Антенна спиральная на 27 мгц своими руками – Простая антенна на 27 МГц. (Си-Би) — Сообщество «Радиосвязь и Радиолюбители» на DRIVE2

Простая антенна на 27 МГц. (Си-Би) — DRIVE2

Приобретя рацию, стал вопрос, как замудрить временную антенну, что бы слушать дома, пока до машины не добрался с установкой. Кусок провода в гнездо? Это не наш метод!
Расскажу почему.
Во первых, прием будет не ахти-какой, все атмосферные и индустриальные помехи будут на проводе, во вторых нужна «земля» для нормального приема. И в третьих — нельзя передавать на ненастроенную антенну!
Решено было использовать рамочную антенну типа Delta-loop — проще говоря треугольник. Треугольники бывают разные…
Опишу 2 типа вкратце. Есть вертикальные и горизонтальные, и различные варианты наклона.
Сделать вертикальный треугольник особого смысла нет, у него высокое входное сопротивление, выше 100 Ом и к нему придется городить согласующее устройство. Вертикальные рамочные антенны обычно делают в виде квадрата. Направленность квадрата и треугольника что-то типа 8-ки, перпендикулярно его плоскости.
Горизонтальный треугольник выполнить наиболее просто, у него входное сопротивление ближе к 75 Ом, и сильно зависит от от расстояния до земли, чем он выше, тем выше сопротивление. Теоретически, опуская его одной из сторон ниже к земле, можно настроить КСВ (пока не пробовал, но попробую и дополню статью).

«Стреляет» он тоже 8-кой, но нижняя часть 8-ки направлена в землю, и направленность получается круговая.

Теперь об устройстве.
Делал антенну из подручных средств, покупные только кабель RG-58 и разъемы UNF.
Длина полотна антенны равна длине волны, стоит сделать чуть длиннее и укорачивать, подгоняя в резонанс.

Чертеж антенны


Та как как антенны у нас симметричные, а выход передатчика коаксиальный, питание антенны нужно симметрировать.
Самый простой способ, взять любой НЧ феррит, 400-2000НН. Я разобрал трансформатор от компьютерного БП и на сердечник намотал 2 витка кабеля (желтые кольца из компьютерных БП не подходят!).

Симметрирующий дроссель


Полотно антенны, самый обычный кусок провода ШВВП 2Х0,75, разделенный на 2 проводника, спаянных вместе. Общая длинна у меня вышла 11м, и резонанс попал четко на канал дальнобойщиков 27,135 МГц.
Соблюдать равенство сторон не нужно, это не важно, растяжки, капроновая веревка, через пластиковые изоляторы к деревьям под окном.

Изолятор из куска пластика и ВЧ дроссель, провод ШВВП 2Х0,75

Пластиковый изолятор — кольцо от детской погремушки. Второй пробка от бутылки с 2мя дырками.

Запись опубликована в сообществе Радиосвязь и радиолюбители, много интересных комментариев. Вступайте!

www.drive2.ru

Спиральная антенна своими руками: сборка и расчёты

Считается, что спиральная антенна характеризуется круговой поляризацией, но мнение ошибочно. В действительности структура витков такова, что принимаются волны и с линейной поляризацией. Это удобно, когда присутствует возможность работать на любой структуре волны. И спиральные антенны используются как облучатель зеркал на спутнике. Для радиолюбителей недостаток в том, что волна с линейной поляризацией ослабляется на три децибела, как известно, в радио и телевещании другого не используется. В стране спиральный облучатель уместен лишь для ловли НТВ+ со спутника, там метод не используется. Ряд специальных применений указанных антенн обсуждать не станем. Впрочем, запросы по теме встречаются в сети. Кому пригодится спиральная антенна, свитая из проволоки и одетая на кусок трубы, ответить не беремся, даже в сборнике работ радиолюбителей этот класс изделий отсутствует напрочь.

Конструкция спиральной антенны

Как собрать спиральную антенну

Спиральная антенная напоминает инфракрасный обогреватель специфической конструкции. В СССР военные заводы выпускали приборы бытового назначения. Отсюда сходство параболических тарелок и обогревателей. Для сборки понадобится узнать диаметр и шаг намотки проволоки, количество витков. Из материалов понадобятся:

  1. Стальной лист для экрана, произвольной толщины, чтобы не гнулся от ветра и прочих коллизий.
  2. Отрез проволоки, чтобы хватило намотать витки с запасом.
  3. Питающий кабель: для телевидения 75 Ом, для радио 50 Ом.
  4. Труба пластиковая нужного диаметра.

Спиральные антенны относятся к классу бегущей волны, сопротивление устройств велико, чтобы, правильно рассчитав устройство, подключить без согласования. Сначала размечается труба, с запасом, чтобы удалось воткнуть в экран и приклеить. Вдоль оси (лучше с двух сторон) размечается шаг намотки. В будущем риски используются для выравнивания. Отступите спереди пару-тройку сантиметров, начинайте работать маркером. Обратите внимание, что с обратной стороны виток смещается ровно на полшага.

Спираль наматывается на трубу без учета шага, с нужным числом витков. В дальнейшем, начиная с первой риски, нужно растянуть проволоку правильным образом. Чтобы не происходило смещения в дальнейшем, следует правильное положение зафиксировать каплями клея. Примерно по три-четыре на виток. Тем временем изготовим экран.

Выбирайте квадрат со стороной порядка пяти диаметров трубы намотки. Нет разницы, какова толщина стали, выдерживайте прочностные характеристики. В собранном виде экран перпендикулярен трубе.

Для электрической сборки следует в области окончания спирали (основание трубы) просверлить отверстие и проволоку пропустить внутрь. За экраном в боковине проделываем дополнительную дыру, куда пропускаем оплетку питающего кабель. Электрически центральная жила соединяется со спиралью, экран фидера с экраном антенны. Образуется конструкция для приема и передачи волн. Труба со стальным экраном соединяются клеем-герметиком по уголку, чтобы обеспечить строгую перпендикулярность деталей. Ключевые моменты:

  • Спираль и экран изготавливаются из проводящего материала, к примеру, меди.
  • Труба из диэлектрика.

Расчет спиральной антенны

Спиральные антенны хороши способностью ловить любой тип волны, используемый в наземном вещании. Однако для ловли радио следует ось направить вверх, экран же расположится горизонтально. Устройству присущи ярко выраженные направленные свойства, не ждите, что получится охватить ряд вышек из одной точки. Не так просто. Диаграмма направленности зависит от габаритов спиральной антенны и сильно:

  1. Если длина витка много меньше длины волны, преобладает боковое излучение, поперек оси антенны. Причем поляризация не круговая.
  2. В идеальном случае длина витка укладывается в рамки 0,75 — 1,3 длины волны. В этом случае наблюдаем главный лепесток диаграммы направленности, смотрящий вперед. Разумеется, необходим экран.
  3. Если длина спирали больше 1,5 длины волны, образуется два лепестка, направленных в переднюю полуплоскость. Точнее говоря, получается нечто, напоминающее конусную поверхность.

Спиральная антенна

Косвенно (по второму пункту) читатели уже составили представление о диапазоне. В два раза полосу расширим, применяя не цилиндрическую, а конусную спираль (коническая спиральная антенна). Рекомендуем онлайн калькулятор на сайте http://aerial.dxham.ru/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-spiralnoj-antenny. Здесь предлагается задать частоту, шаг намотки спирали и длину излучателя:

  • От длины намотки спирали зависит ширина главного лепестка диаграммы направленности. Варьируйте число витков и наблюдайте за параметром (находится в низу страницы калькулятора). Едва приметно меняется диаметр намотки спирали. Этому нет объяснения, создателям калькулятора виднее. Разумеется, понадобится больше меди, что отражается в соответствующих параметрах.
  • Добавим, что с увеличением длины растет и усиление. Это типичный эффект: сужается лепесток – растет усиление. Площадь диаграммы направленности — величина постоянная. Как говорил Ломоносов, если в одном месте чего прибудет, в другом непременно убыть должно. Заметьте, что с ростом витков едва приметно падает ширина полосы пропускания.
  • От шага намотки зависит усиление: чем больше цифра, тем ниже усиление, тем уже диаграмма направленности. На наш взгляд это ошибка авторов, потому что выходит, что выгоднее мотать плотно. Вдобавок проволоки уйдет меньше. Показаны исключительно преимущества, на практике подобное выглядит сомнительно.

Из полезных свойств этого онлайн калькулятора хотелось бы отметить расчет минимального размера экрана. А насчет шага уточните в справочниках, чем и займемся. Кстати, любопытен факт, что по умолчанию на сайте сразу стоит частота WiFi 2,45 ГГц. Здесь сегодня спиральные антенны часто применяются.

Самодельная спиральная антенна

Нашли: усиление зависит только от числа витков. Шаг намотки рекомендуется выбирать 0,22 – 0,24 длины волны. На сайте это значение задаем в широких пределах. Предлагаем читателям выбрать шаг, варьируя число витков. Случается, что в отдельных калькуляторах встречаются ошибки, точной информацией владеет лишь веб-программист.

Кстати, в новом источнике сведения приведены, что экран размещается позади спирали на расстоянии 0,12 длины волны. При этом добавляется, что если диаметр экрана выбирается равным 0,8 длины волны и более, сторона квадрата еще больше: 1,1 λ. Ситуация не настолько очевидна, но представьте, что круг обязан вписаться внутрь — все встает на места.

Что касается согласования, сопротивление спиральной антенны сильно зависит от толщины проволоки и с ростом уменьшается. Возможно добиться цифры, равной 75 и даже 50 Ом. В данном случае согласования не требуется, что упрощает эксплуатацию. На высоких частотах это работает. К примеру, волновое сопротивление станет равным 75 Ом при толщине проволоки 5% длины волны. Получая 50 Ом, следует взять толщину проволоки 7% длины волны. Видите, что на частотах WiFi это реально, а значит, рассчитаем параметры так, избегая согласования.

Обратите внимание, в калькуляторе не дается возможности задать толщину провода, а с имеющимся волновое сопротивление равно 140 Ом. Вероятно, это профессиональная хитрость, по нашим сведениям кабель должен быть на 50 Ом на частотах WiFi. Зато легко проверить, выполняется ли зависимость от толщины провода. Приведем таблицу и сравним результат.

Таблица расчетов

Итак, частота составляет 2450 МГц, находим длину волны по простой формуле:

λ = 299 792 458 / 2450 000 000 = 0,1223 метра.

Находим нужный диаметр провода для сопротивления 140 Ом:

0,1223 х 0,02 = 2,45 мм, проверим, совпадает ли это с онлайн калькулятором! Смотрим и видим: 2,4. Ну, если учесть, что без округления получилось 2,447 мм, то будем считать, что два источника повторяют друг друга, а значит указаниям по выбору шага намотки (см. выше) можно поверить. На этом считаем, что самодельная спиральная антенна готова, а также найдем толщину проволоки, при которой сопротивление станет равным 50 Ом: получается 8,5 мм. Причём на указанной высокой частоте сложно обеспечить требуемые условия. Посему целью самостоятельно сделать спиральную антенну чаще задаются компьютерщики.

