Рамочная антенна своими руками: Рамочная КВ антенна своими руками — Антенны КВ — Мир Антенн

Содержание

Магнитная антенна своими руками: особенности, свойства, виды

Содержание

1 Магнитные антенны
2 Свойства магнитных антенн
3 Какие бывают магнитные антенны

При упоминании магнитной антенны сразу наполняют память конструкции на ферритовом стержне, отчасти правильно. Разновидности одного типа устройств. Магнитной называется рамочная антенна, периметр которой много меньше длины волны. Всем известные зигзаги, биквадрат (слова-синонимы) являются родственниками рассматриваемой технологии. Никакого отношения не имеют антенны на магнитном основании. Просто способ крепления. Магнитное основание для антенны надежно удерживает прибор на крыше авто. Поговорим сегодня об особой конструкции. Прелесть магнитных антенн: удается обеспечить сравнительно большое усиление на сравнительно длинных волнах. Размер магнитной антенны мал. Давайте обсудим заглавие, расскажем, как может быть сделана магнитная антенна своими руками.

Магнитная петлевая антенна

Магнитные антенны

Теория гласит: в колебательном контуре из катушки индуктивности, конденсатора излучения не происходит. Замкнуто, волна качается на резонансной частоте сколь угодно, затухая, ввиду наличия активного сопротивления. Элементы контура, индуктивность, емкость, имеют чисто реактивный (мнимый) импеданс. Причем размер зависит от частоты по незамысловатому закону. Нечто вроде произведения круговой частоты (2 П f) на значение индуктивности или емкости, соответственно. При некотором значении противоположные по знаку мнимые компоненты становятся равны. В результате импеданс становится чисто активным, в идеале равен нулю.

В действительности биения затухают, каждый контур на практике характеризуется добротностью. Напомним, что импеданс состоит из чисто активной (действительной) части (резисторы), мнимой. К последним относятся емкости, сопротивление которых мнимое отрицательное и индуктивности с положительным мнимым сопротивлением. Теперь представим, что в контуре обкладки конденсатора начали разводить до тех пор, пока не оказались на противоположных концах индуктивности. Называется вибратором (диполем) Герца, представляет собой разновидность укороченного полуволнового, прочих видов вибраторов.

Если превратить катушку в единое кольцо, получаем простейшую магнитную антенну. Упрощенное толкование, примерно верное. Сигнал снимается с противоположной конденсатора стороны через усилитель на полевых транзисторах. Предоставит высокую чувствительность устройства. Ну, а антенна на ферритовом стержне считают разновидностью магнитной, только колец заместо одного сонм. Название этот род устройств получил за высокую чувствительность к магнитной составляющий волны. При работе на передачу генерируется, порождая отклик электрического поля.

Максимум направленности соответствует оси стержня. Оба направления равноправны. Ввиду малого периметра рамочной антенны относительно длины волны сопротивление достаточно низкое. Не просто 1 Ом, доли Ома. Приближенно значение оценим формулой:

R = 197 (U / λ)⁴ Ом.

Под U понимается периметр в метрах, аналогично – длина волны λ. Наконец, R – сопротивление излучению, не путайте с активным, показываемым тестером. Параметр используется при расчете усилителя для согласования нагрузки. Следовательно, для ферритовых антенн, нужно значение помножить на квадрат числа витков.

Свойства магнитных антенн

Посмотрим, как сделать магнитную антенну самостоятельно. Вначале определите длину окружности и емкость подстроечного конденсатора. Особенности магнитной антенны таковы: конструкция требует согласования в обязательном порядке. Отличительным признаком является невероятное число вариантов проведения этой операции, вырисовывается отдельная тема разговора.

Антенна магнитная

Длина периметра магнитной антенны колеблется в пределах 0,123 – 0,246 λ. Если требуется перекрыть диапазон, то нужно правильно подобрать конденсатор. В свободном пространстве, магнитной антенны диаграмма направленности в виде тора, наблюдаем, расположив виток параллельно земле. Поляризация будет линейная горизонтальная. Это годный вариант для приема телевещания. Недостаток: угол возвышения лепестка зависит от высоты подвеса. Считается, что для расстояния до Земли λ цифра составит 14 градусов. Непостоянство считаем отрицательным качеством. Для радио магнитные антенны применяются часто.

Усиление составляет 1,76 дБи, на 0,39 меньше полуволнового вибратора. Размер последнего для частоты составит десятки метров – куда денешь громадину. Выводы делайте сами. Магнитная антенна невелика (периметр составляет 2 метра для длины волны 20 метров, меньше метра поперечником). Для сравнения на частоте 34 МГц, с которой хорошо знакомы дальнобойщики, благодаря рациям, длина волны составляет 8,8 метра. Известно: хороший полуволновый вибратор вместит редкий Камаз. Кстати, ранее приводили описание конструкции рамочной антенны, образуемой резиновой прокладкой заднего стекла легкового автомобиля ВАЗ. При малых габаритах работало устройство достаточно хорошо.

Кстати, конструкция считается прагматичнее, нежели типичные штыревые антенны авто, где настройка ведется изменением индуктивности. Потерь получается меньше. Диаграмма направленности охватывает высокие углы места, касаясь вертикали. В случае со штыревой антенной возможности нет.

Самодельная антенна

Как правильно выбрать длину окружности. С увеличением растет усиление. Должна удовлетворить условию, приведенному выше, быть по возможности больше. Иногда нужно перекрыть диапазон частот. Рост периметра увеличивает полосу пропускания устройства. При ширине типичного канала 10 кГц теряет смысл. Будут автоматически отсекаться соседние несущие станций вещания. Необязательно больше значит лучше. Ради усиления затевался сыр-бор. Антенна выбирается периметром максимальная, предоставляя требуемую избирательность.

Теперь главный вопрос: определить емкость. Чтобы параллельно индуктивности петли образовали резонанс по известной школьной формуле. Определение параметров контура согласно выражению:

L = 2U (ln(U/d) – 1,07) нГн;

U и d – длина витка, диаметр. Подвох. U = П d, следовательно, вместо отношения можно брать натуральный логарифм числа Пи. Ошибка ли автора, сказать не беремся. Быть может, учитывается факт, что настроечный конденсатор отнимает часть длины, усилитель… Емкость находим по индуктивности из выражения резонанса контура:

f = 1/ 2П √LC; откуда

С = 1/ 4П² L f².

Однако в литературе рекомендуют пользоваться приближенной формулой для расчета:

С = 25330 / f² L,

где f — частота резонанса в МГц, а L – индуктивность в мкГн.

Антенна приемника

Что касается способа снятия сигнала, то это делаем со стороны подстроечного конденсатора по обоим бокам, либо с противоположной стороны круговой петли. В последнем случае рекомендуется ввести управление конденсатором при помощи серводвигателя на расстоянии, полагаем, большинству читателей это покажется сильно надуманным, на свете не так много радиолюбителей, уверенных в нужности изготовленной собственноручно магнитной антенны.

Какие бывают магнитные антенны

Не всегда магнитные антенны круглые (идеальная форма). Встречаются восьмиугольные, квадратные. Читатели догадались: биквадрат WiFi относится к последней категории, причем рамка сдвоенная. Бывает, больше контуров, увеличивает усиление в одной плоскости диаграммы направленности. Учитывая факт, что КПД антенны вычисляется формулой:

КПД = 1 / (1 + Rп/R),

Видим необходимость снижения сопротивления потерь Rп до минимума. В противном случае результативность устройства резко падает. На практике мало значит, сделать антенны из золота, серебра, чтобы ловить НТВ, нереально. В названном аспекте пойдут алюминий, медь, предпочтительна последняя. Для магнитных антенн подходит конденсатор с воздушным зазором, большими пластинами. Старайтесь качественно выполнить пайку выводов.

Пример. Длина периметра составляет одну десятую λ, следовательно, сопротивление излучения составит 0,02. Теперь читатели видят, как сильно придётся постараться, чтобы довести КПД до 50%. Сопротивление потерь в этом случае не превышает 0,02 Ом. Чтобы достичь такого результата, берите толстую медную жилу. С увеличением сечения проводника падает удельное сопротивление.

У контура высокая добротность (низкие потери), получается, напряжение резонанса много выше, нежели при отклонении частоты. Следовательно, полоса пропускания магнитной антенны не отличается большой шириной, потребуется устройство подстраивать. Делается при помощи конденсатора. Надеемся, что ответили на вопрос, как сделать магнитную антенну. Отыграйте подачу: удивите домашних уверенным приемом сигнала в любую погоду.

Рамочная активная антенна своими руками.

Делаем рамочную активную антенну для простых коротковолновых радиоприемников.

Есть ли возможность слушать эфир людям, у которых нет места для установки больших, полноразмерных антенн? Один из выходов- рамочная активная антенна, установленная прямо на столе, возле радиоприемника.

О практическом изготовлении подобной антенны и будет рассказано в этой статье…

Итак, малогабаритная рамочная активная антенна, это антенна состоящая из одного или нескольких витков медного провода ( трубки) или даже коаксиального кабеля. В сети есть предостаточно примеров таких антенн.

Свою антенну я изготовил в виде вертикальной конструкции, которая устанавливается на столе возле радиоприемника. Рамочная активная антенна представляет собой этакую большую катушку индуктивности, изготовлена из медного провода диаметром 1,2 мм и содержит четыре витка. Количество витков выбрано наобум)). Диаметр изготовленной рамочной антенны примерно 23 см:

Для уменьшения собственной емкости витки антенны намотаны с шагом 10 мм. Для поддержания постоянства шага намотки, а также придания всей конструкции необходимой жесткости применены промежуточные распорки, изготовленные из стеклотекстолита толщиной 2 мм. Эскиз распорок приводится ниже:

Так выглядит промежуточная распорка в антенне:

Для придания устойчивости все этой конструкции применены опорные стойки, также изготовленные из стеклотекстолита,и которые служат как бы ножками антенны:

Медный провод продевается в соответствующие отверствия распорок и стоек, и фиксируется в них капелькой цианакрилатного клея.

Так выглядит стойка в изготовленном экземпляре антенны:

Общий вид изготовленной антенны:

Ради интереса подключил изготовленную рамочную антенну к антенному анализатору АА-54.

Обнаружился собственный резонанс антенны на частоте 14,4 МГц.

На фото ниже дисплей антенного анализатора АА-54 в момент измерения параметров рамочной антенны на частоте резонанса:

Как видим, импеданс антенны на частоте 14,4 МГц составляет 13,5 Ом, активное сопротивление-7,3 Ома, реактивное сопротивление относительно небольшое-минус 11,4 Ома и носит емкостной характер.

Индуктивность рамочной антенны ( а она, собственно, и представляет собой катушку индуктивности) составила 7,2 мкГн.

Это все, что касается изготовления и параметров собственно рамочной антенны.

Но, поскольку антенна активная, значит в ее составе имеется и антенный усилитель.

При выборе схемы антенного усилителя руководствовался принципом подобрать что-либо не слишком заумное и сложное, и простое в изготовлении.

Гугл, как всегда, вывалил гору схем)) Не долго думая, выбрал одну из них, которая мне показалась интересной.

Схема этого антенного усилителя была опубликована еще где-то в начале 2000-х годов в одном из зарубежных журналов. Мне этот усилитель показался интересным с той точки зрения, что он имеет симметричный вход-как раз подходящий для моей рамочной антенны.

Принципиальная схема антенного усилителя:

В оригинале в этом усилителе были применены транзисторы серии BF- что-то типа BF4**.

В наличии таких не оказалось, поэтому собрал усилитель из того, что было под рукой-2N3904, 2N3906, S9013.

Собственно, усилительный каскад собран на транзисторах VT1VT2. На транзисторе VT3 собран эмиттерный повторитель для согласования высокого выходного сопротивления усилителя с относительно невысоким входным сопротивлением радиоприемников.

Усилитель питается напряжением 6 В. Режимы работы транзисторов устанавливаются подбором резистора R3. Напряжения на электродах транзисторов указаны на схеме.

Усилитель заработал практически сразу. Попробовал было установить в этом усилителе транзисторы КТ315,Кт361-но эффективность работы его сразу заметно ухудшилась, поэтому от такого варианта отказался. Антенный усилитель я собрал на монтажной плате, но, подготовил и печатную плату для него:

В качестве приемника для натурных испытаний активной рамочной антенны с усилителем был выбран приемник прямого преобразования на микросборке 2ТС613Б.

Подключив выход антенного усилителя ко входу приемника и включив питание, сразу отметил увеличение уровня шума. Это и не удивительно-антенный усилитель вносит свой вклад…

Последним этапом испытаний было подключение собственно рамочной антенны ко входу антенного усилителя и попробовать принять какие-либо сигналы с эфира..

И это удалось! Хорошо слышны много станций работающих с однополосной модуляцией на диапазоне 40 м. Понятно, что станции слышны не так громко как на полноразмерную антенну. Да и нельзя сравнивать нормальную антенну с рамочной антенной, находящейся рядом с приемником. Также при работе активной рамочной антенны наблюдается несколько повышенный уровень шумов. С этим нужно мириться- это плата за малогабаритность. Также желательно такую антенну располагать подальше от всевозможных источников помех- зарядки, энергосберегающие лампочки, сетевое оборудование и т. п.

Выводы: такая антенна вполне себе имеет право на жизнь, станций принимает достаточно много. Для тех, у кого нет возможности повесить большую, длинную антенну, это может быть выходом из ситуации.

Видео демонстрации работы рамочной активной антенны на диапазоне 7 МГц:

Портативная магнитная рамочная антенна DIY Man — OH8STN Ham Radio

Здравствуйте, операторы
В прошлом месяце я опубликовал видео-тизер портативной магнитной рамочной антенны Ultimate Man. В сборке используется стартовый комплект магнитной петли DIY от Chamaeleon Antenna. Что ж, пришло время взглянуть на первый прототип.

Я опубликовал первое видео о сборке и подумал, что было бы неплохо опубликовать страницу с подробным описанием всех компонентов, ссылок, инструментов и идей сборки, которые использовались при создании этого видео. Фактическая сборка относительно проста, подготовка к сборке, создание видео… вот на что уходит все время.

Присоединяйтесь к группе самодельных магнитных рамочных антенн на Facebook

WSPR тестирует сначала

3. Это работает? Абсолютно! Даже при совершенно нечестных тестах, проведенных в помещении, где мы ожидаем паршивых результатов. Теперь вы можете продолжить чтение, зная, что конец того стоит. ? Этот тест был тестом в помещении и проверкой концепции. Выполнение теста сейчас (до того, как сборка зашла слишком далеко) просто дает нам больше уверенности в том, что она будет продолжаться. Я опубликую полевые испытания, если позволят время и условия WX.

Первый прототип

На фото выше изображен мой первый прототип. Он не завершен (мне не хватает метчика 1/4 дюйма), поэтому я использую петлю датчика от P-LOOP, пока не появится метчик. Я называю это O-Loop (O для Open). Естественно, он основан на стартовом комплекте Chameleon Magnetic Loop. Я решил изменить свою сборку, предпочитая двойную петлю для 80, 60, 40 м с переключателем для опционального использования одновитковой петли 40-10 м, такой как Chameleon P-LOOP.

