Радиотехника родила великое число конструкций, даже не вникая в то, что антенна FM-диапазона, возможно выделить три вида: линейные, апертурные, бегущей поверхностной волны. Второй тип знаком каждому, традиционные спутниковые тарелки, понятно, в радиоприеме не участвуют. Апертурой называется раскрыв антенны. Что касается конструкций бегущей волны, видное место занимают волновые каналы. Антенны Удо-Яги видел каждый, изучая крышу: стоит мачта, к вертикали прикреплен горизонтальный прут, усеянный отрезками проволоки. Волновой канал, ловящий телевидение. Отличие конструкций для радио ограничено направлением. Поляризация вертикальная, директоры натыканы сообразно.
Отличительной особенностью считаем хорошие направленные свойства, приличное усиление, подходит для стационарных объектов, не годится подвижным. FM-антенна своими руками изготавливается, учитывая особенности будущего местоположения — в одном случае пригодным будет одно решение, противном – другое…
Конструкция антенн FM-диапазона
Назначение FM-антенн охватывает преобразование эфирных волн в электрический ток, достигающий приемника. В радиотрансляциях применяется линейная поляризация, накладывает отпечаток на вид антенны. Простейшая – известный полуволновой вибратор. Недостаток невелик: направленные свойства отсутствуют напрочь, большое число помех со всех направлений. Однако для мобильных устройств иного не нужно. Объект совершает вариации в пространстве, антенна FM-диапазона продолжает выполнять функции. Для стационарных устройств больше подойдет нечто наподобие волнового канала. Стоит раз-навсегда найти луч приема, больше не совершать действий. Что касается полуволнового вибратора, называется, потому что протяженность конструкции составляет половину длины волны.
Идеально будут ловиться один-два канала. Для радиовещания не критично, активная полоса умещается отрезком порядка 10 МГц. Однако случается, хотят расширить диапазон приема. Несколько вибраторов соединяются параллельно вертикально, паяются на круглые образующие цилиндрами. Приводим ниже рисунок пересчета длин одного вида устройств другими.
n – число вибраторов, выстроившихся рядком; L – общая высота решетки ((n – 1) х расстояние меж вибраторами), D – диаметр цилиндра из образующих. Имеется линейная антенная решетка, составленная вибраторами, допустимо видоизменить к цилиндрической. Зачем делать. Если попытаться создать сплошной, даже цилиндрический вибратор большого диаметра, получится массивное устройство, не выдержит мачта. Научное название цилиндрической конструкции – диполь Надененко.
Чтобы рассчитать волновое сопротивление устройства для согласования, требуется знать эквивалентный диаметр Dэкв, вычисляемый по формуле: Dэкв = Dn √nd/D. Затем требуемую величину рассчитывают, следуя следующему выражению: Rо = 120 (ln (l/d) – 1).
Понятно, получить нужные 50 Ом не всегда получится, потребуются согласующие устройства. Выполняя поставленные цели (расширение полосы пропускания), вибраторы часто крепятся по направляющим конуса, веером расходясь от центра к краям. Часто форма приемника образуется сталью, жестью, длина вдоль проводника больше половины волны. Примечательно, что резко повышается волновое сопротивление, в некоторых случаях позволит довести величину до 300 Ом, запитать соответствующим кабелем (найдете в продаже, вопрос обсуждался обзором по конструированию антенн радиодиапазона).
Часто встретим конструкцию антенны типа волной канал, использующую петлевой вибратор, рассматриваемый обзорами портала ВашТехник. Благодаря ухищрениям, удается ловить больше каналов, прием качественнее. Ниже приведена таблица, где проследите значение рабочей полосы антенны FM относительно диаметра проводника d, длины волны. Исходя из сведений, поймем, какого эффекта достигнет расположивший вибраторы на цилиндрических поверхностях, формулу пересчета к линейным привели. В таблице под буквой В понимается выражение 0,71 fрез/Q. Где Q – добротность, резонансная частота совпадает с каналом. Если хочется расширить диапазон приема, полагается сконструировать антенную решетку.
Процесс монтажа:
- В случае параллельных вибраторов соединяются шинами по обоим концам. Каждая проходит перпендикулярно, объединяя элементы.
- Что касается цилиндрической конструкции, концы сгибаются в одну точку (торцы напоминают конус с образующей под углом 45 градусов). Спаиваются вместе.
Если самостоятельно сделать FM-антенну указанного толка, качественный прием обеспечен.
Подключение антенны FM-диапазона
Считается, подключение FM-антенны ведем тремя методами:
- При прямом – конструкция неотъемлемая часть прибора. Используются сотовыми телефонами. Часто в передающих устройствах антенна выполняется четвертьволновым диполем, землей послужит корпус прибора. Активное сопротивление составляет 30 Ом, реактивное снижается путем перестройки резонансного контура. Антенна несимметричная, в землю протекает эквивалентный ток идущему на каскад. Формирует потери, плюс расклад создает помехи. В случае стационарных устройств помогает хорошее заземление, если длина голого провода сравнима с десятой долей волны, контур заземления станет излучать, генерируя дополнительные помехи.
- В случае нерезонансного питания используется обычный фидер, волновое сопротивление которого равняется волновому сопротивлению антенны. Обеспечит отсутствие потерь, максимальный уровень сигнала. В линии присутствует бегущая волна, длина фидера не играет роли, погонные потери весомы. Метр кабеля до первого усилительного каскада снижает чувствительность приемника. Избегайте складывать бухты на полу. Лишний кабель меж приемником и FM-антенной обрезается. Проблему длинного фидера отсекает активный усилитель. Придется завести кабель 12 вольт на крышу, о длине перестанем беспокоиться. Решения уместны, где больше делать нечего, кроме как слушать радио. Нет интернета, телевидения, прочих коммуникаций. Если большинство покупных изделий настроены на сопротивление 50 Ом, самодельные необходимо должным образом согласовать. Делается при помощи КСВ метра, у автомобильных конструкций найден специальный винт для проведения операции. Позволит существенно улучшить прием. Причем меняются параметры антенны, длина. В идеале КСВ равен единице, на практике допускается ниже 2.
- Резонансные линии связи питания антенны являются, самым любопытным явлением. Проблема одна: условия прохождения сигнала сильно зависят от длины волны. Фидер должен быть кратен половине. Радиостанция вещает в некотором спектре, частота, на которую настраиваются приемник, FM-антенна, является несущей. Вокруг роятся гармоники, которые, собственно полезны. Лишенная пользы несущая не представляет ценности. Для телевидения резонансные линии связи теряют смысл, частоты могут различаться втрое. Выдержать условия кратности половине длины волны невозможно. Прелесть, что волновое сопротивление линии перестает играть роль. Антенна в таких условиях будет согласована. Любопытная особенность бодро используется для измерения сопротивлений. Например, при помощи линии длиной 5λ проводится исследование антенны исключением погрешностей, помех. Для измерения сопротивления антенны характеристики фидера никакой роли не играют, как было сказано выше. Однако ряд практических любительских радиоантенн используется на резонансной частоте, частоте гармоник. Питание при помощи резонансной линии станет годным выходом из положения. Останется согласовать вход приемника с сопротивлением FM-антенны.
Важность согласования понятна читателям. Недостаточно реализовать устройство FM-антенны, рекомендуется провести согласование. В противном случае нетерпеливые могут позаимствовать способ из Wi-Fi: берется кусок фидера длиной четверть волны (солидный провод), очищается от экрана, паяется на разъем, втыкается в приемник, чтобы кабель расположился вертикально. Примитивная антенна FM, по словам людей опытных, хорошо показывает себя при наличии в эфире волн, следовательно, подойдет нетерпеливым читателям, не желающим согласовывать проект. Простейшая FM-антенна, своими руками сделанная из любого обрезка коаксиального кабеля, способна принимать. Смело берите телевизионный, мощность будет теряться.
Надеемся, дали понять читателям основные принципы конструирования FM-антенн. Кстати, не выкидывайте сломанные гаджеты. Внутри плееров MP3, телефонов, модемов часто имеется необходимое. Даже крошечная заводская FM-антенна способна сто очков форы дать самодельной конструкции. Извлеките требуемую часть, электронику изучите. Пригодится. Не за горами время – будем контроллеры дома программировать, создадите собственные устройства цифровой обработки информации.
