Зміст:
- Зв’язок та антени для рацій
- Як можна збільшити дальність радіостанції, переробивши антену
- Процес виготовлення антени для рації
Ми не рекомендуємо своїми руками робити антени на рації для автомобілів з тієї простої причини, що згодом обладнання складно налаштувати. А в штатних пристроях біля основи, як правило, є щось на зразок гайки з тим, щоб водій міг налаштувати свій прилад на хвилі, використовувану в зв’язку. А ось для ручних моделей все інакше. Антена для рації своїми руками може бути зроблена, якщо, однак для великих підприємств, які купують частоту, можуть виникнути і проблеми. Справа в тому, що державний комітет стежить за проданим товаром, щоб споживачі не заважали один одному. Наприклад, залізні дороги не перетиналися з судноремонтними заводами. Там і там іноді потрібно зв’язок, і якщо кожен почне своє обладнання покращувати, то є шанс, що абоненти будуть чути один одного, але от тільки працюючи на різних підприємствах. Як бути в цьому випадку? Запитайте у ГКРЧ, там повинні дати рекомендації, може бути досить буде всього лише продемонструвати їх фахівцям в дії доопрацювання для оцінки впливу її на сусідні домени зв’язку.
Зв’язок та антени для рацій
Ми вже неодноразово говорили, що в буденності частіше використовуються лінійна і кругова поляризація, причому остання – переважно на супутниках. Не виняток і рації. Як відомо, горизонтальну поляризацію забрала для себе телебачення, залишивши вертикальну радіомовлення і… раціях. І це логічно. Коли ми тримаємо рацію, то антена знаходиться майже вертикально. Так, є сигнал, відбитий від місцевості, який повернутий на якийсь кут, за рахунок цього тупуватий військовий може демонструвати, як він порушує закони фізики… Але це все дурниця. Насправді ідеальний прийом ведеться саме на вертикально стоїть антену.
Що вона з себе представляє? Ті, хто прочитав наші огляди про саморобні антени, будуть вражені, але анітрохи не здивовані. Ми знову маємо справу з несиметричним четвертьволновым вібратором, виготовленим з шматка звичайного коаксіального кабелю. Знову? Ну, так. Поляризація та ж, частоти – десь між чому то має змінюватися? Ми просто навіть одного разу сказали, що телевізійну антену з кабелю можна поставити вертикально і ловити радіо, якщо таке знайдеться на потрібній хвилі… (Див. також: Вай фай антена своїми руками)
А як же рідна антена рації? Всередині набалдашника зазвичай стоїть мідна спіраль, кінчик якої найчастіше кріпиться в районі вершини. У деяких рацій дуже просто можна дістатися до завитків, у інших – це ціла проблема. Чому взагалі там знаходиться спіраль?
Згідно з курсу електродинаміки поширення радіохвиль взагалі така антена повинна випромінювати тільки в напрямку осі, а хвиля буде поляризована по колу, відповідно до напряму завивки. Але тільки якщо довжина витка близька за значенням до довжини хвилі. У нашому ж випадку довжина хвилі складає від півметра і вище, тому ні про який близькості і мови йти не може.
Гарне уявлення про діаграмі спрямованості дає програма MMANA. Хтось люб’язно за нас забив туди антену від рації (на 145 МГц), а ми нічого не стали міняти, просто подивилися поле. І ось що вийшло:
По куту місця з горизонтальною поляризацією утворюється півколо, а з уздовж вертикальної осі провал. Тобто корисний сигнал вгору не випромінюється. Нехай одна людина з рацією залізе на дерево. І якщо обидва прилади тримають вертикально, то прийом буде обумовлений тільки горизонтальної складової, а також відбитим сигналом. Ось які антени використовуються в раціях… Немає нічого дивного, що у багатьох виникає бажання щось змінити. Чому ж взагалі використовуються спіралі?
Насправді — і на файлі MMA це добре видно — антена складається не тільки з спіралі, чималу роль відіграє ковпачок. Однак і без цього задумка зрозуміла. В реальних умовах зв’язок повинна вестися за всіма напрямами, простий же четвертьволновый вібратор цього не забезпечить. Чому чверть? Тому що півхвильовий вібратор ще більш довгий. І це теж має значення. Спіралі почали вити не від хорошого життя. Просто довга антена для рації занадто велика розкіш. В кишеню не покладеш, в руці у вітряну погоду не втримаєш. Ось і доводиться йти на жертви. Ще раз нагадаємо, що по вертикальній поляризації, діаграма спрямованості має вигляд тора, що цілком типово. А ось горизонтальна додає щось на зразок гантелі (грубе наближення), яка додає відсутні кути. А якщо згадати, що на прийом і передачу діаграма спрямованості однакова, то все стає на свої місця.
Тому скажемо відразу: те, що ми будемо конструювати в рації, прибере ці її властивості прийому — нехай і поганого подекуди — за всіма напрямками. Зате вся енергія спрямується в напрямку тора. Тобто дальність мовлення повинна зрости. Якщо ж переобладнати обидві рації, то можна отримати в цьому сенсі додатковий виграш ціною втрати повністю прийому (передачі) зверху і знизу. Ще раз нагадуємо, що діаграми спрямованості на прийом і передачу абсолютно однакові. (Див. також: Автомобільна антена своїми руками)
Як можна збільшити дальність радіостанції, переробивши антену
Висновок очевидний: якщо ми хочемо збільшити дальність — а ми бачили діаграму спрямованості заводський антени потрібно всю потужність направити на вертикальну поляризацію, тобто в тор. Як це зробити, ясно, проте на горизонті починає маячити ще одне питання – хвильовий опір антени рації. Знаєте його значення? А ми вже говорили про те, як його поміряти! Якщо довжина фідерної лінії живлення кратною половині довжини хвилі, то опір антени передається на вихід без зміни. І цей ефект можна використовувати для вимірювання.
В ході робіт використовуються різні прилади, зокрема, ВЧ-генератор. Для тих, хто задумався, де взяти такий, скажімо, що гетеродин будь-якого телевізора здатний видати схожу частоту, інша справа, як його налаштувати. Ми про це ще поговоримо окремо. Крім того знадобиться високочастотний вольтметр, звичайний для цілей вимірювання не годиться. Прилад вимірюється напруга на ВЧ генераторі в підвішеному стані (як якщо б міряли напруга в порожній розетки на стіні), а шкалу в цей час калібрують так, щоб показувала 100%. Потім збирають схему з послідовно з’єднаних:
- антени;
- змінного резистора.
Підключають генератор до цієї ланцюга і вимірюють напругу на резисторі. Крутять регулювання, поки не почне стрілка показувати 50%. У цей момент опір змінного резистора стає рівним хвильовому опору антени. Зрозуміло, що необхідно брати неиндуктивное опір (у якого відсутня власна індуктивність). Саморобна антена для рації по можливості повинна повторювати електричні параметри заводський. Тобто її хвильовий опір береться близьким до того, що було.
Вибір у конструктора не так великий: є всього два глобальних сімейства. Це кабелі з хвильовим опором 50 Ом або 75 Ом. Перший застосовуються у зв’язку, другі – в телебаченні. Антена для портативної рації робиться з того, що ближче за номіналом до вимірюваною. Наприклад, четвертьволновый вібратор (без спіралі) має опір близько 35 Ом. Що буде з покупної антеною, сказати складно. На практиці найпростіше виготовити дві антени для рації з кабелю різного сорту. Потім кожну випробувати на місцевості, щоб зрозуміти характер змін.
Процес виготовлення антени для рації
А тепер коротко нагадаємо сам процес виготовлення антени для рації. Ми вже розповідали і про цифрове телебачення, і про WiFi і 3G. Тому багато хто вже, як ми вважаємо, знають, як зробити антену для рації теж. Для цього насамперед потрібно точно знати частоту. Чим точніше, тим і краще. Відомо, що багато рації мають кілька каналів, частоти їх прописані в паспорті. Виберіть свій канал, і саме на нього буде робити антену.
Нехай, наприклад, частота дорівнює 435 МГц. Знаходимо довжину хвилі за відомою формулою, ділячи швидкість світла на зазначену величину: 299792458 / 435000000 = 689 мм. Щоб виготовити четвертьволновый вібратор, потрібно число поділити ще на 4, одержимо – 172,25. Тобто довжина антени для рації складе близько 17 див. Необхідно по можливості більш точно витримати всі міліметри. У нашому випадку екран можна не зчищати. Навпаки, він і буде адміністратора поверхнею, за рахунок чого трохи збільшиться смуга. Якщо хочете, зчистите, як шкірку, оплітку, але діелектрик навколо основної жили залиште.
Стара антена выпаивается, під нову вже готовий хомут. Залишилося закрити її на місце, і можна насолоджуватися зв’язком. Антена для рації своїми руками зроблена. До речі, якщо немає бажання знімати екран, запаяти його разом з житловою в одну в’язку при монтажі на мікросхему. Шкоди точно не буде. А кому розширення діапазону не вимагається (за рахунок зниження підсилення), екран краще зняти. І перший, і другий варіант має свої переваги, тому що цілісний кабель більш міцний. В цьому сенсі краще залишити як є. Тоді і антена для рації прослужить довше. Не забудьте приклеїти симпатичний ковпачок на кінець, щоб мідь не окислюється. До зустрічі, прощаємося рівно до наступного разу.
