Кв антенна своими руками для радиоприемника на балконе
Обновлено: 23.04.2024
Данный материал является продолжением экспериментов в желании создать удобную для городского применения, дешевую, но в то же время высококачественную приемную антенну.
Полезным свойством антенны является ее практически полная незаментность (при соответствующем выборе цвета полотна) при осмотре "с улицы" без мощного бинокля и возможность маскировки под бельевую веревку. Естественно это касается варианта без удочки.
Предлагаемый вашему вниманию вариант базируется на изучении вариантов включения «нагруженных» антенн, преимущественно EWE и K9AY, отзывы о которых очень положительные, и может считаться их разновидностью.
С помощью данной антенны, в довольно шумном районе Москвы эфир выгладит очень пристойно. Жуткие городские шумы с хорошим приемником практически исчезли, превратившись в узкополосные "кваки". Антенна опробована с SONY 7600 и показала отличные результаты, но обычно я использую подстроенный FT-817:
Yaesu FT-817 - SSB Супер-приемник
По сравнению с базовой модификацией удалось существенно повысить чувствительность и заметно снизить шумы. Расплата – балкон нужен довольно большой.Базовая модификация описана здесь:
SSB супер-антенна КВ ++, балконно-комнатный вариант с подавлением местных помех. + Добавления
Конструкция антенны представлена на рисунках и имеет два варианта – внутренний, полностью находящийся внутри пространства балкона или лоджии
и внешний, с выноской на удочке или ином основании.
Красным показан горячий провод ("полотно" антенны).
Внимание! Холодный ("противовес", "земля" - синий на рисунках) провод балуна соединен с балконными перилами. Если у вас нет перил, то их нужно придумать! В этом случае нужно соединить холодный провод с арматурой балкона, а резистор устанавливается около балуна. Также в этом случае может потребоваться противовес.
Добавлено 15.12.08
Модификация антенны с очень широкой полосой пропускания:
SSB-суперантенна КВ++. Повышаем широкополосность и снижаем КСВ.
Основная разница в свойствах двух вариантов антенн – в их направленности, так как данный вариант инсталляции имеет существенные направленные свойства. Выносной вариант, кроме того, может быть более тихим (но не должен! - зависит от локальной шумовой обстановки). Идеальный вариант – использовать оба полотна, с коммутацией вручную или с помощью реле. Если знаете как – то можно сделать вариант с вращающейся выноской. Градусов 90 вращения достаточно.
Если у вас нет возможности установить полотно в интересущем направлении - не отчаивайтесь - чувствительность антенны настолько высока, что для бытовых нужд сканирования вполне достаточно. Но если вы охотитесь за реальным DX, то конечно лучше сделать направленый на DX вариант. Результат думаю вас порадует.
В конструкции отлично работает балун вместе с резистором, использованный в базовой модификации.
Номинал нагрузочного резистора в этом случае должен совпадать с номиналом резистора балуна – КСВ должен получиться хорошим на всех любительских частотах. Если у вас короткий балкон и нет возможности сделать выноску, то, возможно, потребуется подобрать внешний нагрузочный резистор по минимуму КСВ. Строго говоря, такое включение называется не balun, а unun (унун). У нас также используется термин ШПТЛ - широкополостный трансформатор.
Для тех, кто не изготавливал данную модификацию, можно попробовать использовать балун 1:16.
В этом случае, резистор нужно будет подобрать в зависимости от длины полотна антенны, начиная от 810 Ом (стандартный номинал). Может оказаться, что лучшее согласование может быть достигнуто на разных частотах при разных номиналах резистора с изменением как в плюс, так и в минус. Для приема это не очень страшно – нужно выбрать оптимальный вариант, при котором на наиболее интересных частотах КСВ минимален. Или сделать переключатель. Этот вариант несколько громче, но может оказаться шумнее.
ЗАМЕЧАНИЕ,
Если вы не ограничены пространством балкона и имеете возможность, например, установить высокий шест, то желательно увеличение длины полотна до 15-25 метров. Если терминирование будет около балуна - получите вариант антенны K9AY. Нагрузочный резистор при этом может потребоваться увеличить до 2 и боле КОм. Помните о направленных свойствах антенны. Наибольшая чувствительность – в направлении полотна.
Что я могу по этому поводу сказать - бывает и хуже .