В видео по сборке будут представлены варианты сборки моей версии, указанной выше, или стандартной версии 40-10 м, для которой предназначен комплект. Строителю предоставляется достаточно информации для создания любого из них, и у него есть возможность выбора.

Характеристики

40-10 м одинарная петля на базе Chameleon P-LOOP оператор. Он может быть простым или сложным по желанию оператора. Единственными реальными требованиями для начала работы являются корпус, мачта и самодельная петля звукоснимателя. Проще говоря, это очень щадящий дизайн.
Основан на Chameleon P-LOOP

.
80, 60, 40M Трансформируемый двухконтурный (Cap Mod)
В настоящее время мой основной диапазон для передачи данных составляет 40M, поэтому моя личная сборка представляет собой складную двухвитковую петлю, работающую на 80, 60, 40м. Эта петля требует незначительной модификации настроечного конденсатора, переключая его с двух последовательных групп на параллельную конфигурацию. Кроме того, вместо того, чтобы просто переключаться между кадром и выходом, я подключил переключатель, чтобы можно было переключаться между 80–40 м двойной петлей и 40–10 м одинарной петлей.
Эта сборка основана на аспектах Chameleon F-LOOP и Chameleon P-LOOP
.

Инструменты для сборки
Многие люди сходят с ума по поводу специальных инструментов, необходимых для сборки петли (или вообще любой антенны), но я могу вам сказать, что инструменты для этой сборки весьма скромны. На самом деле, я намеренно сделал эту сборку с помощью основных инструментов, которые почти у любого радиолюбителя есть в доме. Это не похоже на отшлифованное совершенство хорошо спроектированной петли, но она работает, и это главное!
Leatherman Charge использовался для обработки алюминиевого приклада, сглаживания краев и обжима кольцевых разъемов перед пайкой. Он также использовался для гравировки на корпусе направляющих отверстий.
Паяльник использовался для присоединения кольцевых разъемов к переключателю и перемычкам. Всегда паять и обжимать! Паяльник также использовался для установки разъемов PL-259 на LMR-400 ( Примечание. Вам нужно решить, будете ли вы закорачивать разъемы LMR-400 или SO-239).на корпусе. То или иное необходимо сделать, чтобы использовать весь внутренний проводник и экран LMR-400). №
Dremel и аккумуляторная дрель использовались для просверливания направляющих и монтажных отверстий в корпусе.
Гибочный пресс Фактически НЕТ.
У меня нет гибочного пресса, поэтому, чтобы сделать петлю звукоснимателя из алюминия, я нашел березу примерно такого же диаметра, который мне был нужен, и просто согнул вокруг нее алюминий, пока он не стал примерно нужного размера. Затем я просверлил отверстия для со-239., использовал гайку и болт, чтобы зафиксировать петлю звукоснимателя нужного размера, затем нагрел внешний вид звукоснимателя на камнях в сауне в моем доме. Немного нагрев его, я бросил его в снег, что сняло напряжение и образовало «несколько несовершенную, но достаточно близкую» форму круга.
Измерительная лента Измерения имеют решающее значение при построении петли, так же как и хорошая измерительная лента. Все размеры даны по внешнему диаметру.
Примечания по сборке
Стартовый комплект
Сообщение от Chameleon Antenna:
ОЧЕНЬ важно упомянуть тот факт, что при манипуляциях, пайке или навинчивании гаек вокруг конденсатора ИСКОННО необходимо защитить закрытые пластины, из которых состоит конденсатор, поскольку они ОЧЕНЬ хрупкие. НИКОГДА не устанавливайте открытый конденсатор, потому что вы его сломаете!!!
Любая крафтовая пыль, нееврейский удар или частицы простого паяльного флюса, падающие на пластину, могут буквально УБИТЬ конденсатор. Пластины находятся на расстоянии около 0,020 дюйма друг от друга. Изменение расстояния между этими пластинами может привести к дуговому разряду малой мощности, короткому замыканию, высокому КСВ на определенных частотах и снизить общую производительность контура. Когда вы закончите работать с петлей в течение дня, положите коробку для настройки лицевой стороной вниз на стол, чтобы внутрь не попали посторонние предметы.

Важно подчеркнуть, что конденсатор, который мы предоставляем в комплекте DIY, такой же, как мы используем в наших CHA F-LOOP, P-LOOP и входящем CHA P-LOOP 2. 0
Эти переменные воздушные конденсаторы сделаны в США и высшего качества. Это не те, что вы видите на Ebay или в небольших интернет-магазинах! Они ОЧЕНЬ дороги в производстве. Благодаря нашей покупательной способности мы смогли предложить их вам по очень разумной цене. Мы покупаем их сразу несколько сотен!
Cheers,

Carl Lavoie, владелец антенны Chameleon
Стартовый комплект включает конденсатор с установленным редуктором 6:1. Он уже подключен и припаян, что делает его идеальным комплектом для новичка. Он включает в себя достаточное количество LMR-400 для основного контура и контура звукоснимателя при создании переносной петли для человека длиной 40–10 м.
Стартовый комплект с магнитной петлей включает :
1 X ПРЕДВАРИТЕЛЬНО СОБРАННЫЙ КОНДЕНСАТОР
600 Вср. кв. МАКС.
12,5 пФ МИН – 432,5 пФ МАКС НА СЕКЦИЮ
2 СЕКЦИИ ВСЕГО
ПРИВОД 6:1 (3 ОБОРОТА ОТ МИН. ДО МАКС.) УСТАНОВЛЕН
ДВА ПРОВОДА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПРИПАЯНЫ С КЛЕММАМИ
КОНДЕНСАТОР, УСТАНОВЛЕННЫЙ НА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПРОСВЕРЛЕННОЙ МОНТАЖНОЙ ПЛАСТИНЕ
РУЧКА УСТАНОВЛЕНА
1 X 12’ LMR-400 4 X ПОСЕРЕБРЕННЫЙ PL-259 2 X SO-239
Петля звукоснимателя
Для петли звукоснимателя я использовал алюминиевый стержень T6.
У меня не было пресса для гибки, но это облегчило бы жизнь. В любом случае, есть несколько вариантов изготовления петли звукоснимателя.
Алюминиевый стержень Используйте его, если петля звукоснимателя также должна выдерживать вес основной петли. Обычно это можно найти в магазинах металлоконструкций. Однако будьте осторожны, в хозяйственных магазинах (в моем районе) нет T6, обычно это какой-то горшечный металл, поэтому убедитесь, что вы знаете, что покупаете.
LMR-400 Входит в стартовый комплект, Используйте его, если ваша опорная мачта жесткая! Кроме того, если вы строите 40-10-метровую версию, в комплекте достаточно LMR-400, чтобы сделать как основную петлю, так и петлю звукоснимателя. Однако, если вы хотите, чтобы звукосниматель выдерживал вес основной петли, вам придется придумать способ получше. ( Пожалуйста, поделитесь, что у вас получилось )

Толстый медный провод Это дешево и просто, но имеет те же преимущества/проблемы, что и использование LMR-400, описанное выше.
Завершение SO-239 . Я использовал переходник SO-239, чтобы завершить петлю звукоснимателя для моего PL-259.
Модификации конденсаторов (только версии 80, 60, 40 м)
Модификация конденсатора может быть выполнена двумя способами. Если вас не интересует 40-10M, то можно использовать перемычку между рамой и выходом конденсатора.
Если вам нужна трансформируемая версия (как у меня), используйте переключатель с соответствующим номинальным напряжением между корпусом и выходом конденсатора для переключения между последовательным и параллельным режимами. Это позволит использовать либо одну основную петлю на 40–10 м, либо двойную петлю на 80, 60, 40 м.
Основная петля
Кабель для основной петли (при построении базовой 40-10-метровой петли) входит в стартовый комплект. LMR-400 достаточно, чтобы сделать основную петлю и петлю звукоснимателя без необходимости покупать LMR-400. ( Примечание. Вам нужно будет решить, будете ли вы закорачивать LMR-400 в разъемах или закорачивать SO-239 на корпусе. То или иное необходимо сделать, чтобы использовать весь внутренний проводник и экран LMR-400).
Опорная мачта
Опорная мачта может быть самой разной. Как и хамелеон P-LOOP, я использую телескопический монополь. Это помогает уменьшить размер разбивки контура для портативных полевых операций. Также можно использовать жесткую опорную мачту, например, метлу или, возможно, шест из стекловолокна.
— Корпус Корпус — это критическая точка при построении контура. Он защищает вашу петлю и обеспечивает жесткую точку для установки опорной мачты и точек крепления основной петли. Очень важно не использовать хрупкий или мягкий пластиковый мусор. Я использую корпус из поликарбоната, который не станет хрупким при низких температурах. Я нашел внутренние размеры L110mm, W100mm H65mm удобными для корпуса стартового комплекта. Корпус, который вы видите в моей сборке, не является моим последним корпусом. Он просто используется для создания видео, так как мой выбор вольеров за полярным кругом довольно ограничен!
Вопросы от операторов
Создание контура датчика с Т-образным разъемом

Рейтинг TX
В. Роб спросил комментарии о рейтинге TX конденсатора на YouTube.
а. Конденсатор точно такой же, как в Chameleon P-LOOP, F-LOOP и P-LOOP 2.0. Эти магнитные петли рассчитаны на 10 Вт CW и 25 Вт SSB . Как в основном оператор данных, я добился успеха с 10 Вт в цифровых режимах со 100% рабочим циклом.
Больший диаметр петли
Хосе упомянул в комментарии на YouTube, что чем больше петля, тем эффективнее петля. Он также упомянул об использовании центральной опоры, чтобы предотвратить провисание большой петли.
А. Совершенно верно! Большие циклы, безусловно, более эффективны. Однако, когда речь идет о переносной петле для человека, центральная опора может быть непрактичной. Наша цель состоит в том, чтобы построить легкую и простую в развертывании петлю. Если нам нужно нести дополнительное оборудование, чтобы построить более крупную и эффективную петлю, преимущества маленькой петли теряются. Конечно, если кто-то придумает более крупную конструкцию петли, которая не провисает, например. Петля на базе LMR-600. Это может быть немного тяжелее, но все же легко развертывается без дополнительной опорной конструкции. На данный момент я лично буду полагаться на 2-витковую петлю для большей эффективности
Вопрос о цене стартового комплекта
Ненавистник (K5TED) из qrz/com сказал следующее:
На самом деле, похожие детали можно найти отдельно от ebay или других источников китайского производства. Тем не менее, лучшая цена, которую я нашел для точно такого же конденсатора (без редуктора скорости 6: 1), составляла 70 долларов. Добавьте редуктор, коаксиальный кабель, разъемы, а затем сложите стоимость доставки при их индивидуальном приобретении, и вы обнаружите, что цена на самом деле не так уж и плоха. Более того, особенно приятно знать, что я строю с конденсатором, который также используется в культовых магнитных петлях, используемых по всему миру.
В конце концов, сварливые старые радиолюбители возненавидят!
Компоненты Sourcing
-Поддержка мачты
-Адаптер коаксиаса
-Корпус
-Switch (для конверта.
– Кольцевые соединители
– Алюминиевый приклад T6

Сборка магнитной петли своими руками Видео плейлист
В следующем плейлисте собраны все связанные видео из этой серии. Если вы решите построить с помощью этого комплекта, пришлите мне видео вашей сборки на YouTube или просто изображения и заметки по сборке, чтобы я мог поделиться ими и здесь, на этой странице.

Думая об этой постройке, я понял, что довольно легко построить какую-нибудь гигантскую вещь из частей водопровода. Совсем другое дело сделать маленькую, практичную, портативную петлю.

Эта страница будет обновляться изображениями и подробностями о моей сборке.
Спасибо за остановку на
DE OH8STN
Например:
, как погрузка …
Распространение Love
Стройте магниту самодельная магнитная рамочная антенна для любительского радиодиапазона с системой удаленной настройки, реализованной на Arduino с радиоуправляемым сервоприводом.
Магнитная петля имеет очень малый форм-фактор и обеспечивает приличную связь на коротких волнах внутри зданий и ограниченных пространств, где нет возможности установить какие-либо антенны большего размера, которые обычно требуют возведения мачты над крышей или охвата десятков метров проводов во дворе.
Содержание
Теория
На следующем рисунке показана схема рамочной магнитной антенны (источник: www.i1wqrlinkradio.com/antype/ch9/chiave151. htm) .
Магнитная петля представляет собой небольшую рамочную антенну, длина окружности которой составляет менее 1/10 длины волны. Магнитная петля связана с магнитным полем радиоволны в районе антенны, в отличие от монополя или диполя, которые связаны с электрическим полем волны. При приеме колеблющееся магнитное поле приходящей радиоволны индуцирует ток в петле по закону индукции Фарадея.
Магнитная петля состоит из проводящей петли, которая на одном конце отделена конденсатором, таким образом образуя LC-контур, который должен резонировать на рабочей частоте антенны. Меньшая петля расположена к противоположному концу конденсатора в пределах области основной большей петли. Эта меньшая петля подключается к приемопередатчику через фидерную линию с согласованным импедансом. И маленькие, и большие петли магнитно связаны и образуют трансформатор. Во время передачи меньшая петля индуцирует высокочастотный переменный ток в большую петлю, которая, в свою очередь, излучает РЧ-сигнал. Во время приема РЧ-сигнал улавливается большим контуром, а ток индуцируется в меньшем контуре, который подается в приемник.
Соотношение диаметров обоих контуров определяет импеданс антенны, который должен совпадать с импедансом фидерной линии и выходным импедансом приемопередатчика. Кроме того, LC-контур должен резонировать на рабочей частоте приемопередатчика. Для этого в LC-цепи используется переменный конденсатор. Отсутствие согласованной по импедансу и резонансной цепи приведет к тому, что передаваемый сигнал будет отражаться обратно в каскад усилителя мощности приемопередатчика, вызывая возможные повреждения и так называемый высокий коэффициент стоячей волны (КСВ).
При передаче мощностью 100 Вт ток в большой петле будет составлять несколько ампер, а напряжение на конденсаторе будет порядка киловольт. Это высокое напряжение требует довольно большого воздушного конденсатора с достаточным расстоянием между его пластинами. Следовательно, эта магнитная петля была построена вокруг старого сверхмощного переменного конденсатора советского производства, происходящего из какого-то старинного радиооборудования.
Поскольку антенна обычно располагается в нескольких метрах от радиста, должен быть способ дистанционной настройки переменного конденсатора. Это было достигнуто за счет присоединения стандартного сервопривода класса RC к валу конденсатора и дистанционного управления им с помощью блока управления, реализованного на основе Arduino Pro Mini. Как можно догадаться, значительная часть общих усилий ушла на реализацию системы дистанционного управления, которая должна соответствовать следующим основным требованиям:
Он должен быть достаточно точным, чтобы настроить антенну как можно ближе к рабочей частоте, чтобы добиться достаточно низкого КСВ.
Он должен быть устойчив к очень высокочастотным (РЧ) помехам, присутствующим вблизи передающей антенны.
В следующих разделах более подробно описывается конструкция рамочной магнитной антенны.
Технические характеристики
Ниже приведены основные технические характеристики рамочной магнитной антенны:
Рабочие диапазоны: 60 м, 40 м, 30 м, 20 м, 17 м, 15 м
Максимальная мощность передачи: 100 Вт
Вес системы: 5 кг кабеля Ecoflex 15 (коаксиальный кабель диаметром 15 мм)
Соединительная петля: одножильный медный провод сечением 10 мм² с регулируемым диаметром в двух различных версиях:
Для наружного использования: диаметр 20 см – 30 см
Для внутреннего использования: 40 см – диаметр 50 см
Подстроечный конденсатор: Сдвоенный воздушный конденсатор советского производства с последовательно соединенными 2х 14 пФ . . 450 пФ
Мотор настройки: цифровой сервопривод «MG946R» с металлическими шестернями
Блок управления: Arduino Pro Mini, 4 батарейки АА, с 3 кнопками и потенциометром точной настройки
Мачта: 2-сантиметровые трубы из ПВХ, металлический штатив
Механическая конструкция
На следующих рисунках показана антенна как в собранном, так и в разобранном состоянии.
Рамочная магнитная антенна
Рамочная магнитная антенна в разобранном виде
Как показано на рисунке выше, основная петля, сформированная из коаксиального кабеля Ecoflex, крепится к верхней части трубы из ПВХ с помощью Т-образного соединения. Коаксиальный кабель подсоединяется к обеим сторонам конденсаторной коробки, расположенной в нижней части мачты. Нейлоновая веревка в форме перевернутой буквы V поддерживает основную петлю и гарантирует, что ее форма напоминает круг.
Соединительная петля крепится с помощью застежек-липучек в верхней части основной петли. Центральный провод коаксиального кабеля питающей линии подключается к соединительной петле с помощью разъема типа «крокодил», что обеспечивает точное согласование импеданса путем перемещения точки соединения питающей линии по периметру соединительной петли.
При работе магнитной петли внутри здания емкостная связь с металлическими деталями внутри железобетонных стен, оконными рамами и другими объектами существенно влияет на настройку антенны. В то время как для работы в помещении требуется гораздо большая петля связи. Следовательно, были построены две соединительные петли разного диаметра для внутреннего и наружного использования.
Во избежание потери эффективности при изготовлении мачты антенны было использовано как можно меньше металлических деталей, поэтому было выбрано использование труб из ПВХ вместо выдвижного металлического штатива на всю высоту. Для поддержки мачты из ПВХ снизу используется короткая металлическая тренога (не идеальный вариант, однако практической альтернативы найдено не было).
Переменный конденсатор управляется дистанционно с помощью блока управления, расположенного рядом с трансивером. Блок управления соединяется с конденсатором с помощью 10-метрового экранированного кабеля Ethernet.
Моторизованный конденсатор
Переменный воздушный конденсатор и RC сервопривод установлены в водонепроницаемом корпусе со степенью защиты IP67 и размерами 180 x 110 x 70 мм. На следующих рисунках показаны детали блока конденсаторов.
Основной контур подключается к блоку конденсаторов с помощью разъемов типа N. Эти соединители были выбраны из-за их водонепроницаемости. Центральный штырь соединен с корпусом разъема, чтобы обеспечить соединение как внутреннего проводника, так и экрана коаксиального кабеля основного контура. Для минимизации резистивных потерь каждая сторона конденсатора подключается к соответствующим N-разъемам с помощью двух одножильных медных проводов.
Конденсатор состоит из двух конденсаторов переменной емкости 14 пФ. .450 пФ, соединенных последовательно через общий вал ротора. Каждый из статоров двух конденсаторов подключен к одному концу основного контура. Благодаря тому, что роторы соединены друг с другом через общий вал, нет необходимости использовать скользящий контакт с потерями для соединения основного контура с ротором конденсатора.
Для защиты от радиопомех сервопривод RC был полностью обернут клейкой медной фольгой, а его сигнальный провод заменен коаксиальным аудиокабелем. Синфазный дроссель вокруг сигнального провода предотвращает попадание радиочастотных помех на сервопривод. Сервопривод был установлен на кронштейне, сделанном из куска печатной платы и нескольких угловых кронштейнов, которые поставлялись вместе с конденсатором. Соединение между валами сервопривода и конденсатора было выполнено с помощью монтажного оборудования, поставляемого вместе с обоими устройствами.
Усиленный разъем RJ45 был установлен в нижней части корпуса, он припаян к небольшой печатной плате, которая содержит большой электролитический конденсатор и контактный разъем для подключения кабеля сервопривода.
Конденсаторный блок прочно крепится к антенной мачте с помощью 20-мм скоб из пластиковой трубы.
Блок управления
На следующих рисунках показаны детали блока управления. Он построен на базе серийного корпуса типа «РНД 455-00119».” с размерами 130 х 76 х 30 мм. Он имеет относительно небольшой форм-фактор и отлично подходит для трансивера Yaesu FT-891. На передней панели находятся кнопка питания (слева), светодиодный индикатор состояния, кнопки увеличения/уменьшения и потенциометр тонкой настройки. На задней панели находится прочный разъем RJ45 и разъем питания 12 В постоянного тока для зарядки аккумуляторной батареи, расположенной внутри.
Питание от батареи было выбрано потому, что система потребляет очень мало энергии и может работать неделями без подзарядки батареи. Увеличенный вес за счет аккумуляторов придает устройству большую устойчивость и предотвращает его скольжение при нажатии кнопок. Кроме того, устранение необходимости в кабеле питания упрощает настройку и позволяет избежать потенциального источника помех.
Для уменьшения сбоев в работе из-за радиочастотных помех вся внутренняя часть корпуса покрыта клейкой медной фольгой, которая соединена с заземлением источника питания.
Для защиты внутренних компонентов от повреждения из-за электростатического разряда (ЭСР) металлические корпуса кнопок и потенциометров соединены с заземлением источника питания. Это гарантирует, что искра электростатического разряда сначала ударит по металлическим корпусам элементов управления, которые являются кратчайшим путем к земле.
Внутренние компоненты показаны на печатной плате. Можно увидеть аккумуляторную батарею вместе с платой Arduino Pro Mini, разъемом питания и другими компонентами. В печатной плате вырезано углубление для размещения громоздкого разъема RJ45.
Синфазный дроссель вдоль проводов, идущих от разъема RJ45, предотвращает попадание радиопомех в цепь.
Принципиальная схема
На следующем рисунке показана схема системы тюнера с магнитной рамочной антенной.
Схема тюнера антенны с магнитной рамкой (нажмите, чтобы увеличить)
Помимо платы Arduino U1 , схема содержит блоки, перечисленные ниже.
Зарядное устройство (D1, R1 – R3, BT1 – BT4): это простая схема для зарядки аккумуляторной батареи, состоящей из 4 элементов NiMH. Диод D1 нужен для защиты от переполюсовки. Резисторы R1 до R3 являются токоограничивающими резисторами, были использованы резисторы 1/4 Вт, поэтому нам нужно три из них параллельно, чтобы рассеять возникающую тепловую энергию.
Переключатель мягкого питания (S1, Q1, Q2, D4, D5, R4, R5): переключатель мягкого питания был реализован для включения функции автоматического отключения питания. Когда S1 нажата, вывод затвора полевого транзистора (FET) Q1 замыкается на землю через D4. Q1 становится благоприятным и соединяет V_BATT к шине +5V , которая подает питание на плату Arduino. После загрузки Arduino воспринимает сигнал от выключателя питания на цифровом входе 10 (подключен через D5 ). Если S1 нажата достаточно долго, Arduino включит NPN-транзистор Q2 через цифровой выходной контакт 7, который, в свою очередь, будет держать затвор Q1 постоянно подключенным к земле. Q1 останется проводящим даже после S1 сбрасывается до тех пор, пока на цифровом выводе 7 установлен высокий уровень. Arduino может отключить питание системы в любое время, установив на цифровом выводе 7 низкий уровень, тем самым отключив Q2 и Q1 . Теоретически Arduino может напрямую управлять затвором FET Q1 без использования Q2 в качестве буфера; однако это приведет к постоянному протеканию тока холостого хода примерно 500 мкА через R4 на контакт 7, когда система выключена.
Примечание: МОП-транзистор IRF5305 Q1 слишком велик для своей задачи. Логический уровень p-channel MOSFET, такой как IRLML2244, был бы лучшим выбором, поскольку он имеет меньший форм-фактор, более низкое пороговое напряжение затвора и более низкое соответствующее сопротивление сток-исток в открытом состоянии.
Пользовательский интерфейс (от S1 до S3, VR1 и D6): интерфейс пользователя состоит из трех кнопок ( S1 , S2 , S3 ), потенциометра ( VR1 ) и светодиод состояния ( D6 ). При нажатии кнопки подключают соответствующие цифровые входные контакты Arduino (10, 11, 12) к земле. Когда кнопки отпущены, цифровые контакты подключаются к +5V через внутренние подтягивающие резисторы внутри микроконтроллера ATmega Arduino. Контакт 13 цифрового выхода управляет светодиодом D6 через токоограничивающий резистор R6 . Потенциометр точной настройки VR1 имеет движок, подключенный к аналоговому контакту 9 Arduino.0071 А0 . Чтобы свести к минимуму чувствительность к шуму, конечные клеммы потенциометра необходимо подключить как можно ближе к входам питания VCC и GND Arduino.
Линия передачи сигнала сервопривода (C1, L1, L2, J2, J3, D2, D3): сигнал на сервопривод RC, расположенный внутри блока конденсаторов со стороны антенны, передается по 10-метровому экранированному кабелю Ethernet. Чтобы уменьшить сопротивление линии, каждая из положительных, отрицательных и сигнальных линий использует пару проводов кабеля Ethernet, соединенных параллельно. Сигнал импульсно-позиционной модуляции (PPM) для управления сервоприводом генерируется цифровым выходным контактом 9 Arduino.. Конденсатор C1 емкостью 1000 мкФ необходим для компенсации пульсаций тока, создаваемых сервоприводом. Синфазные дроссели L1 и L2 необходимы для подавления электромагнитных и радиочастотных помех, создаваемых передающей антенной. Диоды Шоттки D2 и D3 защищают вход Arduino от случайного попадания высокого напряжения из-за электростатического разряда.
Конденсаторы C2 и C3 сглаживают любые пульсации напряжения питания, вызванные сервоприводом и другими источниками помех.
Загрузки
Ниже вы можете найти ссылки для загрузки GitHub исходного кода прошивки Arduino, руководства пользователя, схемы Eagle и списка материалов.