era molto capricciosa nell'accordatura: con la minima brezza i raggi si muovevano e questo influenzava l'SWR. Potresti vedere l'ago del misuratore SWR danzare a tempo con le oscillazioni dei raggi dell'antenna. E ho iniziato a lavorare ulteriormente su questa antenna con l'obiettivo di rendere stabili i suoi parametri e di rendere l'antenna stessa facilmente ripetibile. Di conseguenza, dopo lunghe discussioni sull'antenna con Vladimir KM6Z, siamo giunti alla conclusione che il conduttore interno con condensatore è superfluo (a volte può essere dannoso). Ho cortocircuitato il conduttore intrecciato interno su entrambe le estremità dell'antenna e rimosso il condensatore C2. Anche l'antenna ha funzionato. Quindi, su suggerimento di KM6Z, ho sostituito il circuito di comunicazione con la corrispondenza gamma. Dopo un'attenta configurazione, ho visto che il segnale dall'antenna aumentava. Successivamente, sempre alla richiesta di KM6Z, invece del gamma match, ho utilizzato il T-matching o il doppio gamma match ed ho eseguito la riduzione con una linea a due fili da 300 ohm. Il segnale dall'antenna è aumentato ancora di più; non uso amplificatori aggiuntivi, perché... semplicemente non servono più e ho notato che i disturbi del computer vicino, che prima erano costantemente presenti, sono scomparsi, anche se la linea bifilare corre accanto a questo computer disturbante. Di conseguenza, ho ricostruito il telaio magnetico del mio contatore, ho collegato travi di circa 2 metri e ho effettuato l'abbinamento a T. Di conseguenza, ho chiamato l'antenna risultante "DIPOLO MAGNETICO". Questa nuova antenna ha i seguenti parametri: diametro 1,05 metri, superficie dell'antenna - tubo di rame con un diametro di 18 mm, condensatore a vuoto 4-100 pf, raggi - 2,06 m. L'antenna opera in 4 bande 30m, 20m, 17m, 15m. Aggiusto le regole SWR a 30 e 17 metri aggiungendo 30 cm di filo alle travi. Lavoro in modalità digitale JT9 e JT65, tutti rispondono con 10 watt, tutti sentono (guardo PSK Reporter). Australia (14.000-16.000 km), Nuova Zelanda (circa 13.000 km) non sono affatto un problema. Esiste un collegamento con la Thailandia attraverso il Polo Nord (e questi sono collegamenti molto problematici) sugli stessi 10 Vats. Effettuo collegamenti per 3000 - 5000 km, anche con percorrenza debole, tutti i giorni. Europa 5000 – 7000 quasi ogni giorno. Anche stufo.