Чтобы ничего не услышать на данную модификация, нужно было очень постараться. Правда вчера проход начался где-то после полуночи, до этого диапазоны грохотали беспредельно.
Если у других участников возникнут вопросы, то желательно задавать их в следующей форме:
1. Что конкретно и из какой модификации сделано (фото!).
2. Чем слушали и при каких установках приемника (ATT, AGC, IPO).
3. Что (диапазон, модуляция) и Когда слушали.
4. Что было слышно на телескоп или лучше "проволку", хотя бы несколько метров в квартире.
5. "Географическое" положение - этаж, окружающие дома, направление балкона и полотна антенны.
Рекомендации "quick test":
1. Послушать вещалки на 6+-(вечер), 7.1+, 9.5+-(день) МГц
Если ничего здесь не слышно, то наверняка что-то сделано неправильно. Шумы должны быть незначительными, иначе скорее всего шумит сам приемник (блок питания приемника?) или что-то мощно ревет прямо рядом с вами, например блок питания компа или он сам.
2. Любителей (SSB) 14.120++ днем 3.600++ ночью.
По префиксам и разговорам любителей легко определить прохождение.Здесь может быть очень сильный эфирный шум (не путать с местной индустриальной помехой), вплоть до полного забития., Поэтому следующий совет:
3. Повторить в другое время суток
Шуметь эфир может долго, но обычно все же неравномерно в течении суток и проход в выходные поймать можно. В европейской части бывшего Союза и в районе Урала очень много мощнейших любительских станций (фактически - несколько киловатт), и их должно быть слышно по-любому. Но их прием на антенны модификации и на проволку отличаться будет мало, так что ориентироваться на них при проверке антенн не следует. Найдите более тихую (маломощную) и желательно дальнюю станцию и сравнивайте работу антенн при ее приеме.
Спасибо за отзыв.
80 метров думаю - получится с кольцом потолще, у круглого стандартного стержня площадь маловата, скорее всего поэтому и плохой прием
может - еще выноску сделать?
Спасибо за отзыв!
Сделал этот вариант антенны с использованием SSB супер-антенна КВ ++
на прием результат невероятно обрадовал
Можно попросить несколько подробнее про балун.
Есть такое кольцо.
Увеличить
Намотать и спаять не проблемма, не понятно что и куда подключать по цветам. Может цвета совпадают с этим:
Увеличить
Итак, для "Балконной малошумящей" закуплен провод в виде кабеля РК-50.
От антенного канатика решил отказаться, т.к., он, во-первых, окисляется, а кабель защищен оболочкой.
Во-вторых, в кабеле в качестве антенного провода можно использовать как оплетку, так и центральную жилу (для случая, если окажется, что данная антенна реагирует на магнитную составляющую поля, и оплетку тогда можно заземлить - помех будет меньше).
Осталось несколько вопросов:
1. Лоджия имеет примерно такой вид -
Высота лоджии от потолка до перил ~ 1.6 метров.
Рамы, которые держат стёкла, увы, металические. Настолько они здесь перекроют волну?
Может, лучше антенный провод уменьшить по высоте и из боков, чтобы он был виден снаружи в стеклах?
Например, уменьшить высоту антенны до 1,4 м. Или вообще разместить провод снаружи лоджии?
Вам подальше от металла с антенной.
А как лучше удалять подальше от металлических рам?
Тут несколько вариантов -
1) уменьшить антенную рамку по высоте и с боков, и тогда рамка будет видна снаружи через стекло;
2) оставить антенную рамку максимально высокой и широкой, но удалить ее в глубь балкона;
Конструкция антенны навеяна статьей из журнала "Радио" 1987 год №05. Идея многодиапазонной антенны заключается в универсальном узле крепления и легко заменяемых укороченных вибраторов на разные диапазоны. Антенна представляет собой диполь из двух алюминиевых трубок диаметром 8 мм и длиной 2 метра каждая. Такая длина обусловлена тем, что в хозяйственных магазинам продают только двухметровые трубки. Вторая причина- ширина балкона 3 метра с небольшим. Не хочется лезть на территорию соседей. А на своем балконе вешаю что хочу. 8 мм -это минимальный диаметр, который был в продаже. Для того, что бы настроить диполь в резонанс на рабочую частоту, применены удлиняющие катушки. Чем дальше катушка от точки питания- тем выше эффективность такой антенны и шире рабочая полоса, тем меньше требования к качеству исполнения катушки. Но одновременно с с этим растет индуктивность катушки (число витков, вес, трудность исполнения). Поэтому была выбрана оптимальная точка установки удлиняющей катушки- и идуктивность в разумных пределах, и рабочая полоса уже широкая, и ток уже не такой значительный (снижаются требования к диаметру провода удлиняющей катушки).
