Антенна для лампового приемника своими руками. Как сделать антенну для лампового радиоприемника своими руками: пошаговая инструкция — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как изготовить простую и эффективную антенну для лампового радиоприемника в домашних условиях. Какие материалы потребуются для создания FM-антенны. Пошаговая инструкция по сборке антенны дальнего приема.

Содержание

Принцип работы антенны для лампового радиоприемника

Антенна является важнейшим элементом любого радиоприемника, в том числе лампового. Она служит для приема электромагнитных волн, излучаемых радиостанциями, и преобразования их в электрический сигнал, который затем усиливается и обрабатывается в приемнике.

Простейшая антенна представляет собой отрезок провода определенной длины. При попадании на него радиоволн в проводнике возникают слабые переменные токи, которые и являются полезным сигналом.

Какие бывают типы антенн для ламповых приемников?

Для ламповых радиоприемников чаще всего используются следующие типы антенн:

Наружная проволочная антенна — самый простой и эффективный вариант
Комнатная антенна — менее эффективна, но проще в установке
Магнитная антенна — компактна, но имеет небольшую дальность приема

Рамочная антенна — обладает направленностью, позволяет уменьшить помехи

Выбор типа антенны зависит от условий приема, диапазона частот и конструкции самого приемника. Для дальнего приема лучше использовать наружную антенну максимально возможной длины.

Материалы для изготовления антенны своими руками

Для создания простой проволочной антенны потребуются следующие материалы:

Медный одножильный провод сечением 1-1,5 мм2 длиной 10-15 метров
Изоляторы (можно использовать пластиковые бутылки)
Веревка или трос для растяжек
Коаксиальный кабель для снижения антенны
Разъем для подключения к приемнику

Все материалы доступны в магазинах радиотоваров или строительных магазинах. Общая стоимость не превысит 500-1000 рублей.

Пошаговая инструкция по изготовлению антенны

Процесс сборки антенны для лампового приемника включает следующие этапы:

Отмерьте отрезок медного провода нужной длины (10-15 м)
На концах провода закрепите изоляторы
Натяните провод между двумя опорами на максимальной высоте
В центре провода припаяйте отрезок коаксиального кабеля
Второй конец кабеля оснастите разъемом для подключения к приемнику
Заземлите экранирующую оплетку коаксиального кабеля

Такая простая конструкция обеспечит уверенный прием радиостанций в диапазоне средних и коротких волн на расстоянии до 1000-1500 км.

Как настроить антенну для лучшего приема?

Для достижения максимальной эффективности антенны необходимо:

Расположить провод на максимально возможной высоте
Обеспечить хороший контакт в местах соединений
Подобрать оптимальную длину антенны под нужный диапазон
Сориентировать антенну в направлении на нужные радиостанции

Использовать качественное заземление

Настройка производится экспериментальным путем — нужно добиться наилучшего качества приема на разных частотах.

Преимущества самодельной антенны для лампового приемника

Изготовление антенны своими руками дает следующие преимущества:

Низкая стоимость по сравнению с готовыми антеннами
Возможность оптимизации под конкретные условия приема
Простота конструкции и легкость изготовления
Высокая эффективность при правильном изготовлении
Возможность экспериментов с разными вариантами

При этом самодельная антенна не уступает по характеристикам промышленным образцам аналогичного класса.

Типичные ошибки при изготовлении антенн

При создании антенны своими руками следует избегать следующих ошибок:

Использование некачественных материалов
Неправильный расчет длины антенны
Плохая изоляция в местах соединений

Расположение антенны слишком низко
Отсутствие заземления
Прокладка снижения антенны вблизи источников помех

Соблюдение технологии изготовления позволит создать эффективную антенну для уверенного приема радиостанций на ламповый приемник.

Заключение

Создание антенны для лампового радиоприемника своими руками — несложная, но интересная задача. Правильно изготовленная антенна значительно улучшит качество приема и позволит слушать далекие радиостанции. При этом затраты на материалы будут минимальными.

Экспериментируя с разными конструкциями, можно добиться отличных результатов и раскрыть потенциал своего лампового приемника. Самодельная антенна станет отличным дополнением к винтажной радиоаппаратуре.

Антенны для приемников, передатчиков и трансиверов своими руками, схемы и конструкции

Антенны применяются дли излучения или приема радиоволн. Каждый радиоприемник или радиопередатчик имеет антенну, которая способна принимать или передавать сигнал что лежит в определенном диапазоне частот.

От качественных и технических характеристик антенны зависит качество принимаемого и передаваемого сигнала. Поэтому при изготовлении антенн своими руками стоит провести правильные расчеты элементов антенны, а также смастерить ее в правильной конструктивной форме.

В разделе рассмотрены конструкции и схемы самодельных антенн на диапазоны частот ДВ, СВ, КВ и УКВ для приемников радио и телевизионного (ТВ) сигнала, передатчиков, трансиверов и радиостанций.

Самодельные антенны для УКВ диапазона

Дальность передачи и приема в значительной степени зависит от качества антенны, общими условиями наилучшей работы антенны являются: 1) наибольшая высота установки; 2) отсутствие вблизи антенны мешающих предметов (высоких зданий, металлических конструкций и т. д.) и 3) правильно выбранная система …

6059

Полуволновая УКВ антенна с симметричным фидером

Эта самодельная УКВ антенна состоит из двух горизонтальных трубок, соединенных симметричным фидером. Приближенно общая длина трубок для всех трех любительских диапазонов может быть подсчитана по формуле где f — средняя частота диапазона…

1992

УКВ антенна — полуволновый петлевой вибратор

К простым антеннам также относится хорошо известный радиолюбителям-ультракоротковолновикам петлевой шлейф-вибратор Пистолькорса. Схематическое изображение шлейфа-вибратора показано на рисунке 1, а конструктивное оформление антенны — на рисунке 2. В отношении передающих и приемных качеств этот…

10046

Уголковая УКВ антенна

Хорошие результаты на всех частотах дает антенна с уголковым рефлектором. Но для работы на сравнительно низких частотах эта антенна получается громоздкой. Поэтому ее целесообразно применять в диапазоне 420—425 Мгц. Конструкция антенны показана на…

1721

Антенны для УКВ диапазона

На УКВ работают радиостанции самого различного назначения: радиолокационные, связные, телевизионные, радиовещательные и т. п. На этих же волнах в последнее время начали работать и радиолюбительские приемо-передающие радиостанции.Приемные и передающие антенны, применяемые на УКВ, значительно…

8909

Вертикальная направленная УКВ антенна типа волновой канал

Самодельная вертикальная трехвибраторная антенна типа волновый канал для связи на УКВ. При желании работать вертикально поляризованной волной следует применять вертикальные антенны. Для получения выигрыша в мощности в заданном направлении применяют многоэлементные антенны. Антенна, состоящая из одного активного и двух пассивных вибраторов, дает усиление по мощности в 2,5…

1879

Горизонтальные направленные УКВ антенны типа волновой канал

Дальность действия передатчика можно повысить, не увеличивая его мощности, а применяя сложные антенны, состоящие из двух и более вибраторов и обладающие направленным излучением. В любительской связи всегда надо стремиться к этому и отказываться от вредной практики увеличения дальности…

2315

Петлевая УКВ антенна с фидером из коаксиального кабеля

Использование коаксиального кабеля требует применения симметрирующих и согласовывающих устройств. То и другое решается одновременно применением полуволновой петли, выполненной из того же кабеля, что и фидер. Схема подключения петли (U-колена) показана на рис. 1. Длина колена для любого…

2297

Полуволновая антенна с асимметричным фидером из коаксиального кабеля

Непосредственное подключение несимметричного фидера к полуволновому вибратору вызывает сильное рассогласовывание антенного устройства, что приводит к уменьшению КПД. В таком случае необходимо применять симметрирующие устройства. Симметрирование производится короткозамкнутым шлейфом длиной в 1/4…

1622

Горизонтальная антенна УКВ диапазона с параллельным питанием

Очень проста в конструктивном отношении антенна, выполненная из одной целой трубки (рис. 1). Вибратор крепится к мачте в своей средней части без применения каких -либо изоляторов (точка О). Антенна хорошо согласуется как с симметричным фидером, так и с коаксиальным кабелем …

1509

Простейшие самодельные приемные антенны

Простейшие самодельные приемные антенны можно изготовить из подручных средств и деталей.

Приемная антенна служит для приема электромагнитных волн, излучаемых передающего радиостанцией, и для подачи переменного напряжения принятого сигнала на вход приемника.

Устройство такой антенны хорошо известно радиолюбителям. Массовыми типами приемных антенн являются: Г-образная (рис. 1,я) и Т-образная (рис. 1,6) однолучевые антенны, простой вертикальный или наклонный провод (рис. 1,в), иногда с «метелочкой» на вершине (рис. 1,г), а также различные наружные рамки и всевозможные упрощенные комнатные антенны.

Рис. 1. Различные типы приемных антенн.

Рассматривая антенну как радиотехническое устройство, следует помнить, что любой провод не только обладает активным сопротивлением, но и способен накапливать электрические заряды и индуктивность в самом себе — э. д. с. при всяких изменениях тока, т. е. провод обладает электрической емкостью и индуктивностью. Следовательно, любая антенна представляет собой колебательную цепь.

Этот своеобразный колебательный контур в силу того, что его собственная емкость и индуктивность равномерно распределены по всей длине провода, имеет свои физические особенности, заключающиеся в том, что при возникновении в антенне колебательного процесса ток и напряжение распределяются в проводе неравномерно, т. е. в каждой точке провода значения этих величин различны.

Если, например, в вертикальной антенне, работающей с заземлением, возникает колебательный процесс, то наибольший ток будет в той точке провода антенны, которая ближе к заземлению, т. е. в точке подключения антенны к приемнику.

В следующих, вышележащих, точках провода ток будет постепенно уменьшаться и у самой вершины, т. е. у конца антенны, он спадет до нуля (рис. 2). Напряжение в такой антенне распределяется в обратном порядке.

Наибольшая величина его относительно земли оказывается у верхнего конца провода, а наименьшая — в точке подключения его к приемнику.

Точки провода, в которых наблюдаются максимальные значения тока или напряжения, называются соответственно пучностями тока и пучностями напряжения, а те точки, где ток и напряжения равны нулю, называются узлами тока и узлами напряжения.

Как и всякая другая колебательная цепь, приемная антенна характеризуется величинами собственной емкости Са и собственной индуктивности La, которые зависят от геометрических размеров и формы антенны.

Так, например, каждый метр однопроводной антенны, удаленной от других проводников, обладает собственной емкостью 5 пф и собственной индуктивностью около 1—2 мкгн.

Простейшие любительские приемные антенны имеют обычно емкость около 200—250 пф, индуктивность около 20 мкгн и активное сопротивление около 25 ом.

Кроме того, антенна характеризуется еще одним очень важным параметром, который называется действующей или эффективной высотой.

Действующей или эффективной высотой данной антенны называют высоту условной вертикальной антенны, которая излучает (если рассматривать антенну как передающую) такую же мощность, как и реальная антенна, но имеет ток по всей длине одинаковый и равный значению тока в пучности реальной антенны.

Высота такой воображаемой антенны, как видно из рис. 3, всегда будет меньше геометрической высоты реальной антенны. Действующая высота — понятие условное, принятое для облегчения расчетов антенн.

Рис. 2. Распределение тока и напряжения в вертикальной антенне.

Рис. 3. Геометрическая и действующая высоты антенны.

У различных приемных антенн действующая высота зависит от формы антенны и условий ее работы. Для Г-образных и Т-образных антенн она составляет около 0,7—0,8 их геометрической высоты.

В большинстве случаев действующая высота обычных любительских антенн, применяющихся для радиовещательных приемников, составляет от 1,5 до 4 м.

Ознакомившись в общих чертах с физическими особенностями антенны, рассмотрим теперь антенную цепь в приемнике. Типичная антенная цепь показана на рис. 4.

Она состоит из самой антенны, обладающей собственной емкостью Са, индуктивностью L_А, активным сопротивлением R_A, н дополнительной катушки индуктивности L, которая связывает антенну с входным контуром приемника. Кроме того, в антенную цепь входит заземление или противовес.

Рис. 4. Антенная цепь приемника.

Электромагнитные волны, излучаемые передающей радиостанцией, при переселении провода приемной антенны возбуждают в нем переменную э. д. с. Частота и характер изменений этой э. д. с. в точности соответствуют частоте и характеру всех изменений электромагнитного поля.

Величина э. д. с., возникающей в антенне, очень мала и измеряется микровольтами или — в лучшем случае — милливольтами. Значение ее зависит от мощности и удаленности передающей радиостанции, от условий и особенностей распространения радиоволн и от действующей высоты приемной антенны.

В современных радиовещательных приемниках антенную цепь не настраивают. Дело в том, что ламповые приемники имеют два-три контура (а иногда и более), настраивающихся одной ручкой.

Этой же общей ручкой должна была бы одновременно настраиваться и антенная цепь. Но осуществить это очень трудно, ибо емкость разных антенн различна и вообще непостоянна: она может произвольно изменяться под действием внешних причин (при качании антенны, при изменении влажности воздуха и т. п.).

Поэтому точно учесть емкость антенны нельзя и обеспечить неизменную настройку антенной цепи для любого участка диапазона практически невозможно.

Как сделать FM-дипольную антенну » Electronics Notes

Подробная информация о простой конструкции дипольной FM-антенны своими руками, которую можно легко построить и использовать для приема внутри помещений вещательных FM-сигналов.

Дипольные антенны Включает:
Основы дипольной антенны Ток и напряжение Полуволновой диполь Сложенный диполь Короткий диполь Дублет Длина диполя Дипольные каналы Диаграмма направленности Построить ВЧ диполь Перевернутый V-диполь ВЧ многодиапазонный веерный диполь ВЧ многодиапазонный диполь-ловушка Антенна G5RV FM-дипольный дизайн

Одной из областей, в которой часто используются дипольные антенны, является прием УКВ FM-радиостанций. Многие тюнеры Hi-Fi и другие радиоприемники имеют входные разъемы, которые принимают входной сигнал от коаксиального фидера, и там, где не используется внешняя антенна, отличным решением может стать дипольная антенна.

Дипольная антенна FM, скорее всего, обеспечит значительно улучшенный прием по сравнению со многими другими импровизированными решениями, которые можно использовать. №

Сделать простую дипольную FM-антенну своими руками довольно просто. Их можно сделать разными способами и с минимальными затратами. Они могут оказаться идеальным решением для внутренней FM-антенны, возможно, на чердаке или на крыше, или их можно использовать, когда требуется временная антенна.

