Зміст:
- Конструкція антен FM діапазону
- Підключення антени FM діапазону
У радіотехніці є досить більшу кількість конструкцій антен, але навіть не вникаючи в той факт, що антена FM діапазону, всі їх можна поділити всього на три види: лінійні, апертурні і біжить поверхневої хвилі. Другий тип знайомий кожному, тому що це звичайні супутникові тарілки, зрозуміло, що в радиоприеме вони ніяк не беруть участь. Апертурою ж називається розкривши антени. Що стосується конструкцій з хвилею, що біжить, то тут значне місце займають так звані хвильові канали. Ці антени Удо-Яги бачив кожен на даху: варто щогла, до неї прикріплений горизонтальний прут, усіяний безліччю відрізків дроту. Це і є хвильовий канал, на який ловиться телебачення. Відмінність конструкцій для радіо напрямку. Поляризація вертикальна, тому директори розташовуються відповідно.
Відмінною рисою є гарні спрямовані властивості і пристойне посилення, що підходить для стаціонарних об’єктів і не годиться для рухомих. Тобто FM антена своїми руками виготовляється з урахуванням особливостей її майбутнього розташування — в одному випадку хорошим буде одне рішення, в іншому інше…
Конструкція антен FM діапазону
Призначення FM антен полягає в перетворенні ефірних хвиль в електричний струм, який надходить на приймач. У радиотрансляциях застосовується лінійна поляризація, це накладає свій відбиток на вигляд антени. Найпростіша з них – відомий всім півхвильовий вібратор. Недолік в тому, що спрямовані властивості геть відсутні, а це велика кількість перешкод з усіх напрямків. Однак для мобільних пристроїв іншого і не потрібно. У міру того, як об’єкт здійснює свої варіації в просторі, антена FM діапазону продовжує виконувати свої функції. А ось для стаціонарних пристроїв більше підійде що-небудь на зразок того ж хвильового каналу. Можна раз і назавжди знайти промінь прийому і більше вже не вчиняти жодних дій. Що стосується полуволнового вібратора, то він так і називається, тому що довжина становить половину від довжини хвилі. (Див. також: Антена для дачі своїми руками)
Ідеально буде ловитися один-два канали. У випадку з радіомовленням це не так критично, тому що вся активна смуга вміщується на відрізку близько 10 МГц. Однак трапляється, що необхідно розширити як-то діапазон прийому. У цьому разі кілька вібраторів з’єднуються паралельно по вертикалі, або навіть паяються на круглі утворюють циліндрами. Ми наводимо нижче малюнок для перерахунку довжин одного виду пристроїв в інші.
На ньому n – це кількість вібраторів, що вишикувалися в ряд, L – загальна висота решітки ((n — 1) х відстань між вібраторами), D – діаметр циліндра з утворюючих. Тобто, якщо є лінійна антенна решітка з вібраторів, їх можна видозмінити до циліндричної. Навіщо це робити? Якщо спробувати зробити суцільний або навіть циліндричний вібратор великого діаметру, то вийде масивне пристрій, який не витримає жодна щогла. Зокрема, наукова назва циліндричної конструкції – диполь Надененко.
Щоб розрахувати хвильовий опір такого пристрою для погодження, необхідно знати еквівалентний діаметр Dэкв, який знаходиться за формулою: Dэкв = Dn ?nd/D. Потім необхідну величину обчислюють за наступним висловом: Rо = 120 (ln (l/d) – 1).
Зрозуміло, що отримати потрібні 50 Ом далеко не завжди вийде, в цьому випадку будуть потрібні узгоджувальні пристрої. Для тих же цілей (розширення смуги пропускання) вібратори часто кріпляться по напрямних конуса, віялом розходяться від центру до країв. Часто форма приймача утворюється сталлю, бляхою, довжина вздовж проводу більше половини хвилі. У цьому випадку примітно те, що різко підвищується хвильовий опір, що в деяких випадках дозволяє довести його до 300 Ом і живити відповідним кабелем (можна знайти в продажу, питання обговорювалося в огляді конструювання антен для радіодіапазону).
Часто можна зустріти конструкцію антени типу хвилею канал, де використовується так званий петлевий вібратор, який ми вже розглядали раніше в наших оглядах. Завдяки таким хитрощів вдається ловити більше каналів, прийом більш якісний. Нижче наведена таблиця, де можна простежити значення робочої смуги антени FM щодо діаметра дроту d, довжини хвилі і т. д. Виходячи з цих відомостей можна зрозуміти, якого ефекту досягне той, хто розташує вібратори на циліндричних поверхнях, а формулу перерахунку до лінійним ми вже навели. В таблиці під літерою В розуміється вираз 0,71 fрез/Q. Де Q – добротність, а резонансна частота фактично збігається з каналом. Отже, якщо хочеться розширити діапазон прийому, то необхідно сконструювати антенну решітку.