От точки питания отмеряется 120 см, трубка отрезается, остается кусок 80 см. Как соединить два куска трубки и на чем намотать катушку? В продаже есть текстолитовые, фторопластовые, капролоновые стержни диаметром от 15 мм и длиной один метр. Был выбран текстолит, как самый дешевый. Можно применить провод в изоляции и намотать катушку виток к витку. Я заказал токарю нарезать канавку с шагом 3 мм на текстолитовой заготовке. Для самого низкочастотного диапазона 14 МГц достаточно длины текстолитовой заготовки 70 мм. В торцах заготовки по центру сверлим отверстие диаметром 8 мм на глубину 25- 30 мм. Теперь две половинки луча диполя будут надежно зафиксированы в текстолитовом каркасе катушки. Для закрепления концов провода на алюминиевых трубках нам понадобятся автомобильные хомутики самого маленького размера. затягиваем хомутик на трубе, а к нему уже припаиваем провод. Удобное и недорогое решение. Для размеров моей заготовки было достаточно намотать 37 витков на каждой из двух катушек, что бы попасть в резонанс на телеграфном участке диапазона 14 МГц и 16 витков для диапазона 21 МГц. Более точный расчет под свои исходные данные можно выполнить с помощью программы, написанной RN6LLV.
Как закрепить такой диполь за балконом? Из двухметрового стального уголка методом подрезания и сгибания пополам был изготовлен Г- образный кронштейн. Одна часть кронштейна с помощью анкерных болтов закреплена на наружной поверхности балконного ограждения. Теперь нам нужен узел для крепления двух половинок диполя. Для этого подойдет текстолитовая пластина из электрощита толщиной 6 мм. Мой вариант крепления трубки к пластине выполнен по методу бутерброда. Две металлические пластины размером 50х50 мм, между ними прокладки толщиной 8 мм ( как раз на толщину трубок). Прокладки располагаются параллельно друг другу на расстоянии те же 8 мм. Вся эта конструкция стянута и закреплена на пластине болтами с резьбой М4. подробно конструкцию можно разглядеть на фото:
По фото видно, что лучи диполя располагаются под углом друг к другу около 120 градусов. Это сделано намеренно, что бы максимально удалить концы диполя от бетонной стены здания и уменшить вредную емкость
Как и предполагалось, входное сопротивление нашего укороченного диполя сильно отличалось от стандартных 75 Ом. При измерении антенным анализатором MFJ-259B сопротивление составило около 35 Ом на диапазоне 21 МГц и 28 Ом на диапазоне 14 МГц. Рабочая полоса с приемлимой реактивностью в точке питания составила коло 40 кГц на диапазоне 14 МГц и около 100 кГц. Конечно, это очень мало. Но не стоит ожидать чудес от укороченного диполя. Это лишь компромисс, который дает возможность поработать в эфире.
Теперь встает вопрос с питанием. Так как антенна резонансная, ее можно было бы запитать кабелем любой длинны. Но в связи с укорочением аж в 2,5 раза на 14 МГц, антенна получилась очень узкополосной. Поэтому выбираем способ питания через полуволновый повторитель. Пусть с реактивностью борется тюнер в трансивере. Автоматически получаем согласование и на 21 и на 28 МГц. Не помешает запорный дроссель на ферритовом колечке непосредственно у точки питания антенны. Длина кабеля, потраченная на намотку дросселя, входит в те самые пол волны.
Специально глянул инструкцию своего FT-450D. Про ATAS отдельно есть раздел, две странички. Никаких гнезд дополнительных нет. Суть настройки сводится к выставлению через меню режима работы встроенного тюнера трансивера для работы с ATAS. Видимо, алгоритм настройки чуть меняется.
