Турникетная антенна 137 своими руками
Добавил пользователь Skiper Обновлено: 18.09.2024
Проблема не в антенне, а в согласовании её с приемником: есть ли в вашем грюндике коаксиальный вход для внешней антенны?
Да, гнездо для внешней антенны есть, я им пользуюсь - в комплекте с приемником идет простенькая комнатная антенна.
Гнездо под пальчиковый штеккер 3,5 мм. Один контакт - главный, второй - "земля", специалисты проверяли.
Тогда всё нормально:
сделайте классический диполь со сторонами, примерно, по 10 метров,
запитайте его 50 Оммным кабелем в центре и
повесьте его или на крыше между двумя мачтами, или между домами.
При приеме КСВ диполя существенной роли играть не будет. Хорошего DX-инга!
Если есть место ставь рамочную антенну, не только меньше статики, но и меньше помех от ближней зоны - телевизоры, компьютеры и т.д. Если есть желание слушать радиолюбителей, то лучше делать её резонансной на эти диапазоны, получишь дополнительный выигрышь в приеме. Лучший провод для антенн - медный провод, а практичней всего действительно полевой провод. Он прочный, в нем есть медные жилки, да и любители цветных металлов не сопрут.
Думаю, что идеальным решением этой проблемы явится установка замкнутой рамки периметром не менее20 метров из полевого телефонного провода.Далее снижение выполняется телефонным симметричным проводом-лапшой ТРППМ для наружной проводки.Снижение произвольной длинны(прошло через окно) .Далее кабель подключается к трансформатору на ферритовом кольце (проницаемостью любой) по соотношению сопротивлений 4:1 т.е. в три провода, скручивать не нужно(восемь витков равномерно на торе диам. примерно 20мм наруж.не менее проводом любым изолиров.), две последовательно- конец с началом, а их середина заземляется от грозы.Третья обмотка подключается к отрезку произвольной длинны тонкого 50 Омного кабеля распаенного на разъем 3.5 .
Турникетные антенны относятся к категории сложных антенн, которые представляют собой конструкцию в несколько этажей. Каждый этаж образуется при помощи скрещенных попарно полуволновых вибраторов, которые обычно закрепляют на общей для всех этажей вертикальной мачте.
Особенностью большинства турникетных антенн является тот факт, что количество этажей обычно варьируется от одного и до нескольких десятков, в зависимости от того, какой радиус действия необходимо создать. Чтобы питать каждую пару вибраторов, создается ток равной величины, фазы которого изменяются на 90 градусов, таким образом, создается диаграмма круговой формы.
Чаще всего турникетные антенны можно встретить на телевидении или радиовещании, так как этот тип антенн идеально подходит для передачи длин волн с метровым диапазоном. Сегодня на телевидении обычно используют турникетные антенны, которые обладают специальные широкополосными вибраторами, по-другому их называют Ж-образные.
Турникетная антенна уже давно стала прототипом более современной так называемой супертурникетной антенны, в которой обычные излучатели обладают формой бабочки и позволяют существенно увеличить широту вещания. Специалистам удалось установить, что у трехъярусной супертурникетной антенны можно обнаружить увеличение коэффициента мощности почти в четыре раза, что делает эту антенну сегодня одной из самых распространенных.
Невзирая на все достижения современного научно-технического прогресса, традиционная почтовая служба не собирается сдавать свои позиции. Для того, чтобы было удобно получать корреспонденцию, предлагаем почтовые ящики для коттеджей , прочные и эстетичные. Ящики почтовые-нужны!
Помимо свойств радиоволн, необходимо тщательно подбирать антенны, для достижения максимальных показателей при приеме/передаче сигнала.
Давайте ближе познакомимся с различными типами антенн и их предназначением.
Антенны — преобразуют энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.
Диаграмма направленности — графическое представление коэффициента усиления антенны, в зависимости от ориентации антенны в пространстве.
Антенны
Симметричный вибратор
В простейшем случае состоит из двух токопроводящих отрезков, каждый из которых равен 1/4 длины волны.
Широко применяется для приема телевизионных передач, как самостоятельно, так и в составе комбинированных антенн.
Так, к примеру, если диапазон метровых волн телепередач проходит через отметку 200 МГц, то длина волны будет равна 1,5 м.
Каждый отрезок симметричного вибратора будет равен 0,375 метра.
Диаграмма направленности симметричного вибратора
В идеальных условиях, диаграмма направленности горизонтальной плоскости, представляет собой вытянутую восьмерку, расположенную перпендикулярно антенне. В вертикальной плоскости, диаграмма представляет собой окружность.
В реальных условиях, на горизонтальной диаграмме присутствуют четыре небольших лепестка, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.
Из диаграммы можем сделать вывод о том, как располагать антенну, для достижения максимального усиления.
В случае не правильно подобранной длины вибратора, диаграмма направленности примет следующий вид:
Основное применение, в диапазонах коротких, метровых и дециметровых волн.
Несимметричный вибратор
Диаграмма направленности следующая:
Наклонная V-образная
Конструкция не жесткая, собирается путем растягивания токопроводящих элемементов на кольях.
Имеет смещение диаграммы направленности в стороны противоположную острию буквы V
Применяется для связи в КВ диапазоне. Является штатной антенной военных радиостанций.
Антенна бегущей волны
Также имеет название — антенна наклонный луч.
Представляет из себя наклонную растяжку, длина которой в несколько раз больше длины волны. Высота подвеса антенны от 1 до 5 метров, в зависимости от диапазона работы.
Диаграмма направленности имеет ярко выраженный направленный лепесток, что говорит о хорошем усилении антенны.
Широко применяется в военных радиостанциях в КВ диапазоне.
В развернутом и свернутом состоянии выглядит так:
Антенна волновой канал
Здесь: 1 — фидер, 2 — рефлектор, 3 — директоры, 4 — активный вибратор.
Антенна с параллельными вибраторами и директорами, близкими к 0,5 длины волны, расположенными вдоль линии максимального излучения. Вибратор — активный, к нему подводятся ВЧ колебания, в директорах, наводятся ВЧ токи за счет поглощения ЭМ волны. Расстояние между рифлектором и директорами подпирается таким образом, чтобы при совпадении фаз ВЧ токов образовывался эффект бегущей волны.
За счет такой конструкции, антенна имеет явную направленность:
Рамочная антенна
Применяется для приема ТВ программ дециметрового диапазона.
Как разновидность — рамочная антенна с рефлектором:
Логопериодическая антенна
Свойства усиления большинства антенн сильно меняются в зависимости от длины волны. Одной из антенн, с постоянной диаграммой направленности на разных частотах, является ЛПА.
Отношение максимальной к минимальной длине волн для таких антенн превышает 10 — это довольно высокий коэффициент.
Такой эффект достигается применением разных по длине вибраторов, закрепленных на параллельных несущих.
Диаграмма направленности следующая:
Активно применяется в сотовой связи при строительстве репитеров, используя способность антенн, принимать сигналы сразу в нескольких частотных диапазонах: 900, 1800 и 2100 МГц.
Поляризация
Поляризация — это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве.
Различают: вертикальную, горизонтальную и круговую поляризацию.
Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения.
К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, дает вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.
Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к. природные и индустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию.
Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно, чем вертикально.
При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхность поглощает на 25% меньше их энергии.
При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, как следствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемной части падает. Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию.
Все эти факторы факторы следует учитывать при расчете радиолиний с максимальной эффективностью.
Данная статья обрисовывает лишь небольшую часть антенн и не претендует на замену учебнику антенно-фидерных устройств.
Не знаю почему, но меня всегда интересовали переговоры наземных служб с экипажем самолета.
Есть в этом что-то таинственное. Это как прикоснуться к чему-то высокому, к чему не имеют доступа обычные люди.
Именно для этих целей я приобрел радиостанцию Yaesu VX-7r. Нагуглил нужные частоты, но оказалось, что на штатную резинку практически ничего не слышно. Следовательно нужна нормальная антенна.
И было бы неплохо, если эта антенна будет рассчитана специально для приема авиадиапазона.
Купить готовую антенну под силу только олигархам (цены от 6.5 тыс. руб до бесконечности), а значит придется делать ее своими руками.
Для начала нужно было определиться с типом антенны. От этого зависит простота изготовления, сложность монтажа и стоимость составляющих.
Выбор типа антенны
Из всех вариантов самой интересной и привлекательной мне показалась J-антенна:
Она и собирается легко и, судя по отзывам, имеет хорошие характеристики.
Но для начала я решил соорудить привычную и проверенную временем антенну GP (она же Ground Plane или "джипи").
У GP почти круговая диаграмма направленности, что позволит одинаково хорошо ловить самолеты со всех направлений.
Расчет антенны
В качестве центральной частоты я взял самую середину авиадиапазона:
118 + (136-118)/2 = 127 МГц, что соответствует длине волны:
λ = c/f = 300/127 = 2.36 м
У меня будет обычная "четвертушка" с вертикальным штырем и тремя противовесами, следовательно мне нужна четверть длины волны: 2.36/4 = 0.59 м
Осталось применить коэффициент укорочения (k), который зависит от соотношения длины волны к диаметру трубки вертикального штыря (λ/d). То есть, чем толще вибраторы, тем больше коэф. укорочения (и шире полоса пропускания антенны).
В моем случае вертикальный штырь имеет диаметр 15мм:
λ/d = 2.36/0.015 = 157
Конкретное значение берем из всем известного графика:
таким образом, коэфф. укорочения k = 0.92, а значит для моей антенны понадобятся алюминиевые трубки длиной 54 см:
0.59 * 0.92 = 0.54 м
Конструкция
Все максимально просто из самых доступных деталей. Нарезал алюминиевые трубки отрезками по 54 см. Для вертикального штыря взял трубку диаметром 15мм, а для противовесов - по 10мм.