Если они будут использоваться для внутреннего использования, то нет необходимости использовать дорогие материалы, чтобы гарантировать, что на них не повлияют погодные условия. Вместо этого для внутреннего использования самодельный диполь VHF FM может быть изготовлен из общедоступных материалов, и поэтому стоимость, вероятно, будет минимальной. Можно даже сделать простой FM-диполь, используя предметы, которые уже могут быть в ящике для мусора, в мастерской или гараже.

Основы дипольной антенны

Дипольная антенна состоит из двух полюсов или частей. Для полуволнового диполя каждая ножка диполя будет иметь электрическую четверть длины волны.

Длина диполя определяется рабочей частотой. Диапазон FM-вещания простирается от 87,5 МГц до 108 МГц. Это довольно широкая полоса частот, которую может покрыть резонансная антенна, такая как дипольная антенна, но поскольку она используется только для приема, характеристики на краях полосы не так важны, как если бы она использовалась для передачи.

Базовая конструкция дипольной ЧМ-антенны показана ниже.

Базовая полуволновая дипольная антенна

На схеме каждое плечо дипольной антенны соединено с фидером. Это может быть либо открытый провод/двойной фидер, либо коаксиальный кабель. Строго говоря, балун следует использовать при использовании коаксиального или коаксиального кабеля. Это связано с тем, что коаксиальный кабель называется несбалансированным фидером, т. е. внешний экран соединен с землей, а антенна сбалансирована. Однако для этого применения не должно наблюдаться заметного ухудшения качества, и дипольная антенна ОВЧ ЧМ должна вполне удовлетворительно работать без нее. В этом случае внутренний проводник коаксиального кабеля подключается к одному плечу диполя, а внешний проводник (оплетка) коаксиального кабеля подключается к другому плечу дипольной антенны.

Как сделать простую дипольную FM-антенну своими руками

Чтобы сделать простую дипольную FM-антенну своими руками, потребуется всего несколько предметов. Обычно это будут:

Двойной гибкий кабель — двойной сетевой кабель является идеей, но мы использовали какой-то старый гибкий кабель для динамиков.
Стяжка — для фиксации центра диполя и предотвращения раскрытия изгиба сверх необходимого.
Шнур или бечевка для крепления концов диполя к соответствующим точкам крепления (при необходимости).
Коннекторы — для подключения к коаксиальному кабелю.

Компоненты, необходимые для изготовления дипольной FM-антенны

Одно из преимуществ использования сетевого гибкого кабеля заключается в том, что при использовании в качестве фидера для радиочастотных сигналов этот тип провода достаточно близко приближается к 75-омному сдвоенному или открытому фидеру.

Это удобно, если нужна разумная длина. Для изготовления дипольной FM-антенны мы использовали дешевый акустический провод.

FM-диполь из двойного гибкого кабеля

Чтобы составить УКВ-дипольную FM-антенну, сначала в кабеле должны быть два изолированных провода, разделенные друг от друга и открытые. Затем следует закрепить центр, чтобы предотвратить дальнейшее раскрытие кабеля. Один из способов сделать это — использовать стяжку, которую можно приобрести у большинства продавцов электронных компонентов. Отрезок провода, который не был разделен, можно использовать в качестве фидера для антенны.

Для фиксации центральной точки дипольной ЧМ-антенны

можно использовать стяжку. Общая длина антенны должна составлять около 150 см, т. е. каждая ножка должна быть 75 см. Эта длина должна привести к небольшому падению резонансной частоты в нижней половине диапазона FM-вещания, но часто в этом регионе можно найти более популярные станции. Если требуется, чтобы резонансная частота была выше, антенну можно немного укоротить.

Длину довольно легко рассчитать по одному из следующих уравнений:

длина (метры) = 150 Af

длина (дюймы) = 5905 Af

Иногда уравнения немного различаются по используемым константам, так как это зависит от множества факторов, включая используемый провод, окружающую среду, частоту и т.п. Однако это очень хорошая отправная точка и, безусловно, достаточно хорошая для изготовления дипольной FM-антенны.

Концы проволоки можно завязать узлом, как показано на рисунке, чтобы можно было прикрепить ее к какой-либо бечевке или веревке, чтобы установить ее на чердаке и т. д. Если это сделано, длина должна быть взята до конца проволоки и любая проволока, которая является частью узла или сложена вдвое, не должна включаться в длину. Завязывание провода добавит некоторую индуктивность к концу провода, возможно, сделает его немного длиннее, но это должно быть хорошо для приема.

Конец провода FM-диполя завязан узлом

Поскольку у нас уже был проложен коаксиальный кабель по всему дому, наша антенна была подключена к коаксиальному разъему, а к коаксиальному кабелю была присоединена ответная часть. Следует отметить, что двойной фидер, такой как гибкая линия, не работает хорошо при прокладке на большие расстояния через дом, и потери сигнала возрастут — лучше использовать коаксиальный кабель, так как это не влияет на это таким же образом.

При установке антенны, насколько это возможно на чердаке, антенна должна находиться вдали от металлических предметов, так как это снизит уровень сигнала. В частности, концы антенны более чувствительны к близлежащим металлическим предметам.

Мы подвесили нашу антенну на чердаке или на крыше. Поскольку многие УКВ-FM-станции в наши дни используют вертикальную поляризацию, мы установили диполь вертикально: один конец прикрепили к удобному гвоздю в деревянной перемычке крыши, а другой конец придавили грузом. Коаксиал был отведен под прямым углом — насколько это возможно в данных обстоятельствах!

Как сделать УКВ ЧМ складную дипольную антенну

Многие УКВ FM-тюнеры Hi-Fi имеют входное сопротивление 300 Ом, а также стандартный вход 75 Ом. Этот вход обычно имеет винтовые клеммы, хотя иногда они имеют специальный разъем на 300 Ом. Этот вход идеально подходит для использования со складной дипольной антенной VHF FM, которую можно очень просто собрать. Для этого требуется только использование ленточного кабеля длиной 300 Ом (не компьютерного многожильного ленточного кабеля), который можно купить у большинства продавцов электронных компонентов.

На первом этапе необходимо отрезать длину немного большую, чем требуется для дипольного элемента. С обоих концов центральный пластик следует обрезать, а оставшиеся провода с обеих сторон зачистить и соединить вместе. Это нужно сделать, убедившись, что общая длина элемента правильная.

Следующий этап — перерезать нижнюю проволоку по центру. Провода должны быть зачищены, чтобы можно было прикрепить второй отрезок ленты. Его можно сделать любой подходящей длины, имея в виду, что он может привести к разумным потерям, если он будет работать в доме рядом с другими объектами. Это позволяет использовать ленту 300 в качестве подающего устройства. Это может быть любая подходящая длина.

Эта дешевая и простая дипольная антенна VHF FM подходит для районов с сильным сигналом или может использоваться в качестве временной меры. Ленточный кабель 300 обычно прозрачен и может быть легко спрятан. Часто этот тип антенны можно закрепить за карнизом или большим предметом мебели.

Дипольная антенна часто является идеальным решением для антенны для приема УКВ FM-радиовещания. Дипольная ЧМ-антенна может быть дешевым и эффективным решением, и они могут быть выполнены в самых разных формах – выше приведены только две идеи, но сделать УКВ-дипольную ЧМ-антенну можно многими другими способами в соответствии с тем, что может быть. в наличии и какие требования.

Другие темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны Распространение радио Ионосферное распространение Грунтовая волна Разброс метеоров Тропосферное распространение Основы антенны Кубический четырехугольник Диполь Отключить Ферритовый стержень Логопериодическая антенна Антенна с параболическим отражателем Антенны с фазированной решеткой Вертикальные антенны Яги Заземление антенны телевизионные антенны Коаксиальный кабель Волновод КСВ Антенные балуны MIMO
Вернуться в меню «Антенны и распространение». . .

Создайте свою собственную недорогую, простую и высокоэффективную антенну VHF/AIS

Барб Пек и Бьярн Хансен, 29 февраля 2020 г., 18:27 UTC

Соберите свою собственную недорогую, простую и высокоэффективную антенну VHF/AIS © Barb Peck & Bjarne Hansen

Я привлек ваше внимание словом «недорого»?… читайте дальше, чтобы узнать, почему еще вы можете захотеть построить новую антенну VHF или AIS.

Скорее всего, у вас уже есть одна антенна, которую вы используете со своим обычным УКВ-радио. Возможно, вы подумали о приобретении второй антенны для использования в качестве резервной или с системой AIS. В этой статье описывается, как построить собственную УКВ-антенну, потратив на детали около 10 долларов плюс несколько рабочих часов, а также приведены некоторые простые идеи монтажа.

Преимущества отдельных антенн

Преимущества наличия резервной антенны очевидны (птица-фрегат унесла нашу топовую антенну в Табуэране), но может быть менее очевидным, почему отдельные антенны для УКВ-голоса и АИС полезны.

В конце концов, можно купить антенные разветвители для совместного использования одной антенны между УКВ-радиостанцией и устройством AIS. Некоторые устройства AIS даже имеют встроенный сплиттер. Однако отдельная антенна дает вам:

Резервирование: Если вы потеряли основную антенну, вы можете подключить вторую антенну к УКВ и продолжить разговор.
Простота: Вам нужны только соединения «точка-точка» (без стыковки или разветвления), что упрощает поиск и устранение неисправностей, и нет необходимости размещать УКВ-радиостанцию и блок AIS в одном месте. С меньшим количеством точек отказа менее вероятно, что одна неисправность отключит как вашу УКВ-радиостанцию, так и вашу АИС.
Более высокая производительность: Отдельные антенны позволяют отказаться от переключателя передачи и развязки, сократить количество подключений и минимизировать длину коаксиального кабеля между антенной и устройством, и все это сохраняет более сильные сигналы как для вашего радио, так и для AIS. Наконец, с отдельными антеннами вы можете получать данные АИС с других кораблей во время передачи на вашем УКВ (хотя вы вряд ли заметите это, если не будете проводить много времени, разговаривая по радио).

Итак, давайте предположим, что вы решили приобрести вторую антенну VHF/AIS. Вы можете приобрести традиционную штыревую антенну, такую как модель Shakespeare 5215 (85 долларов США), или вы можете создать свою собственную, следуя инструкциям в этой статье, и она будет работать так же, как коммерческий продукт.

Давайте начнем с небольшого количества теории радио, чтобы объяснить конструкцию. Вы можете пропустить эту часть, если хотите, и просто перейти к строительной части. Я включил некоторые определения в конце этой статьи, чтобы помочь с терминологией.

Теория и конструкция антенны

Вот принципы, по которым работает антенна:

изменение тока в проводнике создает электромагнитное поле (мы называем это передачей)
изменяющееся электромагнитное поле создает ток в проводнике (прием)

Итак, антенна — это просто проводник, вроде провода, который преобразует электрический ток в электромагнитное поле и наоборот. При использовании для связи мы называем эти электромагнитные поля радиоволнами.

Антенны наиболее эффективны при отправке и захвате радиоволн, когда длина антенны соответствует определенной доле длины радиоволны. Для морских УКВ (частоты от 156 МГц до 163 МГц) формула говорит нам, что длина волны составляет около 1,91 метр.

Существует множество конструкций антенн, каждая из которых подчеркивает некоторые важные характеристики, такие как усиление, направленность, поляризация, ширина полосы и физический размер. Обычная топовая УКВ-антенна (например, упоминавшаяся ранее Шекспировская) имеет вертикальный элемент половинной длины волны, длина которого составляет около 1,91 м/2 = 96 см = 38 дюймов.

На практике он будет немного короче из-за физических свойств проводника антенны. Другая часто встречающаяся УКВ-антенна имеет длину около 8 футов и обычно устанавливается на кормовом поручне; она имеет больший коэффициент усиления, чем более короткая топовая антенна, но также более направленная (т. е. при наклоне теряется мощность сигнала).

Антенна, которую мы будем строить, будет представлять собой полуволновой диполь, отличающийся простой конструкцией, хорошим балансом между усилением и направленностью и простой установкой.

Конструкция антенны

На фотографии готовой антенны видно, что она выглядит как буква «Т», где ножка Т состоит из короткого отрезка коаксиального кабеля, а плечи Т состоят из более длинного троса.

Внутри полого сердечника веревки продеты два отрезка проволоки. Строить его просто:

вы измеряете и отрезаете коаксиальный кабель;
снять внешнюю изоляцию с коаксиального кабеля на указанное расстояние;
вместо оплетки коаксиала припаяйте провод;
проденьте антенну в веревку;
и, наконец, прикрепите разъем.

Необходимые материалы

Из материалов вам понадобятся:

Приблизительно 2 метра коаксиального кабеля, в зависимости от места установки антенны. Коаксиальные кабели с сопротивлением 50 Ом, такие как RG-58 или CA-195R, подходят и имеют удобный для работы диаметр. Избегайте коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом, например, используемого для приложений кабельного телевидения.
Приблизительно 45 см изолированного многожильного провода. Предпочтительна луженая медь. Калибр не критичен: от 14 AWG до 18 AWG прост в обращении и имеет достаточную физическую прочность.
Разъем для подключения к более длинному коаксиальному кабелю, идущему к вашей радиостанции/AIS. Я предлагаю разъем BNC или PL-259: оба доступны для обычных диаметров коаксиального кабеля. Закажите несколько дополнительных приспособлений, с которыми вы сможете потренироваться, если вы впервые используете конкретную модель коннектора.
Около 2 м веревки с полым сердечником для монтажа. Он должен быть достаточно большого диаметра, чтобы через него можно было продеть антенну, но достаточно маленьким, чтобы уменьшить сопротивление воздуха; мы использовали отрезок лески с двойной оплеткой диаметром 12 мм с вытащенным сердечником.
Паяльник и припой
Самоамальгамирующая лента
3M4200, Sikaflex или аналогичный герметик для гидроизоляции паяных соединений

Начнем

Сначала решите, где вы хотите установить антенну (см. несколько идей в следующем разделе «Монтаж»). Это влияет на длину коаксиального хвоста антенны. Вы можете сделать его достаточно длинным, чтобы дотянуться до вашего радиоприемника или блока AIS одним цельным куском, но это может затруднить установку. Вместо этого я рекомендую более короткий хвост, который крепится к более длинному коаксиальному кабелю внутри мачты.

Наша антенна имеет хвост длиной 1 метр, заканчивающийся разъемом BNC. Этот разъем присоединяется рядом с фонарем на носовой палубе к кабелю внутри нашей мачты. Если вы еще не совсем решили, где его установить, вы можете обрезать коаксиальный кабель длиннее, чем вам нужно, и обрезать его позже, когда будете устанавливать разъем.

Теперь мы соорудим антенну из одного конца коаксиального кабеля, прежде чем вставить его в трос. Вот процедура с фотографиями, соответствующими пронумерованным шагам:

1. Отрежьте кусок коаксиала на 50 см (+/- 1 см) длиннее желаемой длины хвоста.

2. Снимите примерно 45 см (+/- 1 см) внешней оболочки с коаксиального кабеля. Сделайте продольный разрез на куртке острым лезвием. Затем, удерживая в одной руке оплетку + сердцевину, другой рукой оттяните кофту в сторону. Куртка должна отделиться от сердцевины – если нет, используйте лезвие, чтобы сделать продольный надрез на внешней стороне куртки, прежде чем продолжать тянуть. Не волнуйтесь, если лезвие перережет несколько нитей оплетки коаксиала: позже вы замените оплетку изолированным проводом.

3. Отделить оплетку от сердцевины. Один из способов сделать это — собрать косу так, чтобы пряди раскрылись, открывая сердцевину под ними. Затем можно использовать маленькую отвертку, чтобы вытащить сердцевину.

4. Некоторые типы коаксиальных кабелей (например, CA-195R) имеют экран из фольги, обернутый вокруг центрального проводника. Если это так, разверните и снимите экран из фольги.

5. Отрежьте большую часть оплетки и выбросьте ее, оставив длину около 2 см для пайки.

6. Припаяйте 45 см (+/- 1 см) изолированного многожильного провода к выступающей оплетке.

7. Выпрямите коаксиальную жилу и изолированный провод и положите их параллельно измерительной ленте. Измеряя от конца оболочки коаксиального кабеля, обрежьте жилу и изолированный провод до длины 40,5 см (+/- 0,2 см). Это шаг, который устанавливает резонансную частоту вашей антенны на частоту, используемую AIS. Вместо этого, чтобы оптимизировать антенну для 16 канала УКВ, обрежьте провода до 43,0 см. Если вам нужна антенна двойного назначения, не волнуйтесь, любая длина будет работать удовлетворительно.

Вот забавная часть, где две ножки антенны вставляются в веревку, оставляя хвост выступающим из середины. Подойдет практически любая длина веревки с полым сердечником, при условии, что ножки антенны помещаются внутрь, и остается достаточно веревки, чтобы привязать антенну прямо между двумя точками крепления. Я опишу один способ сделать это — я уверен, что вы можете себе представить и другие способы.

8. Найдите середину веревки. Расправьте внешнюю оплетку, чтобы обнажить сердцевину, и вытяните ее наполовину.

9. Разрежьте сердечник посередине выступающей петли и прикрепите конец каждой антенны скотчем к концу сердечника. Коробочная лента или лента для обшивки хорошо подходят.

10. Вытащите сердечники из концов веревки так, чтобы они втянули ножки антенны в центр веревки. Продолжайте тянуть, пока коаксиальный конец антенны не упрется в середину веревки.

11. Загерметизируйте коаксиальный кабель в месте его входа в трос, используя герметик 3M4200 или аналогичный. Цель состоит в том, чтобы предотвратить попадание воды в коаксиальный кабель и изолированный провод, поэтому убедитесь, что места, где оголенные проводники выходят из изоляции, хорошо пропитаны герметиком. Не помешает нанести дополнительный герметик на трос в непосредственной близости от Т-образного соединения. Прежде чем герметик затвердеет, потяните за веревку и ножки антенны, чтобы образовалось гладкое соединение. Подвесьте веревку с умеренным натяжением, пока герметик затвердевает.

12. Теперь сердечники троса можно отсоединить от проволочных ножек антенны и выбросить. Загерметизируйте концы проводов герметиком, чтобы вода не просачивалась внутрь. Дайте герметику высохнуть, затем вставьте концы обратно в полый центр веревки.

13. Наконец, прикрепите разъем к хвосту антенны. Фактические шаги будут зависеть от выбранного типа разъема, поэтому следуйте рекомендациям производителя. ПЛ-259соединители доступны в версиях с обжимом или пайкой и недороги. Разъемы BNC меньше, но их немного сложнее собрать. Если вы впервые собираете какой-либо тип разъема, я предлагаю попрактиковаться в использовании обрезков коаксиального кабеля, вместо того, чтобы рисковать испортить вашу красивую антенну. Как только вы будете уверены в результатах, приступайте к установке разъема на антенну.

Вот и все! Ваша антенна готова — похлопайте себя по спине!

Тестирование готовой антенны

Прежде чем приступить к монтажу новой антенны, потратьте несколько минут на ее тестирование. Первый тест заключается в использовании омметра для измерения сопротивления между двумя контактами разъема: оно должно считываться как разомкнутая цепь. В противном случае, скорее всего, имеется короткое замыкание в разъеме или, возможно, между оплеткой коаксиального кабеля и центральным проводником в Т-образном переходе.

Второй тест заключается в подключении антенны к УКВ-радиостанции или системе AIS и проверке приема. Как только это сработает, последним испытанием будет попытка передачи, но держите людей и чувствительную электронику на расстоянии нескольких метров, чтобы уменьшить радиочастотное воздействие.

Монтаж и подключение

При установке антенны помните о следующих соображениях: чем выше, тем больше радиус действия; избегание близости к другим антеннам снижает помехи; и более короткий коаксиальный кабель к вашему радио сохраняет больше полезных сигналов. Вы также должны держать ножки антенны приблизительно вертикально и на расстоянии от металлических предметов, чтобы обеспечить всенаправленность работы в горизонтальной плоскости. Включение вашей антенны внутрь веревки позволяет легко привязать ее между двумя точками крепления. Мы установили наши между разбрасывателем и кожухом, как показано здесь.

Соединение между концом антенны и коаксиальным кабелем, идущим к вашей радиостанции, должно быть водонепроницаемым. Достаточно обернуть разъемы несколькими слоями самоклеящейся ленты.

Производительность антенны

Как работает эта антенна? Довольно хорошо, как измерено антенным анализатором, так и в реальных результатах.

Антенный анализатор (Array Solutions AIM-4170D) измеряет резонансную частоту этой антенны как 162,02 МГц, что хорошо соответствует частотам, используемым AIS (161,9 МГц).75 МГц и 162,025 МГц). Дополнительные результаты показаны в этой таблице:

Чтобы представить эти цифры в перспективе, 50-футовый кабель RG-58 имеет около 50% потерь мощности. Таким образом, мы ожидаем, что эта самодельная антенна будет работать немного лучше, чем коммерческая, для использования AIS, и немного хуже на 16 канале УКВ, но различия, вероятно, будут скрыты потерями в кабелях, ведущих к антеннам.

Для тех, кому интересно, вот график анализатора для нашей антенны между 130 МГц и 180 МГц.

В реальных условиях наша самодельная антенна прекрасно улавливает сигналы АИС, когда она подключена к приемнику АИС SR-161. Вот снимок экрана с нашего картплоттера, когда мы находились недалеко от Баия-Консепсьон в море Кортеса, на котором показаны цели АИС вверх и вниз по побережью Баха.

Обратите внимание на две цели к югу от Пуэрто-Валларта, на расстоянии более 500 морских миль! Но подождите, вы говорите, что УКВ должна быть в прямой видимости… Этот дальний прием демонстрирует явление атмосферного воздуховода, интересная тема сама по себе. Наша антенна не может претендовать на все заслуги, но, безусловно, хорошо работает и с более близкими целями.

Определения и источники

Автоматизированная идентификационная система (АИС): Система обеспечения безопасности судов, в которой периодические передачи с оборудованных судов (и средств навигационного оборудования) об их местоположении, скорости, курсе и т. д. могут приниматься другими судами. AIS использует две частоты в морском диапазоне ОВЧ: 161,975 МГц (AIS1) и 162,025 МГц (AIS2).
Электромагнитная (ЭМ) волна: Осциллирующее электрическое и магнитное поле, которое распространяется в пространстве со скоростью света (также является электромагнитной волной). Частота колебаний определяет, назовем ли мы это Радиоволной, Светом, Инфракрасным излучением и т. д.
Текущий: Поток электронов в проводнике. При правильных условиях этот поток приводит к электромагнитным волнам, и тогда проводник действует как антенна.
Коаксиальный кабель: Часто сокращается до коаксиального. Кабель, состоящий из двух проводников: центральный провод, окруженный внешним экраном. Экран может состоять из плетеных нитей, фольги или того и другого. Коаксиальный кабель полезен для передачи РЧ-сигналов, поскольку он не излучает много электромагнитной энергии.
Импеданс: Мера отношения напряжения к току в проводнике. Коаксиальные кабели, используемые для РЧ, обычно имеют импеданс 50 Ом. В идеале любые нагрузки, подключенные к коаксиальному кабелю, должны иметь одинаковый импеданс, иначе потери возрастут.
Радиочастота (RF): Частота в диапазоне, используемом для связи. Обычно считается от нескольких кГц до 300 ГГц. Радиочастотный спектр подразделяется на полосы с такими названиями, как HF, VHF и UHF.
Коэффициент стоячей волны (КСВ): Отношение напряжения с самой высокой амплитудой к напряжению с самой низкой амплитудой вдоль линии передачи. Он показывает, насколько хорошо импеданс нагрузки (например, антенны) согласуется с импедансом линии передачи (например, коаксиального кабеля). Соотношение 1:1 означает, что совпадение точное. Чем выше коэффициент, тем больше отражений и меньше сигнала на нагрузке.
Очень высокие частоты (УКВ): Полоса частот от 30 МГц до 300 МГц. Морские УКВ охватывают диапазон от 156 до 163 МГц.

Ресурсы

Коаксиальный кабель и разъемы можно заказать в RadioWorld в Торонто. Их посеребренный разъем PL-259, номер детали CON-100S, стоит 6 долларов. Переходник для RG-58 (также подходит для CA-195R), артикул CON-108, стоит 1 доллар. Отправляют быстро и за разумную плату.
CA-195R иногда труднее найти, чем RG-58. L-Com обычно имеет его в наличии (0,58 доллара США за фут) и отправляет на канадские адреса примерно за 17 долларов США. У них также есть хороший выбор разъемов.
В Интернете есть множество видео и статей по сборке коннекторов.