В АТАS-25 и АТАS-100 отдельного разъема нет, по центральному контакту разъема SO-239 двумя уровнями напряжения задается направление вращения мотора, который передвигает скользящий контакт замыкающий часть витков катушки в основании антенны.
Итак, пока на крыше строится семиэлементный пятибэндер.
В 2020году вынужденно пришлось поработать на "балконную рамку".
Лоджия выходит на запад, этаж высокий, просматривается все до горизонта.
Застеклена, поэтому рамка делалась по периметру оконных деревянных рам.
Изначально рамка была как квадрат по центру и длиной 6м. На 50МГц строилась неплохо.
Затем сделал по всему периметру оконного проема и длина получилась 11м.
Резонанс ок. 23МГц, поэтому в разрыв рамки на 21МГц подстегиваю индуктивность ок. 10витков диам20мм, а на 24МГц емкость ок. 120пФ.
КСВ и там и там ок. 1,5.
50Вт на всякий случай, без фанатизма.
FT8 и CW.
Поехали.
50МГц.
Европа и Ближний Восток без особых проблем.
780QSO 59стран.
Из интересного: JW (когда стихли пайлапы, на бурсте), EY и EK (эт вообще через все стены дома).
ER удалось сделать, для нас это редкость - "мертвая зона"
Очень хотелось, но не удалось - Северная Африка и GD, GJ, GU.
Говорят, в этом году проход был не очень, но для меня диапазон жил с 30апреля по 15августа.
Ну и поработал в тестах "IARU R1 50/70 MHz" и "CQ WW VHF 2020"
начиная с августа начал пробовать КВ.
на 12м Европа ломится и отвечают хорошо. Ближе к вечеру слышу и янок и Юж.Ам.
На восток дом поглощает, но кое-что слышу.
280QSO 68стран.
Из интересного: 4L (new band), 5T, 5Z, ZS, CE (14000км), VP8
Ну и 15м как самый популярный.
Рапорта дают похуже, но работать можно.
366QSO 82страны.
Из интереснонго 3V, 5T, 7X, CO (неск. дней звал), HK, J6, LU, UK, десяток USA.
Когда совсем уж некого звать, становлюсь на CQ в FT4. Европа зовет, даже один раз VK проспотил (но не позвал).
Будь проходы получше, думаю, Карибы можно было бы делать.
Эх, редким, практически канувшим в небытие, стало гордое звание «радиолюбитель». Ушло из наших полуазиатских территорий непобедившего социализма в далёкие империалистические страны. Куда подевались энтузиасты с паяльниками в руках, разбирающие схемы, обменивающиеся идеями, новыми конструкциями? Да всё туда же, родные, всё туда же.
Так, ну а что там за бугром-то? Да нормально всё там. стабильно. Ковыряются ребята, труды какие-то пишут, искрят, в дыму сидят, червей скрещивают. Да, места там маловато и не всем хватает (чай не наши сибирские просторы), поэтому антенны свои они стараются сделать небольшими, а я бы добавил - электрически укороченными.
С одним из таких балконных вариантов приёмо-передающей магнитной антенны, подробно описанной голландским любителем Франком Доренбергом, я и хочу Вас познакомить.
Во время летнего отпуска 2016 года я решил провести несколько экспериментов с магнитной антенной с использованием металлической спирали от детской игрушки Slinky.
Стандартный Slinky® - это игрушка, изготовленная из гибкой металлической пружины, содержащей 90 витков диаметром около 7 см.
Сжатая Slinky имеет небольшую длину, но ее можно растянуть в спираль длиной до 4,5 м без деформации.
Общая длина стальной проволоки, из которой сделан Slinky - около 20 м. Естественно, что электрическая длина антенны будет ниже, указанных 20 м. В нашем случае антенна представляет собой «спиральную антенну нормального режима» и имеет максимальное излучение в направлениях, перпендикулярных оси катушки.
Обмотка провода обладает индуктивностью, которая распределена по всей антенне. Т.е. антенна имеет встроенную непрерывную индуктивную нагрузку. Поскольку нагрузка образуется за счет спиральной формы антенного провода, она также называется «спиральной нагрузкой».
Как и любая катушка индуктивности, Slinky также имеет и распределённую паразитную ёмкость. Частота собственного резонанса стандартной катушки Slinky находится в диапазоне между 7 и 8 МГц, при растягивании её от 1,5 до 4,5 метров.