Як саме вести монтаж:
Якщо самостійно зробити FM антену такого штибу, то більш якісний прийом забезпечений.
Підключення антени FM діапазону
Вважається, що підключення FM антени можна вести трьома методами:
- При прямому конструкція є невід’ємною частиною приладу. Такі використовуються в стільникових телефонах. Часто в передавальних пристроях антена виконується у вигляді четвертьволнового диполя, а землею служить корпус приладу. Активний опір у цьому випадку становить близько 30 Ом, а реактивне знижується шляхом перебудови резонансного контуру. Зазвичай антена несиметрична, тому в землю протікає той струм, що йде на каскад. Це втрати, плюс такий розклад створює перешкоди. У випадку стаціонарних пристроїв допомагає добре заземлення, але якщо довжина голого дроту можна порівняти навіть з десятою часткою хвилі, то контур заземлення сам стане випромінювати, а це додаткові перешкоди.
- У разі нерезонансного живлення використовується звичайний фідер, хвильовий опір якого дорівнює хвильовому опору антени. Це забезпечує відсутність втрат і максимальний рівень сигналу. У лінії присутній хвиля, що біжить, тому довжина фідера не грає ніякої ролі, а ось погонні втрати вагомі. Кожен метр кабелю до першого підсилювального каскаду знижує чутливість приймача. Ось чому не потрібно складати бухти де-небудь на підлозі. Весь зайвий кабель між приймачем і FM антеною обрізається. Цю проблему з довгим фідером відсікає активний підсилювач. Доведеться завести кабель 12 В на дах, зате про довжині можна не турбуватися. Такі рішення доречні там, де більше робити нічого, крім як слухати радіо. Тобто немає Інтернету, телебачення і інших комунікацій. Якщо більшість покупних виробів вже налаштовані на опір 50 Ом, то саморобні необхідно належним чином узгодити. Найпростіше це робиться за допомогою КСВ метра, а у автомобільних конструкцій навіть є спеціальний гвинт для проведення цієї операції. Що дозволяє істотно поліпшити прийом. Причому змінюються саме параметри антени, її довжина. В ідеалі КСВ має бути дорівнює одиниці, але на практиці допускається до 2.
- Резонансні лінії зв’язку для живлення антени є, напевно, самим цікавим явищем. Проблема в тому, що умови проходження сигналу сильно залежать від довжини хвилі. Так фідер повинен бути кратний її половині. У той же час будь-яка станція веде мовлення в певному спектрі, а та частота, на яку налаштовуються приймач і FM антена, є так званою несучої. Навколо неї рояться гармоніки, які, власне, і корисні. Без них несуча не представляє цінності. Зрозуміло, що для телебачення резонансні лінії зв’язку не мають ніякої цінності, тому що частоти можуть розрізнятися у три рази. Витримати при цьому умови кратності половині довжини хвилі неможливо. Вся принадність у тому, що хвильовий опір лінії не грає ролі. У будь-якому випадку антена в таких умовах буде узгоджена. Ця цікава особливість широко використовується для вимірювання опорів. Наприклад, за допомогою лінії довжиною 5? проводиться дослідження будь-антени та виключення похибок і перешкод. Для вимірювання опору антени характеристики самого фідера ніякої ролі не грають, як це було сказано вище. Однак, як це відомо з практики, ряд аматорських радіоантен використовується не тільки на резонансній частоті, але і на частоті гармонік. Ось в цьому випадку харчування за допомогою резонансної лінії буде непоганим виходом з положення. Залишиться тільки узгодити вхід приймача з опором FM антени.
Важливість узгодження повинна бути зрозуміла читачам. Недостатньо реалізувати пристрій FM антени, необхідно ще провести узгодження. В іншому випадку самі нетерплячі можуть запозичити спосіб з Wi-Fi: береться шматок фідера довжиною в чверть хвилі (досить солідний провід), очищається від екрану, паяється на роз’єм, встромляється прямо в приймач так, щоб кабель розташувався вертикально. Така примітивна антена FM за словами людей досвідчених досить добре показує себе при наявності в ефірі хвиль, отже, підійде і найбільш нетерплячим читачам, які не бажають нічого погоджувати. Ця найпростіша FM антена, своїми руками зроблена з будь-якого обрізка коаксіального кабелю цілком здатна приймати. Більш того, сміливо беріть і телевізійний, потужність у цьому випадку буде втрачатися.
Ми сподіваємося, що дали зрозуміти читачам основні принципи конструювання FM антен.
