Штыревые укв антенны своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

X-200 - это двухдиапазонная (144/430) коллинеарная антенна с круговой диаграммой направленности и высоким коэффициентом усиления.

Первая такая антенна была изготовлена в конце 90х и даже до сих пор работает.

Антенна изготовлена полностью (включая все катушки) из сплошного медного провода диаметром 2мм без промежуточных паек. Все катушки бескаркасные. Конденсатор С1 выполнен из отрезка коаксиального кабеля SAT-703 длиной 2см - он для возможности работы системы на 70см диапазоне. Конденсатор С2 - воздушный, подстроечный - им и производим настройку антенны.

Ну, с электрической частью все понятно - перейдем к технической реализации.

Силовую нагрузку нес деревянный черенок от лопаты (только несколько мощнее, чем в магазинах продают).

К нему на изоленту (сейчас вопрос можно решить красивее, безусловно) несильно (чтоб не пережать) приматывалась стеклопластиковая удочка, внутрь которой и помещалось все, что было намотано непосильным трудом, т.е. сама антенна, проложенная поролоновыми прокладками от дребезга со всеми катушками (кроме L4 и конденсаторов).

В черенке на 5см ниже катушки L4 перпендикулярно, но с разницей по высоте в 5мм было просверлено два сквозных отверстия - для будущих противовесов. Вставлялись и пропаивались противовесы. Схематично их крепление можно увидеть ниже

Схема крепления противовесов (вид сверху)

Далее, в районе L4 и перемычки на противовесах устанавливался уголок с закрепленным разъемом SO-239 и к нему производилось крепление всех необходимых элементов.

В первую очередь, нужно настроить параллельный контур C1/L4 на среднюю частоту 70см диапазона - именно он позволяет питать всю конструкцию на этих частотах. Место отвода в L4 определяет коэффициент трансформации. Ну, если нечем проверить, то оставьте, как есть. Я тоже это ни разу не проверял, т.к. в то время и нечем было.

Я производил настройку лишь по показаниям КСВ-метра прямо в помещении, поместив антенну горизонтально. Высокие потолки позволяли это сделать. Настройка производится вращением ротора С2. Нужно отметить, что если не удается "сходу" получить нужные показатели по согласованию одновременно в обоих диапазонах, нужно подобрать отвод от катушки L4.

В итоге, я получил очень хорошие показатели по согласованию:

После настройки, сверху на узел согласования была надета пустая бутылка из-под "Спрайта", которая предохраняла все открытые части от влаги. Спустя 10 лет эта бутылка утратила свой зеленый цвет.

Практическая работа в эфире показала полную работоспособность системы, в т.ч. и в сравнении с фирменными продуктами. В связи с чем и повторялась эта конструкция неоднократно. Тем более, что коэффициент ее повторяемости очень высок при указанной технологии ее изготовления.

Из-за частых нареканий на качественные характеристики современных радиоприемников, которые встраивают в музыкальные центры, приходится использовать дополнительные внешние антенны и усилители.

В данном случае выручает ФМ антенна для музыкального центра, и ее вполне реально сделать самостоятельно из подручных материалов. Проблема плохого приема сигнала актуальна для отдаленных сел или в поездках.

Поэтому самостоятельно сделанная антенна для fm радио способна помочь радиоприемнику работать без сбоев.

Важно! Чем выше расположить ФМ антенну по отношению к слушателю, тем лучше будет качество приема сигнала.

FM антенны для музыкальных центров — что это такое

Радиоантенна ФМ – это устройство, предназначенное для улучшения качественных показателей приема радиовещания и трансляций.

Основная функция таких антенн — прием сигнала в тех случаях, нужная станция не может самостоятельно принять качественный радиосигнал.

Важно! Разновидности всех антенн определяют по диаграммам направленности.

Различают два вида антенн ФМ: активные и пассивные. Все виды характеризуются областью пространства, где находится максимальный показатель главного излучения принимаемого или передаваемого сигнала.

Пассивными считаются штыревые конструкции, активная антенна радио — это усовершенствованная модель, имеющая усиливающий противовес.

В отдельную категорию стоит выделить остронаправленные ФМ антенны — они распространяют радиосигнал в строго определенной области, не рассеивая его попусту, и, соответственно, экономя электричество.

Принцип действия

Радиосигнал, поступающий на ФМ антенну, усиливается, принимается или передается.

Более подробно принцип действия устройства можно объяснить следующим образом:

Радиоволны в виде переменного электромагнитного поля поступают к антенне.
Она выдает в ответ разнонаправленные токи, появляющиеся за счет приема радиоволн.
Появляются совпадения частот и токов — частотность излучения передатчика с переменным полем, ток на приемнике с током на передатчике.
Если длина волны кратна размерам антенны — на частотах приемника появляется резонанс, который и усиливает сигнал, значительно улучшая его.

На заметку! Необходимо строгое соблюдение соответствия высоты антенны и длины волны — это не только улучшает сигнал, но позволяет точно рассчитать частоту приема.

Конструкция FM антенны для приемника

Для бытового радиовещания используют ФМ антенну с частотами от 88 до 108 Мегагерц на ультракоротких трехметровых волнах.

Комнатная антенна обычно представляет из себя:

поворотные устройства или аппаратурные антенны;
конструкции с бегущими волнами;
линейные устройства.

Конструктивно антенны классифицируют по диаграмме направленности — остронаправленные (узконаправленные) или круговые. Полоса пропускания радиосигнала предусматривает широкополосные или узкополосные устройства.

Стоит учесть, что конструкция приемника может влиять на качество сигнала из-за определенных трудностей настройки того или иного вида.

Как сделать ФМ антенну собственноручно

Наиболее простая комнатная антенна для музыкального центра своими руками:

Подготавливают инструменты — медные провода, нож, плоскогубцы.
Отрезают часть проволоки, подходящую для наматывания на основной элемент.
Убирают изоляцию по всей длине.
Проволоку наматывают на антенну или пластиковое основание и ловят сигнал.
Укрепляют конструкцию в том месте, где срабатывает корректный прием.

На заметку! Данный способ подходит для домашних музыкальных центров и не гарантирует высокое качество сигнала.

Варианты самодельных конструкций

Как сделать антенну для радио своими руками? Существует достаточно много разных способов, которые доступны для самостоятельной реализации в домашних условиях. Например, часто встречаются такие варианты:

Процесс изготовления самодельной антенны

На первоначальном этапе нужно выбрать необходимые инструменты, без которых сделать прибор для fm радио своими силами не получится.

Из большого количества способов можно выбрать максимально подходящий с учетом собственных сил и возможностей.

На заметку! Изготовление антенны в данном случае рассмотрено на одном из примеров создания качественных антенн, которые можно использовать для любых бытовых радиоприемников.

Припой, канифоль, паяльник и паяльный флюс;/.
Тонкая медная проволока.
Диэлектрическое основание — например, листы ДСП, доски и тому подобное.
Крепежные детали — гайки, винты, шурупы и другие.
Подходящий коаксиальный кабель и штекер.
Стандартный слесарный инструмент.
Водостойкая краска или лак.

Как сделать антенну на основе готового чертежа:

Проволоке придают необходимую форму.
Приматывают к диэлектрическому основанию.
Припаивают кабель.
Оплётку подключают к одному концу устройства, центральную жилу — к другому.
Таким же способом соединяют кабель и дипольную антенну.
Прибор окрашивают.
После высыхания краски антенну устанавливают на трубу, кабель — на опору.
Другой конец кабеля соединяют со штекером и поднимают антенну максимально высоко.

В описании изложен способ для изготовления рамочной антенны. Другие приборы отличаются по форме и материалам изготовления, но принцип работы у всех одинаковый.

Подключение антенны

Радиоантенны FM незаменимы в быту, и они актуальны не только для профессионалов. При правильном создании прибора и его корректной настройке можно слушать радио в очень хорошем качестве, усилив сигнал на ультракоротких волнах.

Решение проблемы плохого сигнала возможно даже с помощью простейшего устройства, но если необходим действительно качественный сигнал — нужно делать более сложную конструкцию и корректно ее настраивать.

Как вам статья?

Советуем к прочтению: Трехпозиционный переключатель: галетный, с нулевым положением, пакетные и с фиксацией

Бакалавр "210400 Радиотехника" – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

При сборке радиомикрофона, передатчика или приёмника на диапазон УКВ в качестве антенны удобнее использовать не обычный кусок провода, а антенну, предложенную в этой статье. Она меньше по размерам и эффективнее обычной.

Для изготовления антенны нам понадобится:

коаксиальный кабель или высоковольтный провод;
термоусадочная трубка;
обмоточный провод типа ПЭВ-2 0,2-0,5 мм;
штангиль-циркуль;
линейка;
клей для пластика;
и желание доделать все до конца 🙂

Описание изготовления антенны

Шаг 1. Берем любой высокочастотный коаксиальный кабель, на фото РК75.

Шаг 2. Снимаем оплетку и наружнюю изоляцию. Можно использовать высоковольтные провода от высоковольтных трансформаторов, используемых в ЭЛТ-телевизорах и мониторах. Они по жестче и хорошо подходят для антенн приемников, для радиомикрофонов советую выбрать провод по мягче .

Шаг 3. Также нарежем наш коаксиальный или высоковольтный провод кусок 72мм и кусок 74мм. С точностью +/- 1мм и любой отрезок пластика диаметром 3,6мм и длинной 18 мм +/-1мм

Шаг 4. Припаиваем к кабелю кусок провода, из которого будет, потом намотана катушка из любого подходящего отрезка пластика диаметром 3,6мм и наматываем 45витков провода. В данной конструкции был использован кусок внутренней изоляции длинной 18мм. Можно пересчитать катушку под другой диаметр. Соблюдая два условия длинна катушки 18мм, а индуктивность 1.3-1.4мкГн

Шаг 5. Теперь аккуратно наматываем расчетные витки. У меня вышло 45 витков при диаметре 3,6мм.

Шаг 7. Одеваем термоусадочную трубку.

И так, появилась экстренная необходимость в антенне с круговой диаграммой направленности. В принципе у меня есть четвертьволновой диполь сделанный в виде монолитного штыря. Но он мне показался несколько не соответствующим моим запросам, так как мне нужен был вариант который можно просто насадить на штангу, а диполь себя плохо повёл в конструкции когда заземляющая часть трубки находится рядом с посторонними металическими предметами. По этому было решено делать GP (ground plane). Для сравнения, штыревой вариант выглядит вот так.

Основа всей конструкции это разъём SO-239 для крепления на корпус оборудования и проходные колодки для провода толщиной 2 мм.

Одним из крайних концов фиксируем проходные соеденители к корпусу разъёма SO-239.

Выравниваем все проходные соединители так чтобы они были параллельны.

Получается так, что снизу разъёму ничто не мешает прикручиваться к кабелю и имеется доступ к винтам для фиксации противовесов.

Верхняя часть соеденителей оказывается на уровне выхода центральной жилы. Убеждаемся, что винты прикручены намертво и после этого припаиваем их к основанию. Если используется активный флюс, то обязательно следует промыть всю деталь в тёплой воде с мылом. Так как активный флюс очень агресивен и он постепенно окислит те места куда он попал.

Далее отрезаем латунную трубку и припаиваем её к центральной жиле разъёма. Для пайки втулки необходимо сначала набрать припой внутрь трубки и расплавить его там прижав паяльник к основанию трубки. Потом необходимо быстро насадить трубку на контакт центральной жилы. За счёт поверхностного натяжения, контакт разъёма втянет в себя часть припоя и получится очень хороший контакт. Необходимо чтобы вся эта операция была молниеносной и точной. Так как разобрать подобную конструкцию не повредив полиэтилен или контакт очень сложно.

Далее запаивается верхний конец антенны, для того, чтобы туда не попадала вода и прочие атмосферные осадки. Вода попавшая в полотно антенны может его разорвать зимой.

Далее в соеденители были воткнуты противовесы и зажаты винтами. Угол противовесов должен составлять 45 градусов по отношению к горизонту. Если необходимо получить волновое сопротивление не 50 Ом, а 75 Ом, то противовесы должны быть параллельны горизонту. Если невозможно загнуть противовесы вниз, то можно изготовить трансформатор из нескольких кусочков коаксиального кабеля. Но лучше не маяться дурью и загнуть противовесы к земле.

На текущий момент этого достаточно для работы. Но после того как всё будет готово необходимо протестировать антенку и подобрать нужный КСВ. Для подгонки КСВ необходимо подрезать штырь и противовесы. Чем выше частота тем они короче. Писать размеры слегка не корректно, так как всё зависит от диаметра используемых материалов и материала как такового.

Вот так выглядит мой паучёк поставленный на ноги, то есть на противовесы.

Осталось дело за малым проверить антенну в боевых условиях.

2 комментария

Имя: Orcinus Orca 🖉
Тарас, сейчас вместо медных проводков используется биметаллическая проволока это стальная проволока покрытая медью. Она используется для сварочных аппаратов, очень прочная.

Зона уверенного приема УКВ ЧМ радиостанций весьма ограничена. Так для передатчиков мощностью около 10 кВт ее радиус равняется 50-80 км. В этой зоне уровень напряженности поля составляет 200 мкВ/м, а за ее пределами он быстро убывает и на расстоянии 140. 160 км от передатчика падает до 5. 10 мкВ/м. Чувствительность УКВ ЧМ тюнеров при отношении сигнал/шум на НЧ выходе 50 дБ обычно составляет 10 мкВ в монофоническом режиме и 100 мкВ в стереофоническом. Из сказанного ясно, что высококачественный стереофонический прием при использовании простых антенн (встроенная, телескопическая штыревая) не всегда возможен даже в зоне уверенного приема, не говоря уже о более далеких расстояниях. В этом случае требуются более сложные антенны с действующей высотой 5. 6 м.

В публикуемой ниже статье вниманию читателей предлагается описание такой УКВ антенны. Коэффициент ее усиления - 11,5 дБ; ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости - 42°, в вертикальной - 60°; защитное отношение (коэффициент обратного излучения антенны, равный отношению напряжений на ее выходе при облучении с направлений 0 и 180°) - 18 дБ. Конструкция антенны показана на рис. 1.

При ее изготовлении следует руководствоваться общими рекомендациями, которые неоднократно давались в журнале "Радио" при описаниях телевизионных антенн типа "волновой канал". Она не критична к малым погрешностям в конструкции и имеет стабильную фазовую характеристику, что позволяет использовать ее в составе решеток. Активный элемент многоэлементных антенн обычно выполняют в виде петлевого вибратора Пистолькорса. Сам вибратор хорошо согласуется с 75-омным кабелем с помощью полуволновой петли, которая уменьшает его сопротивление в 4 раза. Однако в составе многоэлементной антенны его сопротивление значительно (приблизительно в 10 раз) уменьшается из-за влияния близко расположенных директоров и рефлектора и составляет около 30 Ом. При присоединении полуволновой петли его сопротивление уменьшается еще в 4 раза, и в итоге кабель с волновым сопротивлением 75 Ом оказывается соединенным с восьмиомной нагрузкой. В таком режиме иногда искажается диаграмма направленности антенны и резко уменьшается КПД. Известно, что коэффициент бегущей волны равен приблизительно: Kн=R/W, где R - волновое сопротивление нагрузки, W - волновое сопротивление фидера. КПД передачи сигнала из нагрузки в линию определяется по формуле: КПД=4Кн/(1+Кн) 2 . В нашем конкретном случае получим: Кн=8/75=0,107, а КПД=4*0,107/(1+0,107) 2 =0,35. Иными словами, 65 % принимаемой мощности будет теряться в фидере и реальный коэффициент усиления составит не 11,5, а 7 дБ, что соответствует согласованной четырехэлементной антенне. Для повышения КПД в качестве активного вибратора используются вибратор из трех трубок с входным сопротивлением 657 Ом и согласующее устройство с коэффициентом трансформации 1:1. В составе многоэлементной антенны сопротивление вибратора из трех трубок падает до 66 Ом, и в этом случае Кн=66/75=0,88, а КПД=4*0,88/(1+0,88) 2 =0,996, т. е. практически достигается полное согласование антенны с кабелем и максимальное использование ее направленных свойств. Электрическая схема согласующего устройства приведена на рис. 2.

Монтажная схема соединений в антенной коробке показана на рис. 3. Подобное согласующее устройство используется в промышленных антеннах АТВК.

Катушки намотаны на ферритовых кольцах 50ВЧ (7Х4Х2 мм) проводом ПЭЛ 0,23 и содержат по восемь двойных витков. Описанную антенну можно использовать в составе решетки из двух антенн. В этом случае их следует соединить в соответствии с рис. 4.

Расположение антенн (вид сверху) в случае приема волн с горизонтальной поляризацией показано на рис. 5.

Для приема волн с вертикальной поляризацией верхнюю часть мачты нужно выполнить составной, установив на расстоянии 700 мм от верхнего конца мачты изолирующую вставку (рис. 6).

Читайте также: