Магнитная приемо-передающая КВ антенна своими руками.

[510]

Как всегда мой друг "Механик" в очередной раз сподвиг меня изготовить что-то новое для работы в эфире. Этим новым является магнитная приемо-пердающая КВ-антенна. Теории о ее расчете и общей информации в инете очень много. В прилагаемом файле собраны практически все сведения для расчета и самостоятельной постройки антенны.



Наверное около полугода назад мы с "Механиком" прикупили по куску высокочастотного кабеля длиной чуть более 3 м. Ну очень толстый, но очень качественный. Марку сейчас не вспомню. На развалах Митинского радиорынка прикупили вакуумные конденсаторы, чтобы установить на рамку антенны для ее настройки. Там же взяли двигатели постоянного тока с понижающим редуктором от каго-то авиационного прибора или привода. При питании от 12 В выходной вал редуктора вращается с очень маленькой скоростью, передавая достаточно большой момент. Это, что нужно для удаленного управления вакуумным конденсатором.
Первым антенну сделал "Механик":





Алексей долго экспериментировал с различными катушками связи.



Для меня "Механик" любезно изготовил качественную катушку для работы в широкой полосе.



Я учел опыт постройки антенны Алексеем и приступил к изготовлению своей. Сразу решил, что она будет иметь возможность уличной установки. Для этого механический электропривод конденсатора разместил во влагоустойчивой пластикойо коробке. Там же установил все необходимое для ввода магнитного контура антенны. Сам конденсатор размести внизу коробки на всешней стороне. Он герметичный (вакуумный), к тому же визуально можно проконтролировать его работу. Для контроля работы мотора привода в перспективе планирую установить на крышке коробки сверхяркий светодиод, который будет включаться во время работы электродвигателя.



Первый привод оказался неудачным. Попытка сделать промежуточный вал из медной трубки, а переходную муфту из бензошланга от мопеда для компенчации несоосности валов редуктора и конденсатора потерпела фиаско. После первого прогона от упора до упора муфта порвалась.



Пришлось более точно устанавливать оси валов, а саму муфту выточить из гетинаксовог прутка на домашнем токарном станочке (это отдельная тема). Получилось более надежное соединение.

[/url]

Концы магнитной рамки (центральная жила кабеля) подсоденил к конденсатору.



Кстати внешнюю изоляционную оболочку кабеля мы сдирали, т.к. она содержит ферромагнетики, что отрицательно влияет на работу магнитной антенны. Обнаженый гофрированный медный экран заизолировали качественной изолентой для электрических соединений.



Крепеж для подвеса антенны сделал из двух U-образных скоб.



Натянул крест на крест шелковый шнурок для крепежа кабеля от радиостанции и катушки связи. Она должна быть в плоскости большого кольца. Мне показалось, что это наиболее простой и удобный вариант. Окончательно получилось так:



Самым интересным оказались цифры, которые я увидел на экране анализатора после прогона антенны по всему КВ диапазону. Выложу их завтра после обобщения и написания пояснений, а то завтра рано вставать.

[510]

Прелесть антенны в том, что она может прекрасно работать, вися просто на окне или находясь даже в закрытой лоджии железобетонного дома. У "Механика" она так и висела на веревочке для сушки белья, при этом мы с Алексеем спокойно работали на юг России и центральный регион.
Принимали на 5/9, удивляясь на какую антенну мы работаем и где она висит.

[510]

Продолжение первого поста темы.

Для начала попытаюсь ответить на ряд вопросов, которые прозвучали в ходе обсуждения темы:

1. Стоимость основных элементов?
- кабель (3,5 м) - 2500 руб.;
- вакуумный переменный конденсатор КП1-8 (100 ПФ)- 800 руб.;
- двигатель с редуктором - 500 руб.;
- пластиковая коробка - 300 руб.;
- разное (разъемы, провода, крепеж и т.д.)- не более 400 руб.;
Итого: 4500 руб.

2. Конструкция?
-диаметр большого излучающего элемента - 110 см (можно использовать обыкновенный обруч);
-диаметр используемого кабеля около 2,8 см;
-диаметр малого контура связи 29 см.

3. Работоспособность на балконе или лоджии?
- 100% (будет работать даже в комнате);

4. Работа на "Си-Би"?
- 100% (при изготовлении соответствующей согласующей катушки);
- данная антенна изначально проектировалась для работы на "хулиганских" 10460 МГц;
- изготовленный экземпляр в принципе строится и на Си-Би (см. графики ниже).

4. Изготовление на заказ?
- антенну делал для себя - продажи не предусмотрены.

Теперь самое сладкое - результаты измерений параметров антенны при различном положении переменного конденсатора. Сначала думал ограничится только радиолюбительскими диапазонами, но, сделав первые замеры, решил пройтись по всей полосе частот, доступной для данного экзмепляра антенны.

Пусть вас не смущают смазанные показания прибора (антенна немного раскачивалась).

В итоге получилось:

Частота = 10460 МГц;
КСВ = 1,08;
Zx= 50,8 Ом;
R = 50,8 Ом;
Х=0;
C=0;
L=0.





По-моему, неплохо!!!
Далее определил минимальную частоту работы антенны (емкость конденсатора в максимум 100 ПФ):

Частота = 8540 МГц;
КСВ = 1,34;
Zx= 67,2 Ом;
R = 67,2 Ом;
Х=0;
C=0;
L=0.





Была бы емкость побольше, то можно было бы затащить антенну на 40-ку, а может быть и на 80-ку при соответствующей катушке связи. Для 40-ки достаточно параллельно накинуть на выводы нашего конденсатора дополнительную емкость.

Далее в ходе эксперимента я понял, что резонанс антенны можно плавно сдвигать вверх по частоте, плавно уменьшая емкость конденсатора, благо он многооборотистый. Антенна оказалась очень чувствительной к его значению. Даже небольшой сдвиг ротора конденсатор рукой уводил резонанс на 100-200 КГц. Теперь Вы поняли зачем был нужен моторчик с редуктором, особенно при уличном размещении антенны.

Далее я начал увеличивать частоту и вращать конденсатор, наблюдая за показаниями прибора. Вот ряд зарисовок на некоторых промежуточных точках:






Здесь опять фотка получилась до того, как устаканились показания прибора.






Чуть изменил частоту, подстроил конденсатор, и вот результат. Класс!



Далее параметры антенны стали немного "уползать", но в тех пределах, которые позволяют работать радиостанции на передачу с тюнером. Оно и понятно для этих частот нужна другая катушка связи.







Дойдя до Си-Би, я понял, что пора останавливаться. Емкость выкручена на минимум:




Вот такая получилась антенна. Таким образом мы сделали вывод, что атенна может быть настроена в резонанс не на отдельных участках диапазона частот, а на любой частоте достаточно широкого диапазона , на который она расчитана.
Мне показалось, что если сделать две катушки связи на нижний КВ и верхний КВ с небольшим пересечением по частоте, то с помощью такой антенны будет перекрыт весь радиолюбительский КВ диапазон.
А ведь такие антенны можно сделать и на УКВ. Размер их правда будет намного меньше!!!

Всем удачи в конструировании подобной антенны. А Ваш покорный слуга отправляется работать над автоматическим устройством настройки для управления приводом данной антенны. О ходе работ я буду рассказывать в продолжении темы создания КСВ-метра на основе платы Arduino.

ОБСУЖДЕНИЕ ТУТ