Что касается нестыковок в калькуляторе, проверяйте читаемую в интернете техническую информацию несколько раз. Считаем, что ответили на вопрос, что такое спиральная антенна, и как сделать спиральную антенну. Плюс конструкции в простоте изготовления, если патчи нужно просчитывать, согласовывать, и не факт, что получится, здесь имеется неплохое устройство, удовлетворяющее заданным условиям, отсеивающее массу помех. С обеих сторон (на прием и передачу) стоят одинаковые антенны, чтобы работать с круговой поляризацией, в противном случае результат станет загадочно-непредсказуемым. Спиральная антенна, собранная самостоятельно — реальность.

vashtehnik.ru

Антенна Си-Би своими руками: чертежи, материалы, этапы работ

Прием и отправка радиосигналов требуют определенного технического инструментария. Если не замахиваться на что-то чрезвычайно сложное, то можно остановить свое внимание на антенне Си-Би. Своими руками сделать ее не сложно, одновременно она предоставляет неплохие возможности для работы.

Как все начиналось?

Что собой представляет Си-Би? Это обозначение используется как сокращение от английского словосочетания «гражданский диапазон». Оно принято для обозначения доступной и безлицензионной радиосвязи на коротких волнах, занимающей диапазон 27 МГЦ. В зависимости от страны, правила его использования могут регулировать работу по минимуму или вообще отсутствовать. Средства радиосвязи могут быть носимыми, возимыми или стационарными. От профессиональных станций (да и большого количества любительских) они отличаются ценой и количеством доступных функций. В самых простых версиях этого диапазона можно только принимать и передавать звуковую информацию на относительно небольшие расстояния по пересеченной и лесистой местности. Можно поработать над устранением природных помех или же уделить внимание увеличению охватываемого расстояния. Но давайте пока не будем спешить.

Где же они применяют?

Си-Би рации обладают довольно широким применением. Они являются достаточно надежными и доступными средствами связи, которые позволяют обеспечить взаимодействие магазина со складом, грузовым автотранспортом и так далее. Применяются Си-Би рации и на маломерном флоте — катерах и яхтах. При этом дальность работы на воде значительно растет за счет того, что отсутствуют серьезные препятствия.

Наибольшее применение Си-Би диапазон нашли как представители подвижной связи. В качестве примера можно привести устройства, установленные в автомобилях. С портативными устройствами немного сложнее. Дело в том, что Си-Би диапазон обладает длиной волны в 11 метров. И идеальная для него антенна должна быть размером около 2,7 м. На портативных устройствах их приходится укорачивать в 10-20 раз. Как результат – довольно большой вес, низкий коэффициент полезного действия при передаче данных компактной антенне и невысокая эффективность амплитудного шумоподавления. Но благодаря довольно значительной длине волн Си-Би антенна может работать даже при наличии существенных препятствий. Она хорошо подходит для пересеченной местности и лесов.

Полезная информация

Си-Би радиостанция позволяет связаться с полицией, скорой помощью, пожарной охраной и аварийными службами благодаря специальным диспетчерам. Следует отметить, что подобная возможность есть не всегда. Для этой цели выделен канал 9C. Но, увы, на практике это можно встретить разве что в Москве и Санкт-Петербурге. На остальной территории лучше использовать канал 15С, посредством которого можно установить связь с водителями на трассах. Дополнительно на 19С можно набрести на радиолюбителей. Ко всем этим людям можно обратиться с призывом о помощи. Главное – хватило бы мощности послать и принять ответный сигнал. А теперь давайте будем рассматривать, как сделать антенну своими руками.

Теоретическая подготовка

Итак, для нашей самоделки выдвигается ряд требований:

  1. Она должна хотя бы частично обеспечивать защиту от атмосферных и индустриальных помех.
  2. Необходимо позаботится о «земле» для нормального приема сигналов.
  3. Чтобы передавать данные на антенну, она должна быть настроена.

Если говорить о конструкции, то есть два основных варианта: горизонтальное и вертикальное исполнение. Каждый из них имеет свои особенности. Чтобы найти оптимальное решение, антенну часто размещают в положении 45 градусов. Вертикальное исполнение считается более сложным, но и лучшим. Для него требуется более высокое сопротивление, нежели для горизонтального. К тому же последний вариант более зависим от расстояния до земли – чем он дальше, тем выше сопротивление. Чтобы удовлетворить различные требования к конструкции, будет рассмотрено несколько возможных вариантов исполнения. При желании, сильно не усложняя все, их можно усовершенствовать. Итак, как сделать антенну своими руками?

Очень простой вариант

Будем делать из подручных материалов. Из покупного – только разъемы UNF и кабель RG-58. Полотно антенны будет равно длине волны. Подгоняя в резонанс, ее можно укорачивать и делать чуть длиннее. Если передатчик коаксиальный, то питание нужно симметрировать. Самый простой способ – использовать низкочастотный феррит (от 400 до 2000 НН). При создании антенны Си-Би своими руками в его роли может выступить трансформатор от блока питания компьютера. Следует отметить, что стандартные желтые кольца не подходят, поэтому на сердечник необходимо намотать два витка кабеля. И здесь становится актуальным один вопрос. А именно – какой кабель для антенны выбрать? Допустим, что нам необходимо оптимальное решение в системе координат цена/качество. В таком случае можно обратить внимание на обычный кусок провода ШВВП 2Х0,75. Он разделен на два проводника, которые спаяны вместе. Общая длина должна выходить на одиннадцать метров. При этом соблюдение равенства сторон – это не критически важный момент. В качестве изолятора можно использовать пластиковое кольцо – например, от детской погремушки.

Дипольная рация

Своими руками антенна Си-Би такого типа может быть легко сделана. Ведь диполь считается очень простым в освоении и реализации. Можно создать устройство, подходящее для длительной необслуживаемой эксплуатации. К тому же оно может хорошо работать в не самых благоприятных условиях. Что же собой представляет диполь? По сути, это простейшая и одновременно самая распространенная антенна, представленная в виде симметричного вибратора. Наиболее простой вариант реализации – прямолинейный проводник, длина которого равна половине волны, запитанный токами высокой частоты от генератора. Простыми словами, берут два одинаковых куска провода, растягивают последовательно в пространстве. В центре этой конструкции подключается кабель, от которого сигнал передается от диполя к трансиверу и назад.

Антенна Си-Би своими руками может быть выполнена вертикально или горизонтально. Первый вариант больше подходит для установления местной связи, а второй – дальней. Если диполь находится под углом, то доступны обе возможности.

Проектируем диполь

Прежде чем начинать что-то делать, необходимо рассчитать, что же нам необходимо. Следует понимать, что геометрическая длина диполя будет немногим меньше, нежели рассчитанная по формуле. Почему? Это связано с процессом возникновения емкостного тока на концах антенны, что эквивалентно увеличению ее длины. Точную длину диполя (которая учитывает коэффициент укорочения) можно рассчитать по формулам, которые не будут приводится здесь, поскольку для достижения этой цели можно привлечь технологические средства в виде моделирующих программ. В качестве таковой использовалась MMANA. Итак, получилось, что верхняя точка должна пребывать на высоте в три метра, центр – 2,5, а низ – 2 м. Длина плеч – 2,57 м, провод, выбранный для создания антенны, имеет диаметр в 2 миллиметра. Такая конструкция обладает сопротивлением примерно в 75 Ом. Это эквивалентно КСВ=1,5. Для питания антенны можно выбрать балансировочное устройство. Оно по сути является симметрирующим трансформатором. Почему именно так, а не, скажем, через коаксиальный кабель? Дело в том, что диполь – симметричная антенна. И питаться от кабеля она не сможет, потому что он является несимметричной линией.

Собираем антенну

Итак, для создания нам понадобится:

  1. Сантехническая пластиковая муфта. Подойдет с диаметром в 50-55 сантиментов.
  2. Разъем SO-239.
  3. Сантехнические заглушки, соразмерные с подобранной ранее муфтой.
  4. Винт-кольцо в количестве трех штук.
  5. Три гайки и шесть шайб.

В муфте заглушку для крепления делаем в 6 миллиметров и для разъема на 16 мм. Затем можно подсоединить или собрать балун. Мы представим, что покупать не хочется. Поэтому берем ферритовое кольцо, у которого проницаемость 600, кусок провода с сечением в 0,5-1 мм. Провод складываем втрое и начинаем наматывать на кольцо. После того, как готова полноценная катушка Си-Би антенны, обмотка фиксируется с помощью изолирующей ленты или хомутов. Монтируем балун в заготовку, после чего припаиваем разъем. Конструкция почти готова. Осталось отмерить необходимое количество проводов для лучшей антенны, чтобы закрепить их на заготовке. Толщина здесь роли не играет. Как пример – можно взять три метра по 1,5 мм. Кстати, хотя программа и подсчитала, что оптимально – 2,57, лучше взять немного с запасом. Поэтому и три метра. Спаиваем все — и наша антенна готова.

Настройка и отдельные специфические моменты

Поскольку диполь является симметричной антенной, то длина плеч должна быть одинаковой. При создании первых устройств желательно не отклоняться от указанных параметров. И лучше брать немного больше, чем указывают расчеты, ибо отрезать можно всегда, тогда как приварить значительно сложней. В результате можно получить довольно простую и универсальную антенну. Собрать ее можно за час. Довольно неплохо, учитывая удовлетворительный результат.

Для автомобиля

Современное средство передвижения обязательно имеет радиоприемник или даже что-то большее. Навигация, телевидение и радиосвязь – это далеко не полный перечень. Но очень часто что-то желаемое приходится докупать самостоятельно. Или делать. Например, своими руками автомобильную антенну для возможности осуществления радиосвязи. Как же это реализовать? Обычные антенны не подойдут. Почему? Дело в том, что транспортные средства часто передвигаются во время сеансов связи. И традиционные антенны в таком случае будут иметь определенные «мертвую» зону приема. Даже если ехать таким образом, чтобы не допускать подобного, разрывы связи все равно возникают при маневрировании.

Подводя итоги, можно понять, что сделанная своими руками автомобильная антенна должна соответствовать таким требованиям:

  1. Обладать высоким коэффициентом полезного действия (ведь Си-Би нужен не только для того, чтобы слушать, но и чтобы передавать информацию).
  2. Обеспечивать надежную работу с выбранной частотой.
  3. Помещаться в салоне.
  4. Не вызывать вопросов со стороны гаишников относительно доработки корпусов.

Специфика автомобильных антенн

Четвертьволновой передатчик можно отбросить сразу – он слишком большой. Наша Си-Би радиостанция в таком случае не удовлетворит своим размером. Но вот если машина имеет рамочную конструкцию, то можно воспользоваться ее преимуществами. Для того чтобы настроить антенну в резонанс с необходимой частотой, используется конденсатор. Но что делать с длиной? Одно из самых популярных решений – исполнение антенны в виде спирали. Другой, не уступающий в популярности способ, заключается в том, чтобы делать антенну в виде трапеции. В таком случае рекомендуется, чтобы длина антенны Си-Би была следующей: верхняя грань – 56,5 см, нижняя основа – 66,5 см, боковины – 22,5 см + 45 см для соединения. Как видите, внеся не очень существенные изменения в конструкцию, мы смогли получить то же самое, что было необходимо раньше. Вот только трапециевидная антенна спокойно помещается в автомобиль. В целом, здесь очень большое пространство для полета мысли.

Заключение

Вот и все, основной материал успешно рассмотрен. Своими руками чертежи антенны превратить в готовое устройство не сложно. Но если нет опыта, то с этим могут быть определенные проблемы. Как говорят, дорогу осилит идущий. Если с первого захода создать Си-Би антенну не получится, то разочаровываться не следует. Возможно, что-то было слабо припаяно или недостаточно качественно исполнено, забыли присоединить источник питания или что-то еще. К тому же, даже если все сделано правильно, нельзя исключать того, что определенный элемент перегорел или был произведен с браком.

fb.ru

Антенна 1/2L 27 МГц из удочки.

Хочу рассказать о своем способе изготовления легкой  базовой Си-Би антенны из стеклопластиковой удочки. Для того чтобы всю схему согласования разместить внутри удочки, возьмем самую «компактную» схему с точки зрения катушки согласования. 
Следует обратить внимание на конденсатор С1, его рабочее напряжение должно быть не менее 500 вольт, с учетом что мы не будем использовать мощность передатчика больше 10 Ватт


Закрепить удочку к мачте можно в принципе и простыми нейлоновыми стяжками, но я предлагаю более надежный способ.  Свариваем между собой полоску металла и уголок произвольно-удобных  размеров, как показано на фотографии ниже. 

В качестве основания бокового выноса будет использоваться водопроводная труба, к которой привариваются наши уголки.  В последующем эта труба будет вставляться в мачту и крепиться там болтами. 

Схему согласования собираем навесным монтажом. В качестве излучающего элемента будем использовать толстый медный многожильный провод. 

Собранную конструкцию закрепляем внутри удочки любым доступным способом. Предварительно вырезав в основании окошко для настройки КСВ. Сама удочка крепиться к выносу с помощью автомобильных хомутов.  

Для получения более широкой рабочей полосы, можно прикрепить на кончик антенны небольшую емкостную нагрузку. 

Настраиваем КСВ на средней  частоте 27.200 МГц путем сжатия и растяжения витков катушки. 

После окончательной настройки антенны, следует заклеить «настроечное» окошко изолентой и залить клеем, также залить клеем следует места соединения колен. 

Установленная антенна на небольшой высоте показала хорошие результаты при работе на дальние трассы. 

Александр Бекасов UB3DDF

cqserpuhov.ru

Антенна диполь на Си-Би | RADIOCHIEF.RU

Что может быть проще диполя? Наверное, ничего. Это самая простая в изготовлении антенна доступная большинству радиолюбителей. Ее просто рассчитать, просто изготовить, просто настроить и еще проще использовать. Вышло так, что в лаборатории журнала у меня не было никакой антенны где-то год, и вот недавно я решил, что хватит это терпеть!

В этой статье я расскажу, как рассчитать, из чего и как изготовить простую дипольную антенну на 27 МГц. Покажу весь ход построения антенны, от идеи до законченного изделия. Антенна проектировалась с расчетом на долгую не обслуживаемую эксплуатацию и поэтому вниманию защиты от пагубного воздействия атмосферы было уделено много внимания. Кроме того правильный диполь должен обязательно запитываться через балун. Что это такое и с чем его едят, читайте ниже.

Техническое задание

Условия, в которых предполагается использовать антенну, не самые благоприятные. Крыша двухэтажного здания. Не доминантная высота. Вокруг высотных зданий не много, но они есть. Мягкая кровля. В маневре мы ограничены с той точки зрения, что самовольно попадать на крышу проблематично, закрепить антенны выше уровня крыши тоже достаточно сложно, для этого нет никаких конструкций, а новые городить никто не даст. Единственно, разрешили вбить в стену крюк над окном, и на том спасибо. В общем, рассчитывать на великую дальнобойность подобной антенны не приходится, просто даже исходя из условий размещения.
Кроме того, антенна не должна никому мешать эксплуатировать кровлю. На крышу частенько заходят всяческие организации, следящие за состоянием кровли и кондиционеров и прочего оборудования. Короче, условия – отстой, но антенну все равно хочется. 🙂 Поэтому был выбран самый простой вариант – диполь.

Что такое диполь

Диполь – симметричный вибратор, простейшая и наиболее распространённая на практике антенна. В самом простом варианте представляет собой прямолинейный проводник длиной в половину длины волны и питаемый в середине от генератора токами высокой частоты.
Иными словами, это два одинаковых куска провода растянутые в пространстве последовательно, друг за другом. Но в центре этой конструкции, точке их соединения к ним подключается кабель, по которому сигнал будет идти от диполя в трансивер и от трансивера в диполь. Все просто. Диполь может быть как вертикальный, так и горизонтальный. При этом поляризация волн принимаемых и излучаемых такой антенной будет меняться сообразно ориентации диполя. Вертикальный диполь – вертикальная поляризация (целесообразно использовать для местных связей), горизонтальный диполь (целесообразно использовать для дальних связей). Диполь, натянутый под углом, имеет обе составляющие.

Проект и расчет

Прежде чем брать в руки инструменты и начинать что-то делать не плохо бы посчитать какого же размера нам нужен диполь, кроме того, это поможет нам рассчитать количество провода который мы будем использовать для лучей диполя.
Надо понимать, что действительная (геометрическая) длина диполя несколько меньше чем рассчитанная формуле. Это связано с тем, что на концах антенны возникает емкостный ток, который эквивалентен увеличению ее длины. Необходимую длину диполя, с учетом соответствующего коэффициента укорочения можно посчитать по всяким умным формулам, которые я приводить не буду, а можно воспользоваться более технологичными средствами и привлечь к нашему творчеству программу моделировщик MMANA. И если Вы, будучи радиолюбителем ее, по какой-то причине все еще не освоили, настоятельно рекомендую это сделать. Для проектирования и расчета простых антенн, это совершенно незаменимый инструмент.

Итак, наш проект выглядит следующим образом. Антенна диполь. Верхняя точка подвеса на высоте 3м, центр на 2,5м, нижняя точка на 2м. Не густо, с учетом того, что КСВ и параметры работы антенны дипольного типа в целом довольно сильно зависят от высоты подвеса, но выбирать особенно не из чего. Длина плеч антенны примерно 2,57м, диаметр провода 2мм (R=1мм).

