Les antennes radio aident à améliorer considérablement la qualité du son, évitent les interférences, l'antenne radio d'origine peut devenir un élément intéressant de l'intérieur. Récemment, des conceptions à base magnétique ont commencé à apparaître et sont demandées par les radioamateurs. L'antenne cadre magnétique peut être remplacée avec succès par des appareils extérieurs pour recevoir des signaux radio dans une plage de 10 à 80 mètres en utilisant des cadres. Ils peuvent être construits n'importe où en ville, ainsi que dans une voiture, comme alternative au vissage à la carrosserie. De telles antennes sont très pratiques et mobiles, cependant, avec une conception assez simple, leur utilisation présente quelques particularités.
Dispositif d'antenne cadre magnétique
Les antennes conventionnelles, outre le fait qu'elles soient suffisamment fixées, doivent avoir une masse très décente, ce qui est tout simplement impossible à apporter aux appareils de réception radio légers et mobiles. Dans les conditions modernes, un moyen a été trouvé - la masse requise est simplement imitée. Cela se fait à l'aide d'un câble coaxial coaxial, qui, avec une longueur d'une demi-onde radio prise avec un facteur de raccourcissement, agit comme un amplificateur d'impédance.
L'âme conductrice centrale (ou plusieurs) d'un tel câble est en cuivre pur ou étamé, ce qui offre une résistance accrue au courant continu, et rend également le câble flexible. La couche diélectrique est constituée de granulés de polyéthylène expansé. Ces matériaux donnent la stabilité des caractéristiques de qualité du fil et une longue durée de vie. La couche de blindage est une tresse de fils de cuivre ou d'étain. Pour augmenter les propriétés de blindage, une deuxième couche de tresse est réalisée sur la feuille d'aluminium laminée.
Les antennes magnétiques modernes sont des variantes améliorées des analogues de boucle. De tels dispositifs sont des bobines avec des noyaux de ferrite. En raison de la perméabilité magnétique accrue de ce matériau, le champ magnétique des ondes électromagnétiques dans les circuits de la bobine génère un flux très puissant, plus fort qu'avec le noyau manquant.
Même les petites bobines sont capables de créer la même force électromotrice que les antennes à cadre simple, mais de grandes dimensions.
Les dimensions des noyaux sont de 0,1 à 0,3 mètre de longueur et de ½ à 1 mètre carré. voir section transversale. Chaque bobine, en règle générale, a 2-3 dizaines de tours de fil de cuivre.
Les cadres magnétiques d'antenne coaxiale sont des boucles de matériau conducteur attachées à un condensateur. Le plus souvent, il existe des boucles rondes, car l'appareil fonctionne ainsi beaucoup plus efficacement. La zone du cercle est plus petite que la zone d'autres formes géométriques, la couverture radio sera donc plus élevée.
Noter! Dans les magasins pour radioamateurs, les cadres d'antenne sont vendus précisément dans une forme ronde. Cependant, il existe des cadres triangulaires, carrés et même polygonaux, leur utilisation s'explique par les particularités de l'emplacement dans la maison, les dimensions du récepteur radio, etc.
Pour recevoir un signal dans la plage sélectionnée, des boucles de différents diamètres sont utilisées.
Dans le cadre de formes rondes et carrées, un conducteur non torsadé est utilisé (de telles antennes sont appelées monotour), elles fonctionnent parfaitement dans les plages de fréquences élevées, mais en même temps leurs dimensions sont assez grandes. Ces défauts sont corrigés par la conception du cadre magnétique multitours, qui gagne en popularité parmi les radioamateurs qui préfèrent les basses fréquences.
Information additionnelle. Plus il y a de tours, plus les dimensions du dispositif d'antenne sont petites.
Caractéristiques de fonctionnement et emplacement de l'appareil
Une antenne à bobine magnétique constituée d'un câble coaxial est utilisée principalement dans les cas où il est nécessaire de réduire le niveau d'interférence et de bruit des stations radio voisines fonctionnant dans une plage proche des ondes du dispositif de réception, mais émises dans l'autre sens. Les antennes à boucle sont les meilleures pour recevoir les ondes radio propagées le long de son plan, mais elles ne captent pas du tout les signaux allant en parallèle. Afin d'obtenir le meilleur, sans interférer avec le son de la station radio souhaitée, il vous suffit de faire pivoter le cadre autour de son axe.
De tels mécanismes peuvent également être situés sur le toit d'un bâtiment. Cependant, il convient de garder à l'esprit que de telles antennes doivent être plus hautes que d'autres (par conséquent, avec une installation sur balcon, l'efficacité diminue). Dans le même temps, le fonctionnement des dispositifs d'antenne cadre magnétique n'est pas affecté par la proximité d'autres objets et structures (tours de ventilation, tuyaux, etc.).
Il est presque impossible d'obtenir un emplacement idéal, cependant, il serait préférable d'installer l'antenne de manière à ce que le noyau de ferrite soit dirigé vers la distance, auquel cas le signal radio ne sera pas supprimé par des antennes de plus grandes dimensions.
Pour le fonctionnement normal d'une antenne cadre avec un câble coaxial, il est nécessaire de synchroniser le fil lui-même et les cadres. La cohérence peut être obtenue en plaçant de petites boucles d'induction dans des diamètres plus importants. Pour que la structure fonctionne de manière symétrique, un dispositif de transformateur d'équilibrage peut lui être ajouté. Si la symétrie de la radio n'est pas requise, le câble à l'antenne peut être connecté directement.
Pour l'antenne, il est nécessaire de prévoir une mise à la terre, elle est réalisée dans la zone où la boucle est fixée jusqu'au point où se situe la base de la grande boucle.
Important! Si le câble est légèrement déformé, l'antenne peut être réglée plus finement.
Il n'est pas recommandé de raccourcir le câble coaxial pendant l'installation et le fonctionnement ultérieur, il est donc conseillé de déterminer avant d'acheter l'antenne quelle longueur sera suffisante.
Il semble simple d'installer une antenne cadre magnétique dans une voiture, mais cette manipulation doit être faite avec beaucoup de précautions. Avant de placer l'antenne magnétique sur la carrosserie, il est nécessaire de nettoyer le futur site d'installation et le coussin magnétique de l'antenne de tout colmatage, sinon la peinture de la voiture pourrait être endommagée.
Avantages et inconvénients de l'appareil
Les antennes magnétiques en câble coaxial présentent de nombreux avantages par rapport à d'autres appareils destinés à un usage similaire :
- ils sont relativement faciles à installer et ne nécessitent à l'avenir aucun entretien particulier pendant le fonctionnement;
- peut être installé dans de petits espaces;
- la durée de vie de telles antennes est assez longue;
- disponibilité et faible coût des composants, il peut être assemblé indépendamment avec des connaissances et une expérience initiales en ingénierie radio ;
- peut fonctionner normalement, étant à proximité d'autres unités radio, l'utilisation d'un aimant en tant que composant offre une excellente réception claire dans des conditions urbaines ;
- la stabilité du travail ne dépend pas des conditions saisonnières et météorologiques, aucun effort particulier n'est requis pour obtenir une réception claire du signal radio;
- les antennes de voiture sur base magnétique sont très mobiles, c'est-à-dire ils peuvent être installés en quelques minutes et n'importe où dans la voiture (aucun perçage n'est nécessaire), ce qui peut ajouter une touche notable à l'extérieur de la voiture (d'ailleurs, vous pouvez mettre plusieurs antennes : à différents endroits, ce qui démontrera une fois de plus le "cool" du propriétaire de la voiture) ;
- étant donné que le gain du signal radio chute fortement à des longueurs d'onde inférieures à 1/10 de la longueur du périmètre, l'antenne magnétique de réception aide à protéger le récepteur radio d'une surcharge par d'autres stations radio ;
- Dans la gamme VHF-FM (modulation de fréquence, c'est-à-dire à des fréquences de 65,9 à 74 mégahertz), les antennes magnétiques présentent la meilleure qualité de réception par rapport aux appareils analogiques ou même extérieurs, tandis que la taille du périmètre du cadre est de 20 à 40 centimètres. .
Les antennes magnétiques avec câble coaxial ne sont pas sans quelques inconvénients :
- si vous devez modifier la plage de fonctionnement du récepteur radio, vous devez constamment ajuster les condensateurs variables pour une réception du signal plus claire ;
- le moyen le plus simple de se débarrasser des interférences et des bruits parasites d'éther est de faire tourner la structure de l'antenne autour de son propre axe et en même temps de changer son emplacement, cependant, pour les dispositifs magnétiques à cadre, ces manipulations sont difficiles en raison de la forme différente des cadres et l'emplacement peu pratique de la boucle en bois ;
- pendant la transmission du signal, les éléments structurels métalliques deviennent très chauds, ce qui entraîne des brûlures s'ils sont manipulés avec négligence ;
- après installation, la longueur du câble coaxial ne peut pas être modifiée, car la réception peut se détériorer de manière significative, ce qui s'explique par une défaillance des paramètres dans le système oscillatoire du récepteur radio ;
- sur un cadre rond ou carré, il y a une résistance électrique d'entrée de 120 ohms, tandis que sur un chargeur, elle est de 50 ohms, donc, pour l'appariement, vous devez former un cadre en forme de rectangle, où les côtés courts sont la moitié de la les longs, alors la résistance à l'entrée sera également de 50 ohms, cependant, de manière constructive, c'est plutôt difficile et peu pratique;
- plus la masse réelle de l'antenne magnétique est remplacée par le fil coaxial, plus la qualité de réception est faible, donc les antennes de ce type doivent être choisies très judicieusement.
Assemblage d'antenne de bricolage
Les antennes à boucle magnétique ont une conception assez simple, elles peuvent donc être utilisées même par des radioamateurs inexpérimentés. Cette antenne peut être assemblée en utilisant n'importe quel câble coaxial de taille.
Pour créer l'instance la plus simple d'une antenne magnétique, les éléments constitutifs suivants sont nécessaires :
- câble coaxial (coaxial) marque RG213, environ 12 mètres;
- marque de câble RG58, environ 4 mètres;
- des lamelles de bois sec de 2 sur 4 cm à raison de 4 pièces;
- condensateur d'une capacité de 100 picofarads, 1 pièce, tandis que la distance plaque à plaque ne doit pas dépasser 3 mm;
- connecteur coaxial, une pièce.