В концы 10-миллиметровых трубок вставил шпильки от сантехнических хомутов (идеально подошли):
и обжал их:
Обжимал с помощью кримпера, который в дальнейшем пригодится для обжимки разъемов:
А в толстую трубку я вкрутил шпильку M10, которая как раз подошла по диаметру. Обжать такую мощную трубку не было возможности, поэтому просверлил ее в двух местах и туго стянул винтами. Гайки взял с полиэтиленовыми вставками.
Для пущей надежности и защиты от проникновения влаги вовнутрь, все шпильки перед обжатием основательно промазал бокситкой.
Для того, чтобы закрепить штырь и противовесы выпилил из толстой (2мм) стальной пластины треугольник со сторонами ~100мм:
Концы этой железки выгнул под углом ~45 градусов. Осталось только вставить трубки в отверстия и затянуть все гайками.
Центральный штырь изолировал от остальной антенны с помощью двух втулок, которые были выточены из стеклотекстолита (дрель, напильник, наждачка).
Фото втулок, к сожалению, не сделал, но их форма должна быть приблизительно как на картинке справа.
Получилось как-то так:
Кстати, оказалось, что удобнее всего гнуть основание, взявшись прямо за противовесы, используя их как рычаги.
Верхний конец вертикального штыря надо залить бокситкой, чтобы внутрь не набиралась вода. Или надеть подходящий колпачок. Я выбрал оба варианта - сначала заливку, а потом сверху еще и колпачек для надежности:
Мачта
Для мачты ничего умнее не придумал, кроме как взять два направляющих профиля для гипсокартона. Они удобно вкладываются друг в друга и получается достаточно прочная и легкая конструкция.
Для увеличения прочности, эти два профиля нужно стянуть между собой саморезами. Так просто ввернуть саморезы не выйдет (тонкое железо просто мнется при попытке надавить на него), поэтому нужно вложить внутрь отрезки бруса. И потом вкручивать саморезы прямо сквозь профиль в эти самые брусочки.
Лично я перестраховался и предварительно пропитал брусочки олифой. Ну чтобы они не сгнили в первый же год.
Антенну решено было крепить к старой (уже не используемой) мачте от электропроводки
Для этого понадобятся U-образные хомуты, которые изготавливаются путем сгибания 6-миллиметровых шпилек на оправке.
Шпильки предварительно нужно разогреть до красна и дать медленно остыть. Иначе она сломается при попытке ее согнуть. В качестве оправки идеально подошел баллончик из-под дезодоранта:
К мачте прикрепил два стальных уголка с отверстиями. Именно сквозь них будут продеты наши U-образные хомуты:
Пару слов про кабель
Понятно, что здесь нужно было взять 50-омный кабель, но меня в конечном итоге задушила жаба. В наших краях хороший 50-омный кабель стоит почти в 4 раза дороже, чем неплохой телевизионный кабель 75 Ом.
Поэтому выбор пал на кабель SAT-703 по 25 руб за погонный метр. На 25-метровом куске кабеля затухание на авиадиапазоне будет меньше 2 дБ, что меня полностью устраивает.
В целях экономии решено было отказаться от разъемов, а кабель просто припаять к антенне.
Очень важно как следует загерметизировать конец кабеля от влаги. Если этого не сделать, то со временем оплетка кабеля насосет воды по всей своей длине.
Для герметизации я надел на кончик кабеля трубку и просто залил все эпоксидной смолой.
Итоговая стоимость антенны
В конечном итоге я потратил чуть более 700 рублей на саму антенну и еще 625 руб за 25 метров кабеля. Все, кроме кабеля, было закуплено в строительном магазине:
- Труба алюм. круглая 15х1, 1шт - 78 руб
- Труба алюм. круглая 10х1, 3шт - 165 руб
- Профиль 28/27, 3м, 2шт - 64 руб
- Пластина крепежн. перф., 100х200х2.0 - 70 руб
- Уголок крепежн. перф., 105х105х90х2.0 - 41 руб
- Шпилька М6х1000, 2шт - 58 руб
- Хомут сантехнический для 3/4", 3шт - 73.50 руб
- Клей эпоксидный - 62 руб
- Брус, 25х40, 3м - 48 руб
- Олифа ПЭТ, 0.5л - 57 руб
Итого: 716.5 руб
Монтаж на крыше
Будьте внимательны и осторожны! Работы на высоте должны выполняться специально обученными людьми с обязательной страховкой!
Самое сложное - поднять антенну с бухтой кабеля на крышу через узкий чердачный проем. Поэтому противовесы пришлось прикручивать уже на месте.
Благодаря точному расчету крепежных узлов, все встало на место как родное:
Кабель завел в квартиру через отверстие в стене. Лучше, если выходное отверстие будет чуть-чуть ниже, чем внутреннее в квартире. Это чтоб в дом вода не затекала.
Затем на этот конец кабеля планировалось обжать SMA-разъем, но, к сожалению, посылка с ебея так и не пришла. Поэтому пока просто воткнул центральную жилу кабеля в гнездо радиостанции.
На видео 10 минут типичных переговоров между пилотами и диспетчерами - слушайте и наслаждайтесь:
Читайте также: