Cadrez les antennes magnétiques. Expériences avec des antennes à boucle magnétique Conception KPE pour une antenne magnétique

L'antenne domestique à boucle magnétique est une excellente alternative aux antennes extérieures classiques. De telles conceptions vous permettent de transmettre des signaux jusqu'à 80 m.Pour leur fabrication, le câble coaxial est le plus souvent utilisé.

La 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 zone peuplée. Dans les mêmes conditions, les cadres montrent un résultat plus stable que les analogues.

Dans la pratique à domicile, les modèles les plus performants des fabricants populaires sont utilisés. La plupart des circuits sont donnés dans la littérature amateur des ingénieurs radio.

Antenne à boucle coaxiale magnétique intérieure

Assemblage d'antenne à faire soi-même

Matériaux pour la fabrication

L'élément principal est un câble coaxial de plusieurs types, de 12 m et 4 m de long.Pour construire un modèle de travail, vous avez également besoin de planches 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 adhérant à l'ordre de montage, vous pouvez obtenir un appareil fonctionnel la première fois:

• reliez des planches de bois avec une croix;
• découper des rainures dans les planches, correspondant au rayon du conducteur avec une profondeur ;
• percez des trous sur les lattes à la base de la croix pour fixer le câble. Découpez trois rainures entre elles.

Une exposition dimensionnelle précise vous permet de construire une structure avec une réception haute fréquence radio.

Forme de cadres magnétiques

Une antenne magnétique en câble coaxial est une boucle de conducteur qui est connectée à un condensateur. La boucle, en règle générale, a la forme d'un cercle. Cela est dû au fait que cette forme augmente l'efficacité de la conception. La zone de cette figure est la plus grande par rapport à la zone des autres corps géométriques, par conséquent, la couverture du signal sera augmentée. Les fabricants de produits pour radioamateurs produisent des cadres exactement ronds.

Installation de la structure sur le balcon

Pour que les appareils fonctionnent sur 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 monotour, car. le conducteur n'est pas torsadé. À ce jour, des programmes spéciaux tels que KI6GD vous permettent de calculer les caractéristiques des seules antennes à un tour. Ce type a fait ses preuves pour travailler sur des gammes de hautes fréquences. Leur principal inconvénient est leur grande taille. De nombreux spécialistes ont tendance à travailler à basse fréquence, c'est pourquoi l'installation de cadre magnétique est si populaire.

Des calculs comparatifs effectués sur plusieurs circuits à une, deux ou plusieurs spires, dans des conditions de fonctionnement similaires, ont montré l'efficacité douteuse des structures multi-spires. L'augmentation des spires n'est la plus opportune que pour réduire les dimensions de l'ensemble du dispositif. De plus, pour la mise en œuvre de ce schéma, il est nécessaire d'augmenter la consommation du câble, par conséquent, le coût des produits faits maison augmente de manière déraisonnable.

Feuille de cadre magnétique

Pour une efficacité maximale de l'installation, une condition doit être remplie : la résistance aux pertes dans l'âme de l'ossature doit être comparable à la résistance aux radiations de l'ensemble de la structure. Pour les tubes minces en cuivre, cette condition est facilement satisfaite. Pour les câbles coaxiaux de grand diamètre, cet effet est plus difficile à obtenir en raison de la résistance élevée du matériau. En pratique, les deux types de structures sont utilisés, car. d'autres types fonctionnent bien moins bien.

réception de trames

Si l'appareil remplit exclusivement la fonction de récepteur, des condensateurs ordinaires à diélectrique solide peuvent être utilisés pour son fonctionnement. Les cadres de réception pour réduire la taille sont multi-tours (faits de fil fin).

Pour les appareils de transmission, de telles conceptions ne conviennent pas, car. l'action de l'émetteur fonctionnera pour chauffer l'installation.

Tresse de câble coaxial

La tresse du cadre magnétique donne une plus grande efficacité que les tubes en cuivre et un épaississement du diamètre du conducteur. Pour les expériences à domicile, les modèles dans une coque en plastique noir ne conviennent pas, car. il contient une grande quantité de suie. Pendant le fonctionnement, les pièces métalliques à fort échauffement de la coque émettent des composés chimiques nocifs pour l'homme. De plus, cette fonction 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 de rayonnement de 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 coque créée par des facteurs externes - pluie, neige, glace - peut être affectée négativement. L'eau a des pertes plus élevées que le câble aux hautes fréquences. Comme le montre la pratique, il est possible d'utiliser de telles structures sur des 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, il est préférable de placer des appareils magnétiques en câble coaxial dans des pièces ou des endroits peu exposés aux précipitations : sous les faîtes des toits, 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, un arc peut se former en raison d'une tension haute fréquence qui, en cas de surchauffe, entraîne rapidement une prise du circuit ou une défaillance de cette pièce.

Les cadres pour les gammes haute fréquence sont horizontaux. 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, il est souvent impossible d'obtenir un placement idéal. L'installation du cadre magnétique est sans prétention à la proximité d'objets et de structures tiers - tours de ventilation, etc.

L'emplacement correct est sur le toit avec le noyau au loin afin qu'il n'y ait pas d'absorption du signal par les grands modèles. Compte tenu de cela, lorsqu'il est installé sur un balcon, son efficacité diminue. Cette disposition se justifie dans les cas où les récepteurs classiques ne fonctionnent pas correctement.

Synchronisation du cadre et du câble

La coordination des détails est obtenue en plaçant une boucle inductive de petite taille dans une grande. Pour une connexion symétrique, 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 le câble est attaché 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 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;
• aucune exigence particulière pour obtenir une réception de haute qualité (ces appareils fonctionnent de manière stable été comme hiver).

Défauts

Le principal inconvénient est l'ajustement constant des condensateurs lors du changement de plage de fonctionnement. Le niveau de bruit est réduit en tournant la structure, ce qui peut être extrêmement difficile pendant le fonctionnement en raison des formes géométriques et de la disposition 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 dotés d'inducteurs (téléviseurs, radios, etc.) même lorsque les antennes sont éteintes. Le niveau d'interférence peut être réduit en changeant l'emplacement de l'appareil.

Pendant le fonctionnement, ne touchez pas les pièces métalliques, en raison de la forte chaleur, vous pouvez vous brûler.

Nous le faisons nous-mêmes. Vidéo

Comment fabriquer une antenne active à large bande de vos propres mains, vous pouvez apprendre de cette vidéo.

L'antenne cadre magnétique est la solution la plus rentable pour un usage domestique. Les principaux avantages sont le fonctionnement à différentes fréquences, la facilité de montage et la compacité. Un appareil bien fait peut recevoir et transmettre un excellent signal sur une assez longue distance.

Les antennes radio aident à améliorer considérablement la qualité du son, à éviter 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 magnétique à cadre peut être remplacée avec succès par des appareils extérieurs pour recevoir des signaux radio d'une portée de 10 à 80 mètres grâce à l'utilisation de cadres. Ils peuvent être construits n'importe où dans la ville, ainsi que dans une voiture, au lieu de visser au corps. De telles antennes sont très pratiques et mobiles, cependant, avec une conception assez simple, leur utilisation présente certaines caractéristiques.

Dispositif d'antenne magnétique en boucle

Les antennes conventionnelles, en plus d'être solidement fixées, doivent avoir une masse très décente, ce qui est tout simplement impossible à apporter aux appareils de réception radio mobiles légers. Dans les conditions modernes, une issue a été trouvée - la masse requise est simplement imitée. Cela se fait à l'aide d'un câble coaxial coaxial qui, avec une longueur de la moitié de l'onde radio, prise avec un facteur de raccourcissement, agit comme un amplificateur d'impédance.

Le conducteur central (ou plusieurs) d'un tel câble est en cuivre pur ou étamé, ce qui apporte une résistance accrue au courant continu, et rend également le câble souple. La couche diélectrique est en polyéthylène granulé expansé. Ces matériaux confèrent 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 étamés. Pour améliorer 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 cadre. De tels dispositifs sont des bobines sur 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 que sans noyau.

Même de petites bobines sont capables de générer la même force électromotrice que de simples antennes à boucle, mais avec des dimensions plus importantes.

Les dimensions des noyaux sont de 0,1 à 0,3 mètre de longueur et de ½ à 1 m². voir section transversale. En règle générale, chaque bobine comporte 2 à 3 douzaines de tours de fil de cuivre.

Les cadres magnétiques d'une antenne à câble coaxial sont des boucles de matériau conducteur fixées à un condensateur. Le plus souvent, il y a des boucles de forme ronde, car de cette façon, l'appareil fonctionne beaucoup plus efficacement. L'aire d'un cercle est plus petite que l'aire d'autres formes géométriques, de sorte que la couverture des signaux radio sera plus élevée.

Noter! Dans les magasins pour radioamateurs, les cadres d'antennes sont vendus précisément sous une forme ronde. Cependant, il existe également 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 des formes rondes et carrées, un conducteur non torsadé est utilisé (de telles antennes sont appelées antennes à un tour), elles fonctionnent parfaitement dans les gammes de hautes fréquences, mais en même temps leurs dimensions sont assez grandes. Ces lacunes sont corrigées par la conception du cadre magnétique, qui gagne en popularité parmi les radioamateurs qui préfèrent les basses fréquences, qui sont multi-tours.

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 magnétique en boucle constituée d'un câble coaxial est principalement utilisée 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 de l'appareil récepteur, mais émises dans une direction différente. Les antennes en boucle sont les meilleures pour recevoir les ondes radio se propageant le long de son plan, mais elles ne captent pas du tout les signaux qui vont en parallèle. Afin d'obtenir le meilleur son sans interférence de la station de radio souhaitée, il vous suffit de faire pivoter le cadre autour de son axe.

De tels mécanismes peuvent être placés sur le toit du bâtiment. Cependant, il faut tenir compte du fait que ces antennes doivent être plus hautes que les autres (donc, lorsqu'elles sont installées sur un balcon, l'efficacité diminue). Dans le même temps, le fonctionnement des dispositifs d'antenne à boucle magnétique n'est pas affecté par la proximité d'autres objets et structures (tours de ventilation, tuyaux, etc.).

Le positionnement idéal est presque impossible à réaliser, cependant, il est préférable de monter l'antenne de sorte que le noyau de ferrite soit dirigé vers l'extérieur, auquel cas le signal radio ne sera pas brouillé par des antennes plus grandes.

Pour un fonctionnement normal de l'antenne cadre avec un câble coaxial, il est nécessaire de synchroniser le fil lui-même et les boucles. La cohérence peut être obtenue en plaçant de petites boucles d'induction dans des boucles de grand diamètre. Pour faire fonctionner la structure de manière symétrique, un dispositif de transformateur d'équilibrage peut lui être ajouté. Si la symétrie radio n'est pas requise, le câble d'antenne peut être connecté directement.

Pour l'antenne, il est nécessaire de prévoir une mise à la terre, elle se fait dans la zone où la boucle est attachée au point où se trouve 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 lors de l'installation et du fonctionnement ultérieur, il est donc conseillé de déterminer quelle longueur sera suffisante avant d'acheter l'antenne.

L'installation d'une antenne cadre magnétique dans une voiture semble être une affaire simple, mais cette manipulation doit être effectuée avec beaucoup de soin. Avant de placer l'antenne magnétique sur la carrosserie, il est nécessaire de nettoyer le futur site d'installation et le patin magnétique de l'antenne de l'obstruction, sinon la peinture de la voiture pourrait être endommagée.

Avantages et inconvénients de l'appareil

Les antennes magnétiques à câble coaxial présentent de nombreux avantages par rapport à d'autres appareils similaires :

• ils sont relativement faciles à installer et, à l'avenir, ils ne nécessitent pas d'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 propre 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 à base magnétique sont très mobiles, c'est-à-dire vous pouvez les installer en quelques minutes et n'importe où dans la voiture (aucun perçage n'est requis), ce qui peut apporter une touche notable à l'extérieur de la voiture (en plus, vous pouvez mettre plusieurs antennes : à différents endroits, ce qui démontre une fois de plus la "coolness" du propriétaire de la voiture) ;
• étant donné que le gain du signal radio diminue fortement aux longueurs d'onde inférieures à 1/10 de la longueur du périmètre, l'antenne magnétique de réception aide à protéger la 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 de type extérieur, tandis que le 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 de la radio, vous devez ajuster en permanence les condensateurs à capacité variable pour une réception plus claire du signal ;
• le moyen le plus simple de se débarrasser des interférences et des bruits terrestres étrangers est de tourner la conception de l'antenne autour de son propre axe et en même temps de changer son emplacement, cependant, pour les dispositifs magnétiques à cadre, de telles manipulations sont difficiles en raison de la forme différente des cadres et l'emplacement peu pratique du câble en bois ;
• lors de la transmission du signal, les éléments structurels métalliques sont très chauds, ce qui est lourd de brûlures s'ils sont manipulés avec négligence ;
• après l'installation, la longueur du câble coaxial ne peut pas être modifiée, car la réception peut se détériorer considérablement, ce qui est dû à une défaillance des paramètres du 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 le chargeur, elle est de 50 ohms, donc pour l'adaptation, il est nécessaire de former un cadre en forme de rectangle, où les côtés courts sont moitié moins longs comme les plus longs, la résistance d'entrée sera également de 50 ohms, cependant, structurellement, c'est plutôt compliqué et peu pratique ;
• plus la masse réelle de l'antenne magnétique est remplacée par un fil coaxial, plus la qualité de réception est faible, donc les antennes de ce type doivent être choisies très judicieusement.

Assemblage d'antenne à faire soi-même

Les antennes à boucle magnétique ont une conception assez simple, elles peuvent donc être fabriquées même par des radioamateurs peu expérimentés. Une telle antenne peut être assemblée à l'aide d'un câble coaxial de n'importe quelle taille.

Pour créer l'instance la plus simple d'une antenne magnétique, les éléments constitutifs suivants sont requis :

• câble coaxial (coaxial) de marque RG213, environ 12 mètres ;
• câble de marque RG58, environ 4 mètres ;
• planches de bois sec, 2 sur 4 cm en quantité de 4 pièces;
• condensateur de capacité de 100 picofarads, 1 pièce, tandis que la distance entre les plaques ne doit pas dépasser 3 mm ;
• connecteur coaxial, une pièce.

Le montage des pièces d'une antenne magnétique à cadre 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 spires de fil RG213.

De plus, deux trous sont percés dans les barres transversales situées en haut, à gauche et à droite, où les extrémités du câble seront solidement fixées. Trois rainures doivent être découpées entre elles. Les dimensions de la base transversale ne sont pas si importantes, mais le côté du câble coaxial doit être exactement de 67 centimètres.

La trame doit avoir la somme des longueurs des côtés, identique à 1/10 de la longueur d'onde de la gamme FM inférieure ou la fréquence d'onde courte requise. Cependant, si le signal radio est suffisamment puissant, un périmètre égal à 1/10 de la longueur d'onde du canal FM supérieur est acceptable.

Si une telle antenne maison est prévue pour être utilisée pendant une longue période (à la fois à l'extérieur et à l'intérieur), il est préférable de prendre un câble en cuivre technique avec une tresse en feuille (parfois un tube poli pour briller convient également). Sinon, avec le temps, on ne peut s'attendre à une bonne réception radio.

Pour la coloration, 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 est nécessaire que les pertes dans son âme soient adéquates à la résistance de l'ensemble du système.

Les antennes à boucle magnétique utilisant un câble coaxial sont une version moderne et améliorée des antennes à boucle conventionnelles, qui offrent une excellente réception radio principalement dans la gamme FM et ont une mobilité accrue. Vous pouvez assembler vous-même une copie entièrement fonctionnelle sans même suivre de formation spéciale.

Vidéo

Bonjour à tous!
Hier, j'ai eu quelques heures de temps libre. J'ai décidé de mettre en œuvre une idée de longue date - fabriquer une antenne magnétique (cadre magnétique). Cela a été facilité par l'apparition de la radio Degen. Ayant fabriqué une antenne magnétique pour la radio Degen, j'ai été surpris - ça marche pas mal !

Parce que les gens demandent beaucoup sur cette antenne, je poste un simple croquis
données de trame

Esquisse d'une antenne magnétique pour les bandes HF

• le diamètre du grand cadre est de 112 cm (un tube d'un climatiseur ou d'un équipement de bouteille de gaz d'une voiture), il est très pratique et peu coûteux d'utiliser un cerceau de gymnastique en aluminium
• le diamètre du petit cadre est de 22 cm (le matériau est un fil de cuivre d'un diamètre de 2 mm, il peut être plus fin, mais le cercle lui-même ne tient plus sa forme)
• le câble RG58 se connecte directement au petit châssis et va au récepteur radio (vous pouvez utiliser un transformateur 1 vers 1 pour exclure la réception sur le câble)
• KPE 12 / 495x2 (tout autre peut être utilisé, la bande de fréquence de fonctionnement changera simplement)
• gamme 2,5 - 18,3 MHz
• pour que la trame commence à recevoir 1,8 MHz, ajouter un condensateur de 2200 pF en parallèle

L'idée n'est pas nouvelle. L'une des options réside. Il s'agit d'un seul cadre. J'ai quelque chose comme ce qui suit

L'accueil est formidable même au 1er étage d'une maison particulière. Je suis ébahi. Cette antenne magnétique simple (boucle magnétique) possède des propriétés sélectives. Le réglage pour les basses fréquences est net, pour les hautes fréquences, il est plus doux. Avec un KPE 12 / 495x2 conventionnel à une section, l'antenne est opérationnelle jusqu'à la gamme 18 MHz. Avec la connexion de la deuxième section - la limite inférieure est de 2,5 MHz.
Le travail de la trame sur la bande 7 MHz a été particulièrement impressionnant. Il s'avère être une antenne magnétique parfaite pour Degena.

enfin la vidéo

Ce qui n'est pas clair demander. de RN3KK

Ajouté le 19/06/2014
Ici, il a déménagé dans un nouveau QTH au 9ème étage d'un immeuble de 9 étages. Beaucoup moins de stations sont reçues sur le télescope récepteur standard Sony TR-1000 que sur le cadre magnétique. +La bande passante très étroite de l'antenne en fait un excellent présélecteur. Hélas, il n'y a pas de magie, quand un voisin d'en bas allume son plasma, la réception se coupe partout... même à 144 MHz...

Ajouté le 18/08/2014
Il n'y a pas de limite à la surprise. J'ai placé cette antenne sur la loggia du 9ème étage. Dans la gamme 40m, beaucoup de stations japonaises ont été entendues (portée vers le Japon 7500 km). Sur 80m, une seule station japonaise a été reçue le même jour. L'antenne mérite attention. Je ne pouvais même pas penser que des itinéraires longue distance puissent être reçus sur cette antenne magnétique (cadre magnétique) ..

Ajouté le 25/01/2015
Le cadre magnétique fonctionne également pour la transmission. Aussi étrange que cela puisse paraître, ils répondent. Cela fonctionne pas mal à 14 MHz, sur les bandes inférieures l'efficacité n'est plus la même - il faut augmenter le diamètre. Même avec une puissance de 10 watts, la lampe à économie d'énergie mise en place brillait presque à pleine puissance.

Les antennes à boucle magnétique réduite sont relativement rarement utilisées par les radioamateurs amateurs. Cependant, avec leurs défauts, tels qu'une faible efficacité et une bande passante étroite, ils présentent un certain nombre d'avantages. Il s'agit de la possibilité de sélection spatiale et fréquentielle du signal radio, c'est-à-dire orientation de l'antenne en fonction du maximum du signal utile ou du minimum du signal parasite. Sélection d'un signal utile par la méthode de désaccord en fréquence, ainsi que ses faibles dimensions géométriques par rapport à la longueur d'onde. Par conséquent, les antennes à boucle sont les plus largement utilisées comme antennes de réception pour les radiogoniomètres et les récepteurs de radiodiffusion fonctionnant dans les gammes d'ondes longues, moyennes et courtes.

De telles antennes sont utilisées le plus souvent dans des conditions de terrain et peuvent être réglées en portée avec un triple changement de fréquence. L'efficacité de l'antenne dépend de ses dimensions géométriques par rapport à la longueur d'onde, voir fig. un.

Cette antenne est également utilisée comme antenne d'émission. Avec de petites tailles de châssis, l'amplitude et la phase des oscillations du courant circulant dans le châssis sont pratiquement constantes sur tout le périmètre. L'intensité de rayonnement maximale correspond au plan du cadre. Dans le plan perpendiculaire du cadre, le diagramme de rayonnement a un minimum net et le diagramme global de l'antenne cadre a la forme d'un chiffre huit.

Intensité du champ électrique E onde électromagnétique (V/m) à distance ré (??3) de transmettre antenne cadre, est calculé par la formule :

où:
je - courant dans le bâti (A) ; n - nombre de tours; ré — distance (km) ;
S - superficie du cadre (m²); ? — longueur d'onde de travail (m) ;
Parce que ? est l'angle entre le plan du repère et la direction au point considéré.

CEM E , induit dans accueil antenne cadre, est calculé par la formule :

où:
n - nombre de tours;
S - zone de cadre ;
E — l'intensité du champ électrique au point observé ;
Parce que ? est l'angle entre le plan du cadre et la direction d'arrivée des ondes.

Le diagramme de rayonnement en forme de huit du cadre permet d'utiliser ses minimums du diagramme afin de l'accorder dans l'espace à partir d'interférences rapprochées ou de rayonnements indésirables dans une certaine direction dans les zones proches jusqu'à 100 km.

Le dispositif d'antenne est classique et est représenté sur la fig. 2, il est constitué d'un circuit oscillant ouvert sous la forme d'une inductance déployée accordée par le condensateur C à la résonance. Selon DK5CZ, la bande passante augmente également trois fois avec une augmentation de la fréquence d'accord et, à un niveau de 0,707, elle a une bande passante de 3 à 30 kHz. Dans la fabrication de l'antenne, il faut respecter le rapport des diamètres de l'anneau rayonnant et de la bobine de couplage D/d comme 5/1, elle est constituée d'un câble coaxial, situé à proximité immédiate de l'anneau rayonnant sur le côté opposé du condensateur, et ressemble à la Fig. 3.

Puisqu'un courant important circule dans le cadre rayonnant, atteignant des dizaines d'ampères, le cadre dans les gammes de fréquences de 1,8 à 30 MHz est constitué d'un tube de cuivre d'un diamètre d'environ 40 à 20 mm, et le condensateur d'accord de résonance ne doit pas avoir contacts frottants. Sa tension de claquage doit être de 10 kV avec une puissance d'entrée jusqu'à 100 W. Le diamètre de l'élément rayonnant dépend de la gamme de fréquences utilisée et est calculé à partir de la longueur d'onde de la partie haute fréquence de la gamme λv, où le périmètre du cadre est P = 0,25λv.

Nous élargissons la bande passante du cadre et augmentons l'efficacité

Le seul problème qui se produit avec toutes les antennes à boucle raccourcies est la bande étroite. Dans la plage de 180 à 160 m avec un facteur de qualité d'antenne de 200 ... 250, la bande passante au niveau de 0,707 sera d'environ 6 kHz, ce qui est un gros inconvénient lors du réglage de la fréquence de la station de radio. La restructuration de l'antenne au sein de la gamme peut également se faire discrètement, à l'aide d'un relais et d'un jeu de condensateurs de capacité constante.

Pour étendre la bande passante de l'antenne cadre et améliorer son efficacité, vous pouvez utiliser plusieurs antennes similaires, qui sont situées de telle manière les unes par rapport aux autres qu'il existe une connexion magnétique entre elles. Et cela signifie que les cadres doivent être parallèles les uns aux autres. Dans ce cas, il suffit d'alimenter une seule antenne, et le reste élargira la bande passante de l'ensemble du système et augmentera le niveau du signal d'environ 3 dB. Sur la fig. 4a montre la réponse en fréquence d'une antenne à boucle unique, sur la fig. 4b - réponse en fréquence de deux (ou plusieurs) de ces antennes.

Les cadres doivent avoir les mêmes paramètres géométriques et électriques et sont installés parallèlement les uns aux autres à une distance ne dépassant pas le diamètre du cadre. La distance est déterminée par la bande passante requise sans sacrifier le gain supplémentaire. La boucle de communication est installée sur n'importe lequel des cadres, de sorte que le second fonctionne indépendamment. L'antenne cadre fonctionne encore mieux s'il y en a trois, c'est-à-dire un au milieu et deux supplémentaires sont placés à une distance de la moitié du diamètre du cadre des deux côtés dans le même plan.

Si le radioamateur a du mal à faire tourner une telle structure, alors le principe du goniomètre peut être utilisé et les cadres sont placés perpendiculairement. Ensuite, seule la boucle de liaison doit être tournée. Vous obtenez presque un radiogoniomètre.

73 ! UA9LBG & Radio-Vector-Tyumen

Ce poste est pour les débutants.
radioamateurs et pour ceux qui n'ont pas accès
sur le toit de votre maison. Sushko S.A. (ex. UA9LBG)

Les antennes magnétiques (Magnetic Loop) de type ML en raison de leur petite taille sont de plus en plus populaires. Tous peuvent être placés sur des balcons et des rebords de fenêtre. Il est indéniable que les antennes magnétiques à un tour avec un condensateur à vide et une boucle de communication ont acquis une popularité classique, à l'aide desquelles il est possible d'effectuer des communications radio même avec d'autres continents.

Des antennes à deux cadres sous la forme d'un chiffre huit ont commencé à apparaître relativement récemment parmi les radioamateurs, bien qu'à l'aube de l'avènement des communications CBS en Russie, de telles antennes aient été pratiquées avec un certain succès dans les systèmes de sécurité d'autoradio dans la bande 27 MHz , voir Fig. 1.a. L'antenne de la voiture se composait de deux cadres identiques (boucles) L1 ; L2 et d'un condensateur résonant commun C1, situé dans le ventre de la tension. Avec un périmètre d'antenne d'environ 5 mètres, le radioamateur Sterlikov A. ( RA9SUS) a effectué des communications avec 36 pays avec une puissance allant jusqu'à 30 watts. L'antenne était alimentée directement par le câble coaxial. Et de telles antennes sont pratiquées depuis la fin des années 60, début des années 70 du siècle dernier. Le circuit équivalent d'une telle antenne est représenté sur la Fig. 1.b.

Bien que monotourMLsont actuellement largement utilisés par les radioamateurs, une caractéristique de celui à deux tours est que son ouverture est deux fois plus grande que celle du classique. Le condensateur C1 peut modifier la résonance de l'antenne avec un chevauchement de fréquence de 2 à 3 fois et le périmètre total du cercle de deux boucles ≤ 0,5 λ. Cela correspond à une antenne demi-onde et sa petite ouverture de rayonnement est compensée par un facteur de qualité accru. La coordination du chargeur avec une telle antenne se fait au mieux par couplage inductif ou capacitif.

Parenthèse théorique : La double boucle peut être considérée comme un système oscillatoire mixteLL etSystèmes LC. Ici, pour un fonctionnement normal, les deux bras sont chargés sur le milieu de rayonnement de manière synchrone et en phase. Si une demi-onde positive est appliquée à l'épaule gauche, alors exactement la même chose est appliquée à l'épaule droite. L'EMF d'auto-induction qui a pris naissance dans chaque bras sera, selon la règle de Lenz, opposée à l'EMF d'induction, mais puisque l'EMF d'induction de chaque bras est de direction opposée, l'EMF d'auto-induction coïncidera toujours avec la direction de l'induction du bras opposé. Ensuite, l'induction dans la bobine L1 sera additionnée à l'auto-induction de la bobine L2, et l'induction de la bobine L2 - à l'auto-induction L1. Tout comme dans le circuit LC, la puissance de rayonnement totale peut être plusieurs fois supérieure à la puissance d'entrée. L'énergie peut être fournie à n'importe lequel des inducteurs et de n'importe quelle manière.

En transformant l'antenne d'une forme rectangulaire en une forme ronde (Fig. 1.a), nous obtenons l'antenne illustrée à la Fig. 2.a. On pense à juste titre que la forme ronde de l'antenne magnétique est plus efficace que la forme rectangulaire.

Peu à peu, la conception des cadres L1 et L2 a été simplifiée, ils ont commencé à être inclus sous la forme d'un huit, dans les figures 2.a. et 2.b. Il y avait donc un ML à deux images sous la forme d'un huit. Appelons-le conditionnellement ML-8.

ML-8, contrairement à ML, a sa propre particularité - il peut avoir deux résonances, le circuit oscillant L1; C1 a sa propre fréquence de résonance et L2; C1 a la sienne. La tâche du concepteur est d'atteindre l'unité des résonances et l'efficacité maximale de l'antenne, par conséquent, la fabrication des boucles L1 et L2 doit être la même. En pratique, une erreur instrumentale de quelques centimètres modifie l'une ou l'autre inductance, les fréquences d'accord de résonance divergent, et l'antenne reçoit un certain delta de fréquence. Parfois, le concepteur le fait exprès. Ceci est particulièrement pratique pour les boucles multi-tours. En pratique, les ML-8 font un usage intensif du LZ1AQ; K8NDS et d'autres déclarant sans équivoque qu'une telle antenne fonctionne bien mieux qu'une antenne à boucle unique, et que le changement de sa position dans l'espace peut être facilement contrôlé par sélection spatiale, ce qui est confirmé par la photo ci-dessous dans le texte de l'antenne à 145 MHz.

Les calculs préliminaires montrent que pour le ML-8 pour une portée de 40 mètres, le diamètre de chaque boucle à efficacité maximale sera légèrement inférieur à 3 mètres. Il est clair qu'une telle antenne ne peut être installée qu'en extérieur. Et nous rêvons d'une antenne ML-8 efficace pour un balcon ou même un rebord de fenêtre. Bien sûr, vous pouvez réduire le diamètre de chaque boucle à 1 mètre et régler la résonance de l'antenne avec le condensateur C1 à la fréquence requise, mais l'efficacité d'une telle antenne diminuera de plus de 5 fois. Vous pouvez aller dans l'autre sens, conserver l'inductance calculée de la boucle, en utilisant non pas un, mais deux tours, laissant le condensateur résonnant avec la même valeur nominale. Sans doute l'ouverture de l'antenne diminuera, mais le nombre de spires "N" compensera en partie cette perte, selon la formule ci-dessous :

D'après la formule ci-dessus, on peut voir que le nombre de tours N est l'un des multiplicateurs du numérateur et se trouve dans la même ligne, à la fois avec l'aire du tour-S et avec son facteur de qualité Q.

Par exemple, un radioamateur OK2ER(voir Fig.3) a considéré qu'il était possible d'utiliser un ML à 4 tours avec un diamètre de seulement 0,8 m dans la plage de 160 à 40 m.

L'auteur de l'antenne rapporte que l'antenne fonctionne nominalement à 160 mètres et est davantage utilisée pour la surveillance radio. Dans la gamme de 40m. il suffit d'utiliser un cavalier qui réduit de moitié le nombre de tours de travail. Faisons attention aux matériaux utilisés - le tuyau en cuivre de la boucle provient du chauffage de l'eau, les clips les reliant à un monolithe commun sont utilisés pour installer des conduites d'eau en plastique et une boîte en plastique scellée a été achetée dans un magasin d'électricien. L'adaptation de l'antenne avec le feeder est capacitive, et probablement selon l'un des schémas présentés, voir Fig.4.

En plus de ce qui précède, nous devons comprendre ce qui affecte négativement le facteur de qualité Q de l'antenne dans son ensemble :

D'après la formule ci-dessus, nous voyons que la résistance active de l'inductance Rk et la capacité du système oscillant Sk doivent être minimales. C'est pourquoi tous les ML sont fabriqués à partir d'un tuyau en cuivre d'un diamètre aussi grand que possible, mais il existe un cas où le tissu de boucle est en aluminium, et le facteur de qualité d'une telle antenne et son efficacité chutent de 1,1 à 1,4 fois .

Quant à la capacité du système oscillatoire, tout est ici plus compliqué. Avec une taille de boucle constante L, par exemple, à une fréquence de résonance de 14 MHz, la capacité C ne sera que de 28 pF, et le rendement = 79 %. A une fréquence de 7 MHz, efficacité = 25%. Alors qu'à une fréquence de 3,5 MHz avec une capacité de 610 pF, son efficacité = 3%. Par conséquent, ML est le plus souvent utilisé pour deux plages, et la troisième (la plus basse) est considérée comme un simple aperçu. Par conséquent, dans les calculs, nous allons "danser depuis le poêle", c'est-à-dire de la plage la plus élevée sélectionnée par le radioamateur avec une capacité minimale C1.

Diagramme de rayonnement ML-8 reste exactement le même que la variante ML. Les deux versions des antennes conservent complètement le diagramme de rayonnement à huit points et la polarisation correspondante. Sur la photo, à l'aide d'une lampe à décharge de gaz, les niveaux de rayonnement de l'antenne sont clairement indiqués de différents côtés.

Nous concevons une antenne pour une portée de 20m.

Maintenant armé de quelques connaissances de base sur la conception du ML-8, essayons de calculer manuellement notre antenne.

La longueur d'onde pour une fréquence de 14,5 MHz est (300 / 14,5) - 20,68 m.

La circonférence de chaque boucle quart d'onde L1 ; L2 sera de 5,17 m. Prenons -5m.

Le diamètre du cadre sera de : 5/3.14 - 1.6m.

Conclusion: Une seule charnière ML peut s'adapter à l'intérieur d'un balcon, mais une ML-8 est peu probable...

Plions chaque boucle en deux, mais son diamètre, tout en conservant l'inductance donnée (4 μH), sera légèrement différent vers le bas. Recourons à un calculateur radioamateur assez populaire et déterminons les dimensions géométriques d'une boucle à deux tours avec la même inductance.

Conformément aux calculs, les paramètres de chaque boucle seront les suivants : Avec un diamètre d'âme (tuyau en cuivre) de 22 mm, le diamètre de la double boucle sera de 0,7 m, la distance entre les spires sera de -0,21 m, l'inductance de la boucle sera 4.01uH. Les paramètres de conception requis de la boucle à d'autres fréquences sont résumés dans le tableau 1.

Tableau 1.

Fréquence d'accord (MHz)	Condensateur C1 (pF)	Bande passante (kHz)

Noter: L'antenne ML-8 a non seulement augmenté la bande passante, mais également augmenté le gain.

En hauteur, une telle antenne ne mesurera que 1,50-1,60 m. Ce qui est tout à fait acceptable pour une antenne de type - ML-8 d'une version balcon et même une antenne accrochée à l'extérieur de la fenêtre d'un immeuble résidentiel de grande hauteur. Et son schéma de câblage ressemblera à la Fig. 6.a.

Puissance d'antenne peut être capacitif ou inductif. Les options de couplage capacitif sont illustrées à la Fig. 4 et peuvent être sélectionnées à la demande du radioamateur.

L'option la plus économique est le couplage inductif. Il n'est pas utile de le répéter dans la représentation schématique de la boucle de communication, elle est totalement identique à celle des antennes de type ML, à l'exception du calcul de son périmètre.

Calcul du diamètre (d) de la boucle de communication ML-8à partir du diamètre calculé de deux boucles.

La circonférence de deux boucles est après recalcul 4,4 * 2 = 8,8 mètres.

Calculer le diamètre imaginaire de deux boucles D = 8,8m / 3,14 = 2,8 mètres.

Calculer le diamètre de la boucle de communication-d= D/5. = 2,8/5 = 0,56 mètres.

Étant donné que dans cette conception, nous utilisons un système à deux tours, la boucle de communication doit également avoir deux boucles. Nous le tordons en deux et obtenons une boucle de communication à deux tours d'un diamètre d'environ 28 cm. La sélection de la communication avec l'antenne est effectuée au moment de clarifier le SWR dans la gamme de fréquences prioritaire. La boucle de communication peut avoir une connexion galvanique avec le point zéro de tension (Fig. 6.a.) et être située plus près de celui-ci.

Éléments d'accord et d'indication d'antenne

1. Pour régler l'antenne magnétique sur la résonance, il est préférable d'utiliser des condensateurs à vide avec une tension de claquage élevée et un facteur de qualité élevé. De plus, à l'aide d'une boîte de vitesses et d'un entraînement électrique, son réglage peut être effectué à distance.

Nous concevons une antenne de balcon économique, qui peut être approchée à tout moment, changée de position dans l'espace, reconstruite ou commutée sur une autre fréquence. Si aux points "a" et "b" (voir Fig. 6.a.) au lieu d'un condensateur variable rare et coûteux avec de grands écarts, connectez une capacité constituée de segments de câble RG-213 avec une capacité linéaire de 100 pF / m , vous pouvez alors modifier instantanément les paramètres de fréquence et le condensateur d'accord C1 pour affiner la résonance d'accord. Le câble du condensateur peut être enroulé et scellé de n'importe quelle manière. Un tel ensemble de conteneurs peut être disponible pour chaque gamme séparément, et inclus dans le circuit via une prise électrique conventionnelle couplée à une prise électrique. Les capacités C1 approximatives par plages sont indiquées dans le tableau 1.

2. Il est préférable d'indiquer le réglage de l'antenne à la résonance directement sur l'antenne elle-même (c'est plus clair de cette façon). Pour ce faire, il suffit non loin de la bobine de communication sur la toile 1 (point de tension zéro) d'enrouler étroitement 25 à 30 tours de fil MGTF et de sceller l'indicateur de réglage avec tous ses éléments contre les précipitations. Le schéma le plus simple est illustré à la Fig.7.

Emetteur électrique, c'est un autre élément de rayonnement supplémentaire. Si l'antenne magnétique émet une onde électromagnétique avec la priorité du champ magnétique, alors l'émetteur électrique remplira la fonction d'un émetteur supplémentaire du champ électrique-E. En fait, il devrait remplacer la capacité initiale C1, et le courant de drain, qui passait auparavant inutilement entre les plaques fermées de C1, travaille maintenant pour un rayonnement supplémentaire. Maintenant, la part de la puissance d'entrée sera également rayonnée par des émetteurs électriques, fig. 6.b. La bande passante augmentera jusqu'aux limites de la bande amateur comme dans les antennes EH. La capacité de ces émetteurs est faible (12-16pF, pas plus de 20), et par conséquent leur efficacité dans les gammes de basses fréquences sera faible. Vous pouvez vous familiariser avec le travail des antennes EH aux liens:

Antenne taper Observateur radio ML-8 simplifie grandement la conception dans son ensemble. En tant que matériau des boucles L1; L2, vous pouvez utiliser des matériaux moins chers, par exemple un tuyau en PVC avec une couche d'aluminium à l'intérieur pour la pose d'une conduite d'eau d'un diamètre de 10-12 mm. Au lieu de condensateurs haute tension, des condensateurs ordinaires avec un petit TKE peuvent être utilisés, et pour un réglage de fréquence en douceur, utilisez des varicaps doubles contrôlées à partir d'un site d'observation radio.

Conclusion

Toutes les mini-antennes, quelles qu'elles soient, par rapport aux antennes simples extensibles et classiques, demandent beaucoup de main d'oeuvre et de compétences de serrurier. Mais l'impossibilité d'installer des antennes extérieures oblige les radioamateurs à utiliser à la fois les antennes EH et ML. La conception de la boucle magnétique à deux tours est pratique car tous les éléments de réglage, d'adaptation et d'indication peuvent être placés dans un boîtier hermétique. L'antenne elle-même peut toujours être cachée des voisins difficiles en utilisant l'une des méthodes disponibles, un bon exemple est sur la photo ci-dessous.