Le montage des pièces d'une antenne magnétique en boucle faite maison est une procédure assez simple. Tout d'abord, une croix est construite à partir de lattes de bois, des planches avec des rainures sciées y sont fixées dans le sens transversal. Une boucle est montée sur la croix pour créer une résonance. Il doit être composé d'au moins 4 tours de fil RG213.
De plus, deux trous sont percés dans les traverses situées en haut, à gauche et à droite, où les extrémités du câble seront solidement fixées. Trois rainures doivent être coupées entre elles. Les dimensions de la base croisée ne sont pas si importantes, mais le côté du coaxial doit être exactement de 67 centimètres.
La trame doit avoir la somme des longueurs latérales égale à 1/10 de la longueur d'onde de la bande fm inférieure ou de la fréquence des ondes courtes requise. Cependant, si le signal radio est suffisamment fort, alors un périmètre égal à 1/10 de la longueur d'onde du canal FM supérieur est acceptable.
Si vous prévoyez d'utiliser une telle antenne maison pendant une longue période (à la fois dans des espaces ouverts et à l'intérieur), il est préférable de prendre un câble en cuivre technique avec une tresse en feuille (parfois un tube poli à un brillant convient également). Sinon, on ne peut pas s'attendre à une bonne réception radio dans le temps.
Pour la peinture, il est préférable d'utiliser des peintures contenant des oxydes métalliques.
Quant au cadre magnétique, pour le fonctionnement le plus efficace de la structure, il faut que les pertes dans sa toile soient adéquates à la résistance de l'ensemble du système.
Les antennes à boucle magnétique coaxiales sont une amélioration moderne des antennes à boucle conventionnelles qui offrent une excellente réception RF principalement dans la bande FM et offrent une mobilité accrue. Une copie entièrement fonctionnelle peut être assemblée indépendamment sans même passer par une formation spéciale.
Vidéo
L'antenne intérieure à boucle magnétique est une excellente alternative à l'antenne extérieure classique. De telles conceptions permettent de transmettre des signaux jusqu'à 80 M. Le câble coaxial est le plus souvent utilisé pour leur fabrication.
Version classique de l'antenne cadre magnétique
Une installation magnétique à cadre est un sous-type d'antennes amateurs de petite taille qui peuvent être installées n'importe où dans une colonie. Dans les mêmes conditions, les trames montrent un résultat plus stable que les analogues.
Dans la pratique à domicile, les modèles les plus réussis des fabricants populaires sont utilisés. La plupart des circuits se trouvent dans la littérature technique des radioamateurs.
Antenne à boucle magnétique coaxiale d'intérieur
Assemblage d'antenne de bricolage
Matériaux pour la fabrication
L'élément principal est plusieurs types de câbles coaxiaux de 12 m et 4 m de long.Pour construire un modèle fonctionnel, vous avez également besoin de lattes de bois, d'un condensateur de 100 pF et d'un connecteur coaxial.
Assemblée
Une antenne cadre magnétique est construite sans formation spéciale ni connaissance de la littérature technique. En respectant l'ordre de montage, vous pouvez obtenir un appareil fonctionnel du premier coup :
- connectez des planches de bois avec une croix;
- découper des rainures dans les planches, la profondeur correspondant au rayon du conducteur;
- percez des trous sur les bandes à la base de la croix pour fixer le câble. Coupez trois rainures entre eux.
Un contrôle dimensionnel précis vous permet de construire une structure avec une réception haute fréquence radio.
Forme de cadre magnétique
Une antenne magnétique coaxiale est une boucle de conducteur qui se connecte à un condensateur. La boucle est généralement circulaire. En effet, cette forme augmente l'efficacité de la structure. La zone de cette figure est la plus grande par rapport à la zone d'autres corps géométriques, par conséquent, la couverture du signal sera augmentée. Les fabricants de produits pour radioamateurs produisent des cadres précisément ronds.
Installation de la structure sur le balcon
Pour que les appareils fonctionnent dans une plage de longueurs d'onde spécifique, des boucles de différents diamètres sont construites.
Il existe également des modèles sous forme de triangles, de carrés et de polygones. L'utilisation de telles structures est due dans chaque cas à différents facteurs: l'emplacement de l'appareil dans la pièce, la compacité, etc.
Les cadres ronds et carrés sont considérés comme à un tour, car le conducteur n'est pas tordu. Aujourd'hui, des programmes spéciaux tels que KI6GD permettent de calculer les caractéristiques des antennes monotour uniquement. Ce type a fait ses preuves pour le fonctionnement à haute fréquence. Leur principal inconvénient est leur grande taille. De nombreux professionnels ont tendance à travailler à basse fréquence, c'est pourquoi l'installation en boucle magnétique est si populaire.
Des calculs comparatifs de plusieurs circuits à une, deux spires ou plus, dans des conditions de fonctionnement similaires, ont montré l'efficacité douteuse des structures multi-spires. L'augmentation des tours n'est plus conseillée que pour réduire la taille de l'ensemble de l'appareil. De plus, pour mettre en œuvre ce schéma, une augmentation de la consommation de câbles est nécessaire, par conséquent, le coût des produits faits maison augmente de manière injustifiée.
Toile cadre magnétique
Pour une efficacité maximale de l'installation, une condition doit être remplie : la résistance des pertes dans la toile d'ossature doit être comparable à la valeur de la résistance aux rayonnements de l'ensemble de la structure. Pour les tubes minces en cuivre, cette condition est facilement remplie. Pour les câbles coaxiaux de grand diamètre, cet effet est plus difficile à obtenir en raison de la haute résistance du matériau. En pratique, les deux types de structures sont utilisés, puisque d'autres types fonctionnent bien pire.
Réception de trames
Si l'appareil remplit exclusivement la fonction de récepteur, des condensateurs ordinaires à diélectrique solide peuvent être utilisés pour son fonctionnement. Pour réduire les dimensions, les cadres de réception sont multitours (en fil fin).
De telles conceptions ne conviennent pas aux dispositifs de transmission, car l'action de l'émetteur fonctionnera pour chauffer l'installation.
Tresse de câble coaxial
Le tressage de l'armature magnétique offre une efficacité supérieure à celle des tubes en cuivre et un épaississement du diamètre du conducteur. Les modèles dans une coque en plastique noir ne conviennent pas aux expériences à domicile, car il contient une grande quantité de suie. Pendant le fonctionnement, les pièces métalliques, avec un fort échauffement de la coque, émettent des composés chimiques nocifs pour l'homme. De plus, cette caractéristique réduit le signal de transmission.
Câble coaxial SAT-50M fabriqué en Italie
Ce type de câble coaxial ne convient qu'aux grandes antennes car leur résistance au rayonnement du conducteur compense entièrement la résistance d'entrée.
Impact des facteurs externes
En raison des propriétés physiques des câbles coaxiaux, les antennes ne sont pas affectées par la température et les précipitations. Seule la coquille créée par des facteurs externes - pluie, neige, glace, se prête à des conséquences négatives. l'eau a de grandes pertes à hautes fréquences par rapport au câble. Comme le montre la pratique, il est possible d'utiliser de telles structures sur les balcons pendant plusieurs décennies. Même en cas de fortes gelées, il n'y a pas de détérioration significative de la réception.
Pour augmenter la réception, les dispositifs magnétiques à partir d'un câble coaxial sont mieux placés dans des pièces ou des endroits à faible exposition aux précipitations : sous les auvents, sur les parties protégées des balcons ouverts. Sinon, l'appareil fonctionnera principalement pour chauffer l'environnement, puis seulement pour recevoir et transmettre des signaux.
La condition principale pour un fonctionnement stable est la protection du condensateur contre les influences extérieures - mécaniques, météorologiques, etc. En cas d'exposition prolongée à des facteurs externes dus à une tension à haute fréquence, un arc peut se former qui, en cas de surchauffe, conduit rapidement à des prises du circuit ou à une défaillance de cette pièce.
Les trames pour les gammes de hautes fréquences sont horizontales. Pour les basses fréquences, d'une hauteur supérieure à 30 m, il est conseillé de construire des structures verticales. Pour eux, la hauteur d'installation n'affecte pas la qualité de réception.
Emplacement de l'appareil
Si ce mécanisme est situé sur le toit, une condition doit être remplie - cette antenne doit être plus haute que toutes les autres. En pratique, un placement parfait n'est souvent pas possible. L'installation du cadre magnétique est plutôt sans prétention à la proximité d'objets et de structures tiers - tours de ventilation, etc.
Il sera correct de placer le noyau sur le toit loin pour qu'il n'y ait pas d'absorption de signal par les grands modèles. De ce fait, lorsqu'il est installé sur un balcon, son efficacité diminue. Cette disposition se justifie dans les cas où les récepteurs conventionnels ne fonctionnent pas correctement.
Synchronisation du cadre et du câble
L'appariement des pièces est obtenu en plaçant une petite boucle inductive dans une grande. Pour une communication équilibrée, un transformateur d'équilibrage spécial est inclus dans l'appareil. Pour asymétrique, connectez le câble directement. L'antenne est mise à la terre au point où la boucle est attachée à la base du grand cercle. La déformation de la boucle permet d'obtenir un réglage plus précis de l'appareil.
Modification d'un appareil à partir d'un câble coaxial
Avantages et inconvénients de l'appareil
Avantages
- à bas prix;
- facilité d'installation et d'entretien;
- disponibilité des matières premières;
- installation dans de petites pièces;
- durabilité de l'appareil;
- travail efficace à proximité d'autres appareils radio ;
- absence d'exigences particulières pour obtenir une réception de haute qualité (ces appareils fonctionnent de manière stable à la fois en été et en hiver).
Défauts
Le principal inconvénient est l'accord constant des condensateurs lors du changement de plage de fonctionnement. Le niveau d'interférence est réduit en tournant la structure, ce qui est extrêmement difficile pendant le fonctionnement en raison des formes géométriques et de l'emplacement des planches de bois. En raison du rayonnement à courte distance, les informations sont transmises des bandes magnétiques (lorsque le magnétophone est allumé) aux appareils avec inducteurs (téléviseurs, radios, etc.) même lorsque les antennes sont éteintes. Le niveau d'interférence peut être réduit en changeant la position de l'appareil.
Pendant le fonctionnement, ne touchez pas les pièces métalliques, en raison d'une forte chaleur, vous pouvez vous brûler.
Nous le faisons nous-mêmes. Vidéo
Comment faire une antenne active à large bande de vos propres mains, vous pouvez apprendre de cette vidéo.
L'antenne cadre magnétique est la solution économique la plus raisonnable pour un usage domestique. Les principaux avantages sont le fonctionnement à différentes fréquences, la facilité de montage et la compacité. Un appareil bien conçu peut recevoir et transmettre un excellent signal sur une assez longue distance.
À la mention d'une antenne magnétique, ceux sur la tige de ferrite viennent en quelque sorte immédiatement à l'esprit, et c'est en partie correct. Ce sont toutes des variétés du même type d'appareil. Une antenne cadre est appelée antenne magnétique, dont le périmètre est bien inférieur à la longueur d'onde. Les fameux zigzag et biquadrat (presque la même chose) sont aussi liés à la technologie en question. Et les antennes sur socle magnétique n'y sont pour rien. C'est juste une façon de ne rien attacher de plus. La base d'antenne magnétique le maintient solidement sur le toit de n'importe quelle voiture. Nous parlons aujourd'hui d'un design spécial. La beauté des antennes magnétiques est qu'elles peuvent fournir un gain relativement élevé à des longueurs d'onde relativement longues. De plus, la taille de l'antenne magnétique est assez petite. Discutons de notre titre et disons comment une antenne magnétique à faire soi-même peut être fabriquée.
Antennes magnétiques
Il est connu de la théorie que presque aucun rayonnement ne se produit dans le circuit oscillatoire de l'inducteur et du condensateur. Tout est fermé et l'onde peut osciller à la fréquence de résonance pendant un temps arbitrairement long, s'amortissant en raison de la présence d'une résistance active. Oui, les éléments de circuit, l'inductance et la capacité, en général, ont une impédance purement réactive (imaginaire). De plus, la taille dépend de la fréquence selon une loi assez simple. C'est quelque chose comme le produit de la fréquence angulaire (2 P f) par la valeur de l'inductance ou de la capacité, respectivement. Et maintenant, à une certaine valeur, les composantes imaginaires de signe opposé deviennent égales. En conséquence, l'impédance devient purement active, idéalement nulle.
En réalité, les battements sont encore amortis, car en pratique chaque circuit est caractérisé par un facteur Q. Rappelons que l'impédance se compose d'une partie purement active (réelle), telle que des résistances, et d'une partie imaginaire. Ces derniers comprennent la capacité dont la résistance est imaginaire négative et l'inductance à résistance imaginaire positive. Imaginez maintenant que dans le circuit, les plaques du condensateur ont commencé à être câblées jusqu'à ce qu'elles soient aux extrémités opposées de l'inductance. C'est ce qu'on appelle un vibrateur hertzien (dipôle), et est un type de demi-onde raccourcie et d'autres types de vibrateurs.
Si nous prenons et transformons la bobine en un seul anneau, nous obtenons l'antenne magnétique la plus simple. C'est une interprétation très simpliste, mais à peu près ce qu'elle est. De plus, le signal est retiré du côté opposé au condensateur à travers un amplificateur sur des transistors à effet de champ. Cela garantit une haute sensibilité de l'appareil. Eh bien, une antenne sur une tige de ferrite est une sorte d'aimant, seulement elle a beaucoup d'anneaux au lieu d'un. Ce type d'appareil tire son nom de sa haute sensibilité à la composante magnétique de l'onde. En particulier, lorsqu'on travaille sur une transmission, c'est elle seule qui est générée, générant la réponse d'un champ électrique.
La directivité maximale correspond à l'axe de la tige. De plus, les deux sens sont égaux. En raison du petit périmètre de l'antenne cadre par rapport à la longueur d'onde, sa résistance est assez faible. Cela peut être non seulement 1 Ohm, mais même une fraction d'Ohm. La valeur approximative peut être estimée par la formule :
R = 197 (U/λ) 4 Ohm.
U signifie le périmètre en mètres, dans les mêmes unités que la longueur d'onde . Enfin, R est la résistance au rayonnement, il ne faut pas la confondre avec celle active, qui est indiquée par le testeur. Ce paramètre est utilisé lors du calcul d'un amplificateur pour l'adaptation de charge. Par conséquent, pour les antennes en ferrite, vous devez multiplier cette valeur par le carré du nombre de tours.
Propriétés des antennes magnétiques
Voyons maintenant comment fabriquer vous-même une antenne magnétique. Vous devez d'abord déterminer la circonférence et la capacité du condensateur du trimmer. En fait, les caractéristiques d'une antenne magnétique sont telles qu'elle nécessite une approbation sans faute, mais plus encore à un autre moment. Le fait est que la marque de fabrique est un nombre incroyable d'options pour effectuer cette opération, donc un sujet de conversation distinct se profile.
La longueur du périmètre de l'antenne magnétique varie de 0,123 à 0,246 λ. Si vous souhaitez couvrir toute cette gamme, alors vous devez choisir le bon condensateur. En espace libre et dans une antenne magnétique, le diagramme de rayonnement se présente sous la forme d'un tore, que l'on peut observer en plaçant la bobine parallèlement au sol. Dans ce cas, la polarisation sera linéaire horizontale. C'est-à-dire que c'est une excellente option pour recevoir des émissions de télévision. L'inconvénient est que l'angle d'élévation du pétale dépend de la hauteur de la suspension. On pense que pour la distance à la Terre, elle sera de 14 degrés. Et cette impermanence est une qualité négative. Mais pour la radio, les antennes magnétiques sont assez souvent utilisées.
Le gain est de 1,76 dBi, 0,39 de moins que le vibrateur demi-onde. Mais la taille de ce dernier pour cette fréquence sera de plusieurs dizaines de mètres - eh bien, où allez-vous pour un tel whopper? Tirez vos propres conclusions. Notre antenne magnétique n'est pas si grande (le périmètre peut être de 2 mètres pour une longueur d'onde de 20 mètres, soit moins d'un mètre de diamètre). A titre de comparaison, à 34 MHz, que les camionneurs connaissent bien, grâce aux talkies-walkies, la longueur d'onde est de 8,8 mètres. En même temps, tout le monde sait que tous les Kamaz ne peuvent pas accueillir un bon vibromasseur demi-onde. Et, en passant, nous avons déjà décrit la conception de l'antenne cadre formée par le joint en caoutchouc de la lunette arrière d'une voiture de tourisme VAZ. Pour toutes ses petites dimensions, l'appareil fonctionnait assez bien.
Soit dit en passant, cette conception est considérée comme plus pragmatique que les antennes fouet typiques pour les voitures, où le réglage est effectué en modifiant l'inductance. Il y a moins de pertes. De plus, le diagramme de rayonnement couvre des angles d'élévation assez élevés, presque à la verticale. Ce n'est pas possible avec une antenne fouet.
Mais comment choisir la bonne circonférence ? Avec son augmentation, le gain augmente. C'est-à-dire qu'il doit satisfaire à la condition donnée ci-dessus et être aussi grand que possible. Dans ce cas, n'oubliez pas qu'il faut parfois couvrir plusieurs fréquences. De plus, au fur et à mesure que le périmètre s'agrandit, la bande passante de l'appareil augmente. Je dois dire qu'avec une largeur de canal typique de 10 kHz, ce n'est pas si important. De plus, les porteuses voisines des stations émettrices seront automatiquement coupées. En ce sens, plus ne veut pas nécessairement dire mieux. N'oubliez pas, cependant, que tout le tapage a été lancé dans un souci de renforcement. Ainsi, l'antenne est sélectionnée le long du périmètre maximum avec la sélectivité requise.
Maintenant, la question principale est : comment déterminer la capacité ? De sorte qu'avec l'inductance de la boucle, ils forment une résonance selon la formule bien connue. Quant à la détermination des paramètres du contour, la formule suivante est donnée pour cela :
L = 2U (ln (U/d) - 1,07) nH ;
où U et d sont la longueur de la boucle et son diamètre. Quel est le piège ici ? U = d, donc, au lieu de leur rapport, on pourrait prendre le logarithme népérien du nombre Pi. Que ce soit l'erreur de l'auteur, nous ne pouvons pas le dire. On prend peut-être en compte le fait que le condensateur d'accord enlève une partie de la longueur, ainsi que l'amplificateur... On retrouve la capacité par l'inductance connue à partir de l'expression de la résonance du circuit :
f = 1/2P LC ; où
= 1 / 4П 2 L f 2.
Un anneau est la conception la plus efficace et la plus répandue d'une antenne cadre, car, par rapport à d'autres formes géométriques, elle couvre la plus grande surface avec des périmètres égaux. Un octogone est très proche d'un anneau en termes d'efficacité, tandis qu'un carré ou un losange a une efficacité moindre.
En règle générale, un condensateur de réglage variable est placé au sommet d'un anneau monté verticalement, qui est mis à la terre au point opposé inférieur pour la protection contre la foudre.
Par souci de commodité de réglages, dans certaines versions de l'antenne, le condensateur est monté au bas de la bague et souvent dans le boîtier avec le dispositif d'adaptation.
Le contrôle à distance d'un condensateur de réglage variable n'est pas difficile à réaliser et, par conséquent, dans les antennes annulaires fixes, des condensateurs de réglage sont placés dans la partie supérieure de l'anneau. Ils gèrent également facilement la communication galvanique.
L'une des solutions est illustrée dans la figure ci-dessus sous la forme d'un T-match suivi d'un transformateur balun.
La version asymétrique avec correspondance gamma ressemble à :
Dans les deux cas, la longueur du segment L, en correspondance gamma, devrait être d'environ 0,1 de la circonférence de l'anneau, et la distance y devrait être d'environ λ / 200.
Le couplage et la terminaison inductifs sont également répandus en raison de leur facilité de mise en œuvre.
L'option la plus couramment utilisée est ce type:
A l'intérieur de la grande boucle, placez une petite boucle inductive avec un rapport de diamètre de 5 : 1. Grâce au couplage équilibré via un balun à noyau annulaire 1: 1, un câble coaxial de 50 ohms peut être connecté.
En communication asymétrique, le câble coaxial est connecté directement comme dans la figure ci-dessus (b).
Un procédé de couplage inductif électriquement réalisable est illustré à la figure (c). Montré ici est seulement une boucle d'attache d'un câble coaxial cassé.
son écran au milieu de la boucle. Le blindage de la partie de la moitié droite de la boucle est soudé à la base du grand anneau et à ce stade, l'antenne est mise à la terre. Déformant légèrement le câble du câble coaxial, ils réalisent un réglage fin de l'antenne au ROS minimum. On pense que le diamètre d doit être d'autant plus petit que le facteur Q de fonctionnement de l'antenne est élevé.
Expériences avec des antennes à boucle magnétique
Alexandre Grachev UA6AGW
L'année dernière, j'ai mis la main sur un morceau de câble coaxial de 6 mètres. Nom égatif : "Câble coaxial 1" souple LCFS 114-50 JA, RFS (15239211)". Il a un poids très léger, au lieu d'une tresse extérieure, un tuyau ondulé solide en cuivre sans oxygène d'un diamètre d'environ 25 mm, le conducteur central est un tube en cuivre
d'un diamètre d'environ 9 mm (voir photo). Cela m'a incité à commencer à construire une antenne cadre. C'est ce dont je veux vous parler.
La première antenne a été construite selon le schéma DF9IV. Avec un diamètre d'environ 2 m et la même longueur qu'une boucle d'alimentation constituée d'un câble coaxial, il fonctionnait très bien pour la réception, mais franchement mal pour l'émission, le ROS atteignait 5-6.
La largeur de bande de travail pour la réception (au niveau de –6 dB) est d'environ 10 kHz. En même temps, il supprimait parfaitement le bruit électrique, avec une certaine orientation dans l'espace, la suppression de la station interférente s'avérant facilement supérieure à 20 dB.
Après réflexion, je suis arrivé à la conclusion que la raison du ROS élevé est l'utilisation d'un conducteur interne avec un diamètre relativement petit de l'élément d'excitation. Il a été décidé de ne pas utiliser du tout le conducteur intérieur, le laissant sous la forme d'une boucle ouverte.
Le condensateur d'accord a été soudé au blindage extérieur. Les caractéristiques de réception ont changé de manière insignifiante, le minimum dans le diagramme est devenu moins prononcé, l'influence des objets environnants est devenue perceptible. Mais sur le transfert, peu de choses ont changé. De plus, après avoir relu l'article de Grigorov, il a été décidé de retirer la tresse extérieure du câble du cadre et de recouvrir le cuivre en deux couches de vernis «XB» (il n'y en avait pas de plus approprié, cependant, il protège bien le cuivre des
oxydation). Et puis, enfin, les premiers résultats positifs sont apparus. Le ROS est tombé à 1,5 et une vingtaine de contacts locaux ont été établis. L'antenne était à une hauteur de 1,5 m et pouvait tourner dans un plan vertical.
A titre de comparaison, un dipôle d'une longueur totale de 42,5 m a été utilisé, constitué d'un fil de champ avec une ligne électrique symétrique provenant d'une "nouille" téléphonique d'environ 20 m de long (une sorte d'antenne d'un "pauvre radio amateur"), situé sur le toit d'un immeuble de 5 étages à une hauteur d'environ 3 x mètres. Il a travaillé sur 40 et 80 mètres, alimenté par un appareil d'adaptation équilibré - SWR sur les deux bandes = 1,0. Malheureusement, les antennes étaient dans des QTH différents et il n'y avait pas
la capacité de faire des comparaisons directes. Mais l'expérience du fonctionnement du dipôle au cours de l'année a permis de juger de l'efficacité du bâti en première approximation.
Maintenant sur les résultats : 1) SWR est d'environ 1,5. 2) Tous les correspondants ont noté une diminution (de 1 à 2 points) du niveau de mon signal, par rapport à celui avec lequel ils m'entendent habituellement sur un dipôle.
Les pluies qui avaient commencé à ce moment-là (comme on dit : "tous les deux jours, tous les jours") ont rendu impossibles d'autres expériences d'antenne. La principale raison de l'impossibilité d'effectuer d'autres tests était les pannes constantes du réglage
condenseur en raison de l'augmentation de l'humidité de l'air.
J'ai peut-être essayé toutes les options qui s'offraient à moi, j'ai utilisé uniquement la connexion de plaques de stator, en connectant deux KPI en série, j'ai utilisé des condensateurs à partir d'un câble coaxial, des condensateurs haute tension
- tout s'est terminé par une chose - une panne. Je n'ai pas essayé uniquement les condenseurs à vide, leur coût prohibitif les a arrêtés.
Et ici, l'idée est venue d'utiliser la capacité par rapport au blindage extérieur du conducteur intérieur inutilisé. Une tentative de calcul de la longueur de câble requise sur la base de la capacité linéaire connue du câble n'a pas donné de résultats fiables, c'est pourquoi la méthode d'approximation graduelle a été utilisée.
C'était dommage de couper un câble aussi merveilleux, mais "la chasse est pire que le bondage". Le schéma de connexion est représenté sur la figure. Pour l'alimentation, une boucle d'un câble coaxial de 2 m de long a été utilisée, selon le schéma DF9IV, le câble d'alimentation de 50 ohms lui-même avait une longueur de 15 m.
Pour le réglage, un condensateur de type papillon de l'équipement VHF a été utilisé.
Les pannes complètement arrêtées, l'antenne a conservé tous les paramètres de base d'une antenne à boucle magnétique classique, mais est devenue monobande.
Les principaux résultats sont les suivants : 1) ROS de l'ordre de 1,5 (dépend de la longueur et de la forme de la boucle d'alimentation). 2) L'antenne magnétique perd sensiblement par rapport au dipôle (décrit ci-dessus) avec une hauteur de suspension comparable. Les expériences ont été réalisées dans un rayon de 80 m.
Pour m'engager dans d'autres expériences avec des antennes magnétiques, j'ai été incité par l'article de K. Rothammel dans le deuxième volume de son livre, consacré aux cadres magnétiques, et l'article de Vladimir Timofeevich Polyakov sur un cadre ou une antenne EH réelle, et pour comprendre les processus se produisant dans et autour des antennes, il s'est avéré être un article très utile sur les antennes en champ proche.
Après avoir lu l'article sur l'antenne frame-beam, j'avais plusieurs projets prometteurs, mais à l'heure actuelle un seul a été testé, et ce sera le sujet de discussion. Le schéma de l'antenne est illustré sur la figure, l'apparence est sur la photo :
Toutes les expériences énumérées ci-dessous ont été réalisées dans une plage de 40 m. Dans les premières expériences, l'antenne était à une hauteur de 1,5 m du sol. Différentes manières de connecter la partie "dipôle" (capacitive) de l'antenne au châssis ont été essayées, mais celle représentée sur la figure m'a semblé optimale. Ici, on a tenté d'équiper un bâti magnétique émettant une composante majoritairement magnétique avec des éléments émettant principalement une composante électrique.
Vous pouvez regarder la même antenne différemment: la bobine incluse au milieu du dipôle, pour ainsi dire, l'allonge aux dimensions requises, et en même temps, les rayons connectés en parallèle avec le condensateur d'accord ont leur propre capacité ( aux dimensions indiquées de l'ordre de 30-40 pF) et entrer dans la capacité totale du condensateur d'accord.
Le circuit formé par le conducteur interne et le condensateur, en plus d'augmenter le niveau du signal à la réception d'environ deux fois, décale apparemment la phase du courant du châssis lui-même, et fournit l'accord de phase nécessaire (une tentative de l'éteindre conduit à une augmentation du ROS à 10 ou plus). Peut-être que mon raisonnement théorique n'est pas tout à fait correct, mais comme d'autres expériences l'ont montré, l'antenne fonctionne dans cette configuration.
Même lors des toutes premières expériences, un effet intéressant a été remarqué - si, avec une partie dipôle fixe, tournez
une trame de 90 degrés - le niveau du signal à la réception chute d'environ 10 à 15 dB et de 180 degrés - la réception tombe presque à zéro. Bien qu'il soit logique de supposer que lors d'une rotation de 90 degrés, les motifs directionnels de la partie "dipôle" et du cadre coïncideront, mais apparemment, tout n'est pas si simple.
Une version intermédiaire de l'antenne a été réalisée, capable de tourner autour de son axe, afin de connaître le diagramme de rayonnement, il s'est avéré être le même que celui du cadre classique. L'antenne était alimentée par la même boucle de communication que dans les premières expériences. A l'heure actuelle, l'antenne est élevée à une hauteur de 3 mètres, les rayons sont parallèles au sol.
A propos des résultats :
1) TOS = 1,0 à 7050 kHz, 1,5 à 7000 kHz, 1,1 à 7100 kHz.
2) L'antenne ne nécessite pas de réglage de bande. Avec l'aide des condensateurs du circuit U de l'émetteur-récepteur, un certain réglage de l'antenne est possible si nécessaire.
3) L'antenne est très compacte.
À une distance allant jusqu'à 1000 km, le cadre et le dipôle ont à peu près la même efficacité, et à une distance de plus de 1000 km, le cadre fonctionne beaucoup mieux que le dipôle vague avec la même hauteur de suspension, tandis que le cadre est quatre fois
moins d'un dipôle. Le diagramme de directivité est proche de la circulaire, les minima sont à peine perceptibles. Une centaine de contacts ont été pris avec 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 9 régions de l'ex-URSS.
Un effet intéressant a été noté - l'évaluation de la force du signal dans la plupart des cas est restée approximativement la même, et à une distance du correspondant de 300 km et 3000 km, cela n'a pas été observé sur le dipôle. La réaction des opérateurs est intéressante,
quand j'ai dit sur quoi je travaillais, j'étais étonné qu'il soit possible de travailler dessus ! Toutes les expériences ont été réalisées sur un émetteur-récepteur SDR fait maison avec une puissance de sortie de 100 watts.
Matériel tiré du magazine CQ-QRP # 27