Примечание: стандартные катушки Slinky изготовлены из очень недорогой низкокачественной стали и не защищены от коррозии. К тому же стальная проволока имеет более высокие потери, чем медная, чего мы определённо не хотим. В честь 40-летнего юбилея была выпущена партия Slinky из латуни. Стоили они достаточно дорого. Я купил свой экземпляр в 2008 году.
1. Как было указано выше, стандартная Slinky катушка имеет 90 витков. После проведения ряда экспериментов в моей медной катушке осталось 86 витков.
2. Кольцо, на котором держится спираль, изготовлено из ПВХ трубки с наружным диаметром 16 мм и общей длиной 5м. Диаметр поучившейся петли 1,6 м - просто идеально подходит для одной катушки Slinky без чрезмерного растяжения её витков или слишком маленького расстояния между витками (чтобы избежать риска касания друг друга смежных витков).
Обмотка Slinky нигде не прикрепляется к петле из ПВХ! После подключения её концов к настроечному конденсатору, катушка остаётся на месте сама по себе. Из-за упругости катушки витки катушки распределены равномерно. А из-за малого веса трубы из ПВХ и катушки, поддерживается довольно круглая форма петли, без провисания в овал.
3. Для настройки антенны я использовал старый двухсекционный воздушный конденсатор переменной ёмкости 2x(36-240) пФ. Я включил две секции конденсатора последовательно. Эта конфигурация удваивает номинальное напряжение и, в то же время, в 2 раза сокращает диапазон перестройки ёмкости. Измеренное значение получилось: 24-125 пФ.
Данный диапазон изменения ёмкости (1: 5) является относительно небольшим, но позволяет перестраивать резонансную частоту в 2,2 раза, что обеспечивает полное покрытие 40-80 метровых диапазонов.
4. Для мачты антенны я использовал своё стандартное решение - 2,5-метровую секцию из труб из ПВХ с внешним диаметром 63 мм, закреплённую на тяжёлой чугунной подставке.
5. Для экспериментов по связи петли с коаксиальным кабелем я использовал 2 варианта:
- Монтажный одножильный провод с жёсткой изоляцией и разъем BNC (гамма согласование).
- Ферритовое кольцо (типы FT140-43 и T240-31) для трансформаторного согласования.
При настройке конденсатора на его максимальную ёмкость (125 пФ), резонансная частота находилась на уровне 3,47 МГц. Индуктивность катушки составила 30 мкГн, что гораздо больше, чем индуктивность у стандартной однооборотной петли (обычно несколько микрогенри).
При настройке конденсатора на минимальное значение ёмкости (24 пФ) резонансная частота повысилась до 8,88 МГц.
Частота собственного резонанса антенны (при отключении КПЕ) равнялась величине 12,5 МГц. Это максимальная резонансная частота, которая может быть достигнута с помощью этой антенны без уменьшения количества витков Slinky.
1. Гамма согласование петли с коаксиальным кабелем.
Чтобы получить приемлемый КСВ, равный 1,4 в районе 3585кГц и 1,8 на 7045кГц, я сделал ответвление от 3,5 витка катушки. Полоса пропускания с уровнем КСВ
Собственно говоря, петь дифирамбы и рекламировать магнитные рамочные антенны, и нужды-то особой нет. Вся благодатная информация об этом типе антенн и использованию их в радиолюбительской практике легко находится в сети, либо черпается из умных книжек. Тут тебе - и теоретические выкладки с формулами, и диаграммы направленности антенн, и величины КПД в режиме передачи, и многочисленные варианты практических конструкций.
Казалось бы, собирай - не хочу!
Но как это часто случается, в самый не походящий момент к радиолюбителю с напильником в руке и водопроводной трубой в другой, бесшумно подкрадывается маленькое «но» - все эти, так подробно описанные магнитные рамки являются резонансными. А это значит, что одновременно с вращением ручки настройки приёмника, нам надо исхитриться и крутануть ещё конденсатор переменной ёмкости, являющийся неизбежным атрибутом резонансных рамочных антенн.
Задачка эта, скажу я Вам, не для слабонервных, особенно если антенна покоится где-нибудь на подоконнике, или, не дай бог, на балконе, а Вы со своим Дегеном и баночкой пивка вальяжно развалились на диване в надежде с комфортом и знанием дела просканировать эфир.
