Антенна на 14 мгц своими руками: КВ антенна своими руками: конструкция и расчёты

КВ антенна своими руками: конструкция и расчёты

Диапазон КВ содержит ряд частот радиосвязи (27 МГц, повсеместно используемые водителями), вещание множества станций. Телепередач здесь нет. Сегодня рассмотрим любительский ряд, задействованный различными энтузиастами радиосвязи. Частоты 3,7; 7; 14; 21, 28 МГц диапазона КВ, относящиеся, как 1 : 2 : 4 : 6 : 8. Важно, как увидим далее, становится возможным сделать антенну, которая ловила бы всех номиналы (вопрос согласования – дело десятое). Верим, всегда найдутся люди, воспользующиеся информацией, ловите радиопередачи. Сегодняшняя тема – КВ антенна своими руками.

Конструкция КВ антенны

Разочаруем многих, сегодня речь опять пойдет про вибраторы. Объекты Вселенной образованы вибрациями (воззрения Николы Теслы). Жизнь притягивает жизнь, это движение. Чтобы дать волне жизнь, необходимы колебания. Изменения электрического поля порождают отклик магнитного, так выкристаллизовывается частота, несущая информацию эфиру. Обездвиженное поле мертво. Постоянный магнит не породит волну. Образно говоря, электричество является мужским началом, существует только в движении. Магнетизм качество, скорее, женское. Впрочем, авторы углубились в философию.

Считается, для передачи предпочтительно использовать горизонтальную поляризацию. Во-первых, диаграмма направленности по азимуту не является круговой (вскользь говорили), помех будет заведомо меньше. Знаем, для связи оборудуются различные объекты наподобие кораблей, авто, танков. Нельзя терять команды, приказы, слова. Не тем боком объект повернется, а поляризация горизонтальная? Несогласны с известными, уважаемыми авторами, пишущими: вертикальная поляризация избрана связью за антенну более простой конструкции. Коснись дело любителей, речь, скорее, о преемственности наследия предыдущих поколений.

Добавим: при горизонтальной поляризации параметры Земли меньше влияют на распространение волны, впридачу при вертикальной фронт терпит затухание, лепесток приподнимается до 5 – 15 градусов, нежелательно при передаче на дальние расстояния. Для антенн (несимметричных) с вертикальной поляризацией важно хорошее заземление. Напрямую зависит КПД антенны. Лучше зарыть провода длиной порядка четверти волны землей, чем больше, тем выше КПД. Пример:

• 2 провода – 12 %;
• 15 проводов – 46 %;
• 60 проводов – 64 %;
• ∞ проводов – 100%.

Увеличение числа проводов снижает волновое сопротивление, приближаясь к идеальному (указанного типа вибратора) – 37 Ом. Заметьте, качество не стоит приближать к идеалу, 50 Ом согласовывать с кабелем не нужно (в связи применяется РК – 50). Великое дело. Дополним пакет информации простым фактом, при горизонтальной поляризации сигнал складывается с отраженным Землей, давая прирост 6 дБ. Столько минусов выказывает вертикальная поляризация, применяют (с проводами заземления интересно получилось), мирятся.

Устройство КВ антенн сводится к простому четвертьволновому, полуволновому вибратору. Вторые меньше размерами, принимают хуже, вторые проще согласовать. Ставятся мачты вертикально, используя распорки, растяжки. Описывали конструкцию, вешаемую на дерево. Не каждый знает: на расстоянии половины волны от антенны не должно быть никаких помех. Касается железных, железобетонных конструкций. Повремените радоваться, на частоте 3,7 МГц расстояние составляет… 40 метров. Антенна высотою достигает восьмого этажа. Создавать четвертьволновой вибратор непросто.

Удобно возводить вышку послушать радио, решили припомнить старенький способ ловли длинных волн. Внутренние ферромагнитные антенны найдете в приемниках советских времен. Посмотрим, годятся ли конструкции прямому назначению (ловля вещания).

Магнитная антенна КВ диапазона

Допустим, возникла надобность принять частоты 3,7 – 7 МГц. Давайте посмотрим, можно ли спроектировать магнитную антенну. Сформирована сердечником круглого, квадратного, прямоугольного сечения. Ведется пересчет размеров формулой:

do = 2 √ рс / π;

do — диаметр круглого стержня; h, c — высота, ширина прямоугольного сечения.

Намотка ведется не всей длины, собственно нужно рассчитать, сколько мотать, выбрать тип провода. Возьмем пример старенького учебника проектирования, попробуем рассчитать КВ-антенну частот 3,7 – 7 МГц. Примем сопротивление входного каскада приемника 1000 Ом (на практике читатели измеряют входное сопротивление приемника самостоятельно), параметр эквивалентного затухания входного контура, при котором достигается заданная избирательность, dэр равным 0,04.

Антенна, проектированием которой занимаемся, входит в состав резонансного контура. Получается каскад, наделенный некой избирательностью. Как спаять, думайте сами, просто следуем формулам. Проводящим расчет понадобится найти максимальную, минимальную емкости подстроечного конденсатора, пользуясь формулой: Cmax = K² Cmin + Co (K² – 1).

К – коэффициент поддиапазона, определяемый отношением максимальной резонансной частоты к минимальной. В нашем случае 7 / 3,7 = 1,9. Выбирается из непонятных (согласно учебнику) соображений, по примеру, приведенному текстом, возьмем равной 30 пФ. Не сильно ошибемся. Пусть Cmin = 10 пФ, находим верхний предел подстройки:

Cmax = 3,58 х 10 + 30 (3,58 – 1) = 35,8 + 77,4 = 110 пФ.

Округлили, разумеется, можно взять переменный конденсатор большего диапазона. Пример дает 10-365 пФ. Вычислим необходимую индуктивность контура, пользуясь формулой:

L = 2,53 х 10⁴ (K² – 1) / (110 – 10) 7² = 13,47 мкГн.

Смысл формулы понятен, добавим, 7 – верхняя граница диапазона, выраженная МГц. Выбираем сердечник катушки. На частотах диапазона у сердечника магнитная проницаемость М = 100, выбираем феррит марки 100НН. Берем стандартный сердечник длиной 80 мм, диаметром 8 мм. Отношение l / d = 80 / 8 =10. Из справочников извлекаем действующее значение магнитной проницаемости md. Получается 41.

Находим диаметр намотки D = 1,1 d = 8,8, количество витков намотки определяется формулой:

W = √(L / L1) D md mL pL qL;

коэффициенты формулы считываем визуально, пользуясь графиками, приведенными ниже. Рисунки покажут справочные цифры, использованные выше. Марку феррита ищите, не одним хлебом жив человек. D выражено сантиметрами. Авторы получили: L1 = 0,001, mL = 0,38, pL = 0,9. qL вычислим, пользуясь формулой:

qL = (d / D)² = (8 / 8,8)² = 0,826.

Подставляем цифры в конечное выражение расчета количества витков ферритовой КВ антенны, получается:

W = √ (13,47 / 0,001) х 0,88 х 41 х 0,38 х 0,9 х 0,826 = 373 витка.

Каскад нужно завести на первый усилитель приемника, минуя входной контур. Больше скажем, сейчас рассчитали средства избирательности диапазона 3,7-7 МГц. Помимо антенны включает входную цепь приемника одновременно. Поэтому потребуется рассчитать индуктивность связи с усилителем, выполняя условия обеспечения избирательности (берем типичные значения).

Lсв = (dэр — d) Rвх / 2 π fmin K² = (0,04 — 0,01) 1000 / 2 х 3,14 х 3,7 х 3,61 = 0,35 мкГн.

Коэффициент трансформации составит m = √ 0,35 / 13,47 = 0,16. Находим число витков катушки связи: 373 х 0,16 = 60 витков. Намотку антенны ведем проводом ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, катушку мотаем ПЭЛШО диаметром 0,12 мм.

Многих, наверное, интересует несколько вопросов. Например, назначение Со формул расчета переменного конденсатора. Автор вопрос стыдливо обходит, якобы начальная емкость контура. Трудолюбивые читатели просчитают резонансные частоты параллельного контура, в котором впаяна начальная емкость 30 пФ. Незначительно ошибемся, порекомендовав поместить рядом с переменным конденсатором подстроечный емкости 30 пФ. Ведется доводка цепи. Новичков интересует схема электрическая, куда войдет самодельная КВ антенна… Параллельный контур, сигнал с которого снимается трансформатором, образован намотанными катушками. Сердечник общий.

Готова самостоятельная КВ-антенна. Такую найдете в туристическом приемнике (сегодня популярны модели с динамо-машиной). Антенны КВ диапазона (а тем более СВ) были бы велики, если сделать конструкцию в виде типичного вибратора. Подобные конструкции не применяются портативной техникой. Простейшие КВ антенны занимают много места. Прием получше. Назначение КВ антенны улучшать качество сигнала. В квартире, лоджии. Рассказали, как сделать КВ антенну миниатюрных размеров. Вибраторы применяйте на даче, в поле, лесу, на открытой местности. Материал предоставлен конструкторским справочником. Книжка полна ошибок, а результат вроде получился сносный.

Даже старенькие учебники грешат пропущенными редакторами опечатками. Касается не одной отрасли радиоэлектроники.

Мобильная антенна на 14 MHz

Опубликовано вс, 2008-02-03 18:11 пользователем YL3BU

• Антенны

Цель: при наличии в машине трансивера, питаемого от аккумуляторной батареи, и некоторого ограниченного свободного времени для работы в эфире, иметь антенну которую можно быстро установить в рабочее положение и также быстро перевести в походное положение (5 мин. ). Работа в эфире во время движения не предполагается. Но и не предполагается забрасывание верёвок на деревья, разматывание фидера, установка «удочки», растяжка противовесов и т.д.

За основу была взята модель Игоря Гончаренко DL2KQ «Auto with GP.maa» в программе MMANA-GAL v.1.2.0.10 — это 2м штырь с индуктивностью в середине на диапазон 40м установленный на крыше автомобиля. Модель была пересчитана в диапазон 20м (сам автомобиль был оставлен в покое Hi) в итоге получилась вот такая антенна Auto_with_GP_20m_via_C.maa.

Для изготовления антенны было приобретено магнитное крепление для автомобильной антенны Sirio MAG-160 DV (диаметром 155 мм) в описании которого, к сожалению, я не нашёл значения ёмкости которая образуется между магнитным основанием и крышей машины (для учёта её при моделировании). Ёмкость я измерил цифровым L-C-R измерителем Е7-8 и она составила 260 пФ. Проблема крепления антенны к магниту решилась неожиданно просто — «ножка» от старого микрофона МД-59:

Она практически идеально подошла к креплению магнита. Конечно можно сомневаться в прочности данного решения, но (1) расчёт на работу не в движении и (2) микрофон старый советский, а не современный китайский (Hi).

В качестве несущей конструкции использована стеклопластиковая удочка, точнее два её колена общей длинной около 2 метров. Индуктивность L=14 мкГн намотана на белой пластиковой (сантехнической) трубке диаметром 40 мм и длинной 10 см одножильным медным проводом в изоляции (диаметр жилы 1.3 мм, диаметр внешний 2.6 мм), виток к витку, количество витков 26. Таким же проводом выполнен и излучатель.

Нижний провод (915 мм) отрезан и зафиксирован жёстко. Далее, примерно в середине штыря, кабельными стяжками зафиксирована катушка. Верхний провод был установлен с запасом по длине, но после настройки антенны его длина стала меньше расчётной (очевидно влияние «удочки» и изоляции провода). Т.е. настройка антенны осуществляется по минимуму КСВ путём подбора длинны верхнего провода и в данном случае путём постепенного его укорочения.

Антенна собрана, машины рядом нет, а померить хочется… Первое испытание состоялось на балконе с сомнительной попыткой имитировать реальные условия работы антенны и с применением антенного анализатора АА-330. На фото видна вся нехитрая конструкция антенны.

Конечно окончательная настройка антенны была произведена на машине. Магнитное основание было установлено в центре крыши Audi 100 C4. Немного перестарался с укорочением. В итоге была получена такая характеристика (c КСВ 1.85 на частоте 14.090 кГц):

Позже магнит был переставлен с центра ближе к лобовому стеклу чтобы опущенная антенна не мешала открыванию багажника. При этом КСВ составил 1.35 на частоте 14.100 кГц. В любом случае встроенному тюнеру в моём TS-570DG особенно напрягаться не пришлось.

Ну вот, собственно и всё. Цель достигнута, антенна построена. Конечно она не для DX и pileup, но для души (Hi).

Подобного рода оценки весьма относительны, но на испытаниях в сосновом лесу с 50W на выходе без проблем состоялись QSO со станциями западной европы (579-599+), было приятно получить 589 от Юрия UA9WFB из Уфы.

Ссылки и материалы

• ARRL ANTENNA BOOK, Chapter 16. Mobile and Maritime Antennas
• http://www.dl2kq.de/
• Автомобильная КВ антенна. Виталий Зиновьев (RA9WOY).
• http://www.hamradio.cmw.ru/
• A Web Site For Mobile Amateur Radio Operators by K0BG
• Effective HF Mobile Antennas. Keith WB2VUO
• G3TSO Mobile Antenna Page
• The GM3VLB page. Equipment and Antennae.
• YL3BU/P — Saulkrasti, Latvia (16.09.2007)
• Base Matching Assemblies for Short Antennas. Phil Salas – AD5X. (pdf)
• Temporary HF Mobile Transceiver Mount. Phil Salas – AD5X. (pdf)
• Base Matching Assemblies for Short Antennas. Phil Salas – AD5X. (pdf)
• Operating — HF, VHF & UHF (GØFEA)
• PA0FBK. IC706/FT817 portabele «whip» antenne.
• Build the PAC-12 Antenna. A multi-band portable vertical designed by KA5DVS.
• BALCONY ANTENNA by Harry Lythall — SM0VPO.
• A High Efficiency Extended Length Mobile Antenna by W5JGV
• N1LO Mobile HF antenna 80-10m (PDF).
• Mobile 7 band HF Vertical by ZEODBD.
• N6CA mobile antennas
• A Two Dollar Helical HF Portable Antenna

1/4 Wave Ground Plane Antenna Calculator — M0UKD — Блог радиолюбителя

Калькулятор четвертьволновой заземленной антенны
Частота	МГц
Коэффициент скорости (см. текст*)	вф
Дайте мне результаты в…	мм (миллиметры) см (сантиметры) м (метры) дюймов (дюймы) футов (футы)
A. Вертикальный монопольный излучающий элемент (λ*0,25)*vf
B. Радиальные (λ*0,28)*vf
Фактическая длина волны

Ах, старый добрый четвертьволновый наземный самолет! Этот калькулятор можно использовать для проектирования четвертьволновой плоскостной антенны с радиальными антеннами. Излучающий элемент представляет собой четверть волны (λ/4), а радиальные лучи на 12% длиннее. Обычно есть четыре радиала, минимум три, но вы можете использовать до шести. Это настоящая несимметричная антенна с импедансом около 50 Ом, поэтому она отлично подходит для несимметричной фидерной линии 50 Ом. Коэффициент скорости установлен на 95%, что должно быть хорошо для большинства людей. Вы можете немного подрезать большую сторону и подрезать антенну для лучшего согласования с желаемой частотой, если у вас есть оборудование.

Эти антенны можно легко собрать для УВЧ и выше, используя разъем N-типа (или SO-239) для крепления на шасси, немного сплошного провода и припой. Для VHF и ниже, поскольку элементы становятся больше, требуется более структурированный дизайн.

Четвертьволновый монополь, установленный на идеальном основании, будет иметь импеданс около 36 Ом, но, согнув радиальные лучи вниз под углом 45°, мы увеличим его примерно до 50 Ом, в то же время снизив угол излучения ближе к горизонту. . (42° — теоретически идеальный угол для подачи 50 Ом, но кто измеряет!)

За эти годы я сделал довольно много таких антенн и получил хорошие результаты. Они очень щадящие из-за подачи с низким импедансом. Я использую один дома на частоте 70 МГц, нажмите здесь, чтобы увидеть детали конструкции и другие изображения.

На следующих двух изображениях показан один, который я построил для диапазона 70 см. Это хорошо для использования между 430-440 МГц. Он использует 6-миллиметровую алюминиевую трубку для радиальных элементов, 4-миллиметровую латунную трубку для ведомого элемента и построен вокруг гнезда шасси N-типа, установленного на алюминиевом квадрате 40×40 мм, скрепленного заклепками.

Ниже приведены некоторые изображения одного из них, который я построил с помощью гнезда SO-239, приклепанного к куску алюминиевого листа, с телескопическими элементами. Это означает, что его можно использовать на любой частоте от 80 МГц до 410 МГц (жаль, что они не становятся немного меньше

, а немного больше, поэтому он может охватывать 4 м и 70 см, но они такие, какие есть). Хорошая антенна для тестирования.

Вот он установлен в саду для тестирования на 145.500MHz

Импеданс и реактивное сопротивление идеальны!

Ниже представлена ​​четвертьволновая заземленная антенна, которую я сделал для диапазона 23 см, 1296 МГц. Она сделана из обрезков медного провода бытовой электросети и обрезков разъема BNC из мусорного ящика.

Тот, что изображен ниже, предназначен для приема сигналов самолетов ADS-B на частоте 1090 МГц, опять же с использованием медного лома, но на этот раз с приобретенной розеткой шасси N-типа.

M0UKD Информационная страница любительской радиостанции © 2007-2017.

Простая в сборке стержневая антенна для диапазона 14 МГц (диапазон 20 м) – DK7IH QRP Engineering

Для моего портативного QRP-трансивера я разработал стержневую антенну для использования на открытом воздухе во время езды на велосипеде или в походе. В этой статье я сначала дам читателю некоторые основные соображения об укороченных антеннах, а затем о практических последствиях этого.

Укороченные антенны

Полноразмерная вертикальная антенна обычно имеет длину в четверть длины волны. Также общеизвестны некоторые специальные конструкции длины волны 1/2, 5/8 и другие. Но для стержневой антенны основная конструкция представляет собой схему, основанную на 1/4 длины волны. Полноразмерные антенны 1/4 длины волны, которые имеют правильную длину (1/4, умноженная на 0,9).5 укорачивающий коэффициент) имеют импеданс точки питания от 40 до 50 Ом. Таким образом, их можно напрямую подключить к коаксиальному кабелю на 50 Ом. Проблема: для 14 МГц эта антенна будет иметь общую длину около 5 метров. Не очень подходит для портативного трансивера, если только вы не Арнольд Шварценеггер. Антенна больше не резонирует с рабочей частотой. Появляется дополнительное емкостное сопротивление. Это должно компенсироваться индуктивным сопротивлением. Поэтому укороченные антенны имеют встроенную катушку либо внизу (катушка с нижней загрузкой), где-то посередине (катушка с центральной загрузкой), либо сверху (катушка с верхней загрузкой).

Следует столкнуться с другой проблемой: импеданс точки питания обычно намного ниже, чем у полноразмерной антенны. Иногда только между 10 и 15 Ом. Таким образом, также должна быть интегрирована какая-то схема согласования импеданса,

Наконец, степень эффективности также снизится. Так что не ждите слишком многого от укороченной антенны!

Подводя итог тому, что было упомянуто ранее: Мы должны столкнуться с 2 общими электрическими проблемами с короткими антеннами:

• Должна быть найдена правильная нагрузочная катушка и
• необходимо выполнить надлежащее согласование импеданса.

Практичная конструкция

В свою антенну я встроил 2 нагрузочные катушки. Один внизу служит для согласования импеданса, а другой немного ниже центра для компенсации емкостного реактивного сопротивления.

Схема:

Штыревая антенна на 14 МГц (C) Peter Rachow, DK7IH, 2015

Антенна крепится к стандартному штекерному BNC-коннектору.

Механические размеры и данные катушки:

Нижняя катушка (L2):

L2, нижняя катушка, состоит из 50 витков эмалированной проволоки диаметром 1 мм, намотанной на пластиковую трубку диаметром 8 мм из местного хозяйственного магазина. С нижнего конца L2 конденсатор емкостью 120 пФ подведен к потенциалу земли штекера BNC. Это вместе с L2 устанавливает фильтр нижних частот, служащий согласователем импеданса.

Редактировать: Еще одна схема согласования импеданса, которую я описал здесь.

Пластиковая трубка, используемая для L1 и L2, полая. В эту трубку точно входит алюминиевый стержень диаметром 6 мм. Длина стержня между двумя витками 45 см. Ниже приведен еще один кусок пластиковой трубки, несущей L1.

Центральная катушка (L1): L1 состоит из 45 витков эмалированного провода диаметром 0,6 мм.

Верхний стержень антенны представляет собой телескопическую антенну общей длиной 120 см, которую можно купить в Интернете. Его внешний диаметр также 6 мм, поэтому он также входит в пластиковый стержень.

Вот изображения, чтобы было понятнее, как устроена антенна:

Стержневая антенна для 14 МГц (C) Peter Rachow, DK7IH, 2015 г. Общий вид стержневой антенны для 14 МГц (C) Peter Rachow, DK7IH, 2015 г.

Чтобы увеличить обычно низкую степень эффективности такой антенны, я изготовил нечто вроде «противовеса», представляющего собой вторую часть диполя: 5-метровый изолированный кабель с большим зажимом типа «крокодил», который прикрепляется к потенциалу земли металлический разъем BNC.

Редактировать: Тем временем я несколько раз использовал эту стержневую антенну для 14 МГц / 20 метров во время активного отдыха.