Вбиваем эти данные в моделировщик и получаем следующее.

Считаем параметры для частоты 27.200МГц. Центральная частота центральной сетки.

Похоже на правду, с учетом того, что диполь в свободном пространстве имеет сопротивление около 75Ом, что соответствует КСВ=1,5. Меня это вполне устраивает.

КСВ, а также активная и реактивная составляющая импеданса. Параметры для нашей антенны вполне подходящие.

Диаграмма направленности. Антенна при данном размещении будет по большей части зенитного излучения. Это следствие низкого подвеса, но тут уж ничего не поделаешь.

Питать антенну мы будем не просто через коаксиальный кабель, а через балансировочное устройство (балун). Балун это симметрирующий трансформатор. Называется так из-за использования в названии сокращенных англицизмов. Balanced-Unbalanced. Или BalUn. (БалУн). Он необходим для питания симметричной антенны. Диполь как раз антенна симметричная, а питаться она будет не симметричной линией, коей как раз является коаксиальный кабель. Но о балуне чуть ниже. Итак, примерно прикинув, что нас ждет, можно приступать к изготовлению.

Конструктив

Для ленивых, и тех, кто хочет просто попробовать сделать такую антенну, есть вариант проще. Сразу приведу картинку позаимствованную у EU4DGC. Отдельно комментировать не буду, на ней и так все понятно. Повторите и оно заработает.

Но так как надежность конструкции у меня стояла не на последнем месте, я решил подойти к делу более основательно.
Для изготовления диполя нам в первую очередь потребуется сделать заготовку для антенны дипольного типа. Эта штука необходима для полноценной реализации балуна. Вы, конечно, можете купить готовый балун, но, на мой взгляд, сделать его своими руками проще, дешевле и интереснее.

Для конструирования нам потребуется. 1. Сантехническая пластиковая муфта диаметром 50-55мм. Продается в сантехнических магазинах.
2. Сантехнические заглушки того же диаметра. Продаются там же.
3. Разъем типа SO-239
4. Винт-кольцо 3 штуки (М6).
5. 6 шайб и 3 гайки.

Начинаем подготовку. Сверлим отверстия в крышках-заглушках и муфте.

В муфте одной из заглушек диаметром 6мм, для крепления, и 16мм в другой, для разъема. Сверлим отверстия под креплениями и для вывода проводов которыми будем питать лучи антенны.

Монтируем крепления. В собранном виде конструкция выглядит вот так.

Теперь приступаем к изготовлению балуна.

Балун

Как я уже писал выше, балун это симетрирующее устройство позволяющее избавиться от антенного эффекта фидера. Если этого не сделать, наш кабель снижения станет полноправной частью антенны и при приеме будет работать как часть антенны, собирать сигналы, помехи и шум, а при передаче излучать. Нам это совершенно не нужно, поэтому мы изготовим балансирующее устройство на ферритовом кольце. Как мы помним, сопротивление диполя у нас около 75Ом, это значит, что для правильного согласования антенны, наш балун не должен трансформировать сопротивления, а должен просто передавать сигнал 1 к 1. Самый простой вариант балуна представлен на рисунке ниже. Он выполнен на ферритовом кольце трифилярной обмоткой.

Для изготовления такого балуна нам потребуется ферритовое кольцо, у меня нашлось с проницаемостью 600, кусок провода сечением 0,5-1мм., в закромах нашелся кусок МГТФ сечением 1мм и длиной 2,5м.

Складываем провод втрое и начинаем наматывать на кольцо. В итоге у нас должно получиться нечто вроде этого.

Фиксируем обмотку на кольце при помощи хомутов или изоленты и начинаем соединять обмотки в нужной последовательности. Готовый вариант.

Монтируем балун в нашу заготовку. И припаиваем разъем.

Собираем все вместе и в итоге у нас должна получиться вот такая конструкция.

Почти готово. Теперь нам необходимо отмерить нужное количество провода для лучей антенны и закрепить их на нашем, теперь уже балуне-заготовке. Для лучей можно использовать почти любой провод достаточной толщины, я обычно использую обычный ПВ сечением 1,5мм^2. Отмеряем по 3 метра, не смотря на то, что MMANA нам посчитала 2,57м, лучше взять с запасом и потом отрезать лишнее, чем судорожно соображать, как нарастить недостающее. Плюс, часть провода пойдет на крепление лучей к балуну и оттяжкам. Прикручиваем лучи к ушкам балуна и подсоединяем выводы нашего балуна к лучам.

После этого все хорошо пропаиваем. Собственно, сама антенна готова.

Осталось придумать из чего сделать оттяжки. Лично я для этих целей предпочитаю использовать обычный паракорд. Он крепкий, надежный и не особенно вытягивается под нагрузкой.

Пришла пора лезть на крышу и устанавливать антенну. Весь процесс выкладывать не буду, но по основным пунктам пройдусь.

Верхняя точка крепления антенны. В стену вкручен анкер-крюк.

Сама антенна и кабель снижения. Кабель – обычный RG-58 C/U длиной от точки запитки до радиостанции примерно 15м. Длина кабеля на настройку антенны не влияет.

Настройка антенны

Поскольку диполь — антенна симметричная, длина плеч антенны должна быть одинаковой! Начинать я рекомендую с той длины которая нам выдала MMANA, как правило, начав с этого можно с высокой вероятностью попасть именно туда, куда нам нужно. Отрезать полотно антенны не нужно, достаточно просто загнуть лишнюю часть параллельно полотну антенны и примотать изолентой или зафиксировать кабельной стяжкой. Возможно, для точной настройки придется несколько раз снимать и опять натягивать антенну, подгоняя длину плеч под нужную Вам частоту.
Вот что в итоге получилось у меня.

По КСВ=3 диполь имеет полосу почти 5МГц, по КСВ=2 почти 2,5МГц.

Активная и реактивная составляющие.

На мой взгляд, все не плохо.

Итог

В итоге получилась достаточно универсальная, а самое главное простая антенна на Си-Би диапазон. Расположенная в моем случае не самым лучшим образом, но, тем не менее, вполне себе работоспособная. Принимающая и передающая пусть и не так как вертикал длиной 5/8, но, на мой взгляд, это сильно лучше, чем вообще ничего. Собирается эта конструкция при наличии всех необходимых частей за час-полтора, очень быстро. Эта антенна висит за окном всего несколько дней, тестирование продолжается, пока результат меня вполне устраивает, если будут какие-то дополнения, обязательно про них напишу. Ну, или если кто-то решится повторить мой подвиг, был бы рад свежим мнениям и комментариям.

Всем удачи, 55, 73!

Нашли что-то полезное? Поделитесь с друзьями!

radiochief.ru

Си-Би радиосвязь

2.3. Измеритель КСВ

Непосредственно подключить антенну можно лишь к портативной радиостанции. Во всех остальных случаях антенна подключается к приемопередатчику с помощью высокочастотного фидера. Назначение фидера — передать с минимально возможными потерями сигнал от передатчика в антенну при передаче и от антенны к приемнику при приеме. Для того, чтобы максимум мощности сигнала был передан от передатчика в антенну, необходимо согласование выходного сопротивления передатчика, волнового сопротивления фидера и сопротивления антенны. Вся Си-Би аппаратура разрабатывается и выпускается с выходным сопротивлением 50 Ом. Поэтому, для обеспечения согласования, в Си-Би технике в качестве фидера используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Если в качестве фидера используется не стандартный коаксиальный кабель, а какой-либо суррогат или кабель с другим волновым сопротивлением, то эффективность работы Си-Би аппаратуры упадет. В отдельных случаях применение нестандартного кабеля может даже привести к выходу аппаратуры из строя. Конструктивно коаксиальный кабель состоит из центральной жилы, внутреннего изолятора, внешней оплетки и внешнего изолирующего слоя. Часто при покупке кабеля неизвестна ни его марка, ни его волновое сопротивление. Тем не менее с помощью простых измерений можно установить волновое сопротивление. Для этого нужно удалить защитную изоляцию и оплетку и измерить диаметр центральной жилы и внешний диаметр внутренней изоляции. Значение волнового сопротивления коаксиального кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией можно вычислить по формуле:

W=91*Lg(D/d), где W — волновое сопротивление кабеля, Ом;

D —диаметр внутренней изоляции, мм;

d — диаметр центральной жилы, мм.

Практически, наиболее широко распространены кабели с волновым сопротивлением 50 Ом (у которых отношение D/d находится в пределах от 3,3 до 3,7) и кабели с волновым сопротивлением 75 Ом (у которых отношение D/d находится в пределах от 6,5 до 6,9). Кабели с волновым сопротивлением 75 Ом обычно применяются в телевизионной и видео технике. Волновое сопротивление коаксиальных кабелей не изменяется при прокладке его вблизи других кабелей, по металлическим крышам и т. д. Однако при прокладке кабеля необходимо обеспечить целостность его внешней защитной оболочки и не допускать изгибов с малым радиусом. Конец кабеля, подключенный к антенне, должен быть защищен от попадания влаги внутрь кабеля.

Степень согласования оценивают с помощью коэффициента стоячей волны (КСВ). Если линия и нагрузка согласованы, то КСВ=1, если волновое сопротивление линии и сопротивление нагрузки различаются, то КСВ>1. При этом в линии образуются максимумы и минимумы тока и напряжения. Коэффициент стоячей волны определяется как отношение максимального значения тока или напряжения к минимальному:

KCB=Umax/Umin или KCB=lmax/lmin

Если сопротивление нагрузки больше сопротивления линии (Zн>Zл), KCB=Zн/Zл. Если сопротивление нагрузки меньше сопротивления линии (Zн<Zл), KCB=Zл/Zн. Измеритель КСВ позволяет измерить напряжение падающей и отраженной волны.Схема измерителя приведена на рис. 2.2.

Рис. 2.2

Основу измерителя составляет измерительная линия L1. Для ее изготовления необходимо использовать кусок 50-омного коаксиального кабеля длиной около 150 мм. С кабеля удаляется внешняя защитная оболочка. Затем оплетка сдвигается с концов к середине. Между оплеткой кабеля и полиэтиленовой изоляцией центральной жилы протягивается провод МГТФ 0,15. После этого следует снова надеть оплетку и растянуть ее на изоляции центральной жилы. Затем оплетка фиксируется на концах нитками. Длина внешних отрезков провода МГТФ до переключателя должна быть минимальной.

Принцип действия измерителя КСВ очень прост. Он включается в разрыв линии передачи, причем расположение коаксиальных разъемов Х1, Х2 не имеет значения, так как прибор электрически симметричен. Резистор R1 устанавливают в среднее положение. При работающем передатчике потенциометр R2 регулируют так, чтобы в положении переключателя «падающая волна» индикатор давал полное отклонение. Затем переключатель устанавливают в положение «отраженная волна» и производят измерение напряжения отраженной волны Uo. По полученному результату определяют значение КСВ по формуле:

KCB=(100+Uo)/(100-Uo)

Можно проградуировать шкалу прибора непосредственно в единицах КСВ. При отношении напряжений прямой и отраженной волны 100:0; 100:20: 100:40; 100:60; 100:80 КСВ составляет соответственно 1,0; 1,5; 2.3; 3,0; 5,7. Коэффициент полезного действия линии передачи связан с КСВ. На многих приборах имеется шкала, показывающая потери в зависимости от КСВ. Если такой шкалы нет- то можно воспользоваться следующей таблицей:

КСВ

1,0

1,2

1,5

1,9

2,3

3,0

4,0

5,7

9,0

Мощность потерь,%

о

1

4

9

16

25

36

49

64

Даже при идеальном согласовании фидера с обеих сторон мощность сигнала в антенне меньше мощности сигнала, вырабатываемого передатчиком. Это связано с тем, что при прохождении сигнала по кабелю уменьшается его уровень, происходит затухание сигнала. Для характеристики кабелей разных марок используется удельное затухание. Удельным затуханием принято называть такое затухание, которое испытывает сигнал заданной частоты, проходя по кабелю длиной 1 м. Удельное затухание измеряется в децибелах на метр (дБ/м) и приводится в справочных данных на каждый тип кабеля. Для уменьшения затухания используется внутренний изолятор с минимальными потерями. Наименьшими потерями обладает воздух, поэтому в наиболее высококачественных коаксиальных кабелях в качестве изолятора центральной жилы используется пористый полиэтилен или другой изолятор с несплошным заполнением. В кабелях с такой изоляцией центральной жилы уменьшается (становится ближе к 1) и коэффициент укорочения.

Дополнительное уменьшение потерь достигается серебрением проводников коаксиального кабеля. Параметры некоторых типов коаксиальных кабелей приведены в Приложении. Затухание сигнала в линии заданной длины определяется по формуле:

К=В*L, где К — коэффициент ослабления;

В — удельное затухание;

L — длина линии.

При проведении измерений КСВ необходимо учитывать, что затухание сигнала в кабеле приводит к погрешности измерений. Это объясняется тем, что и падающая и отраженная волны испытывают затухание. В этом случае КСВ можно рассчитать по формуле:

КСВ=(Uпрям+Uотр.К)/(Uпря-Uотр.К), где КСВ — коэффициент стоячей волны;

Uпрям — измеренное напряжение падающей волны;

Uoтp — измеренное напряжение отраженной волны;

К — коэффициент ослабления отраженной волны.

Коэффициент ослабления рассчитывается по формуле:

K=B*2*L

В этой формуле коэффициент 2 учитывает тот факт, что сигнал испытывает ослабление при передаче от трансивера к антенне и на обратном пути. Так как при использовании кабеля РК50-7-15 удельное затухание на частотах Си-Би составляет 0,04 дБ/м, то при длине кабеля 40 м отраженный сигнал будет испытывать затухание 40*2*0,04=3,2 дБ. Это приведет к тому, что при реальном значении КСВ, равном 2,0, прибор покажет только 1,5; при реальном значении 3,0 прибор покажет около 2,0. В литературе [18] Описан панорамный КСВ-метр, позволяющий наглядно контролировать процесс настройки антенны, а в [19] описано согласующее устройство, объединенное с КСВ-метром.

lib.qrz.ru

Простая антенна на 27 МГц. (Си-Би) — Сообщество «Радиосвязь и Радиолюбители» на DRIVE2

Приобретя рацию, стал вопрос, как замудрить временную антенну, что бы слушать дома, пока до машины не добрался с установкой. Кусок провода в гнездо? Это не наш метод! Расскажу почему.

Во-первых, прием будет не ахти-какой, все атмосферные и индустриальные помехи будут на проводе, во-вторых нужна «земля» для нормального приема. И в-третьих — нельзя передавать на ненастроенную антенну!

Решено было использовать рамочную антенну типа Delta-loop — проще говоря треугольник.
Треугольники бывают разные…
Опишу 2 типа вкратце. Есть вертикальные и горизонтальные, и различные варианты наклона.
Сделать вертикальный треугольник особого смысла нет, у него высокое входное сопротивление, выше 100 Ом и к нему придется городить согласующее устройство. Вертикальные рамочные антенны обычно делают в виде квадрата. Направленность квадрата и треугольника что-то типа 8-ки, перпендикулярно его плоскости.
Горизонтальный треугольник выполнить наиболее просто, у него входное сопротивление ближе к 75 Ом, и сильно зависит от от расстояния до земли, чем он выше, тем выше сопротивление. Теоретически, опуская его одной из сторон ниже к земле, можно настроить КСВ (пока не пробовал, но попробую и дополню статью).
«Стреляет» он тоже 8-кой, но нижняя часть 8-ки направлена в землю, и направленность получается круговая.

Теперь об устройстве.
Делал антенну из подручных материалов, покупные только кабель RG-58 и разъемы UNF.
Длина полотна антенны равна длине волны, стоит сделать чуть длиннее и укорачивать, подгоняя в резонанс.

Чертеж антенны

Та как как антенны у нас симметричные, а выход передатчика коаксиальный, питание антенны нужно симметрировать.
Самый простой способ, взять любой НЧ феррит, 400-2000НН. Я разобрал трансформатор от компьютерного БП и на сердечник намотал 2 витка кабеля (желтые кольца из компьютерных БП не подходят!).

Симметрирующий дросель

Полотно антенны, самый обычный кусок провода ШВВП 2Х0,75, разделенный на 2 проводника, спаянных вместе. Общая длинна у меня вышла 11м, и резонанс попал четко на канал дальнобойщиков 27,135 МГц.
Соблюдать равенство сторон не нужно, это не важно, растяжки, капроновая веревка, через пластиковые изоляторы к деревьям под окном.

Изолятор из куска пластика и ВЧ дроссель, провод ШВВП 2Х0,75

Пластиковый изолятор — кольцо от детской погремушки. Второй пробка от бутылки с 2мя дырками.

КСВ получилось в пределах 1,8, буду донастраиваь, самому интересно до 1,2 догнать.
Вот такая антенна, можно использовать как переносную на даче )

P.S. Написал как и чем измерял КСВ

www.drive2.ru