Так вот, если подобные манипуляции не гасят блеск в глазах радиолюбителя, то ему прямая дорога в стройные ряды почитателей резонансных рамочных антенн. Антенны эти весьма хороши, к тому же одновременно с приёмом, обеспечивают хорошую преселекцию сигнала от внеполосных помех.
Делать такую же высокодинамичную схему, какую мы вымучивали для куска длинного провода на странице ссылка на страницу , абсолютно не хотелось, к тому же сигнал антенка выдаёт слабенький и входные цепи нашего усилителя она не перегрузит, да и потребление тока желательно сделать не слишком большим, чтобы запитаться от 9-ти вольтовой батарейки системы «Крона».
В результате получилась следующая схема.
А с какого перепуга забабахано такое количество катушек? - возникает резонный вопрос.
Ответ простой - с перепугу перегрузить смеситель и спровоцировать недозволительный уровень интермодуляционных искажений во входных цепях радиоприёмника, которые в конечном итоге сведут на нет весь смысл от применения усилителя.
Слабенький, но очень широкополосный сигнал с выхода нерезонансной рамочной антенны, пройдя каскодный усилитель на транзисторах Т1 и Т2 уже не окажется таким слабеньким, но останется таким же широкополосным, а это верный путь к перегрузке последующих каскадов.
Параллельные резонансные контуры, введённые в схему, выполняют функции диапазонных фильтров и обеспечивают усиление каскада только в полосе, определяемой резонансной частотой этих контуров.
Высокой добротности от катушек индуктивности не требуется, мало того - она намеренно понижается введением резистора R2. Сделано это с целью расширения полосы пропускания резонансных фильтров, что в свою очередь позволяет не слишком часто отвлекаться от процесса на переключение диапазонов. А посему, дешёвые китайские дроссельки здесь, как нельзя лучше, окажутся на своём месте.
Усиление сигнала, поступающего с выхода нашей рамочной антенны через трансформатор Tr1, осуществляется каскодным усилителем на транзисторах Т1 и Т2.
Каскодные усилители в резонансных каскадах имеют определённые преимущества перед однотранзисторными, углубляться в этот вопрос мне лень, если интересно - почитайте о применении каскодных схем в УПЧ радиоприёмников.
Коэффициент передачи усилителя зависит от положения движка потенциометра R9 и принимает значение 0 - 25 дБ.
Эмиттерный повторитель на транзисторе Т3 согласует выход нашей схемы с 50-тиомным входным сопротивлением радиоприёмника.
Также трансформатор можно выполнить в точном соответствии с рекомендациями и фотографиями участника радиофорума 1428 по ссылке, приведённой выше, или на нашей странице ссылка на страницу .
Толщину проводов следует выбирать из соображений максимальной плотности обмоток внутри бинокля, чем сложнее будет "пропихиваться" последний виток, тем лучше будет работать трансформатор.
Как правило, конструкции рамочных антенн представляют собой кусок коаксиального кабеля со снятой внешней оплёткой в центральной части полотна. Однако, проведённое сравнение с рамкой, выполненной из обычного провода, показала, что никакими преимуществами, с точки зрения шумовых свойств рамочной антенны, коаксиальный кабель не даёт.
Поэтому, антенну можно выполнить из любой трубки или провода достаточной жёсткости, длинной в 90-100 см, свернуть всё это хозяйство в кольцо и считать свою миссию выполненной.
Ну, вот и всё, рамочная КВ - УКВ антенна собрана, испытана, преимущества перед пассивными прототипами выявлены, за сим и откланиваюсь. Всем творческих побед в борьбе с помехами, промышленными шумами и прочей рукотворной дрянью.
P. S. Боевые испытания изделия, проведённые в экстремальных условиях городской квартиры, выявили возможность улучшения приёмных свойств антенны на нижних диапазонах радиоэфира (на 1-2 балла по S-метру радиоприёмника). Происходит это при подключении параллельно рамке конденсатора С15 ёмкостью 470пФ в диапазоне 5-10 Мгц, либо С16 ёмкостью 2000пФ в диапазоне 2-5 Мгц.
А на следующей странице продолжим дальнейшие изыскания по улучшению приёмных свойств подобных магнитных, рамочных и, конечно же, нерезонансных антенн.
Читайте также: