แผนภาพของเสาอากาศแม่เหล็กขนาด 40 เมตรที่ทำจากห่วง เสาอากาศแม่เหล็ก (กรอบ) สำหรับย่านความถี่ HF

เอกสารนี้มีไว้สำหรับผู้เริ่มต้น
นักวิทยุสมัครเล่นและผู้ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้
บนหลังคาบ้านของคุณ ซูชโก้ เอส.เอ. (อดีต. UA9LBG)

เนื่องจากมีขนาดเล็ก เสาอากาศแม่เหล็กชนิด ML (Magnetic Loop) จึงได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น ทั้งหมดสามารถวางไว้บนระเบียงและขอบหน้าต่าง ไม่อาจปฏิเสธได้ว่าเสาอากาศแม่เหล็กแบบหมุนรอบเดียวพร้อมตัวเก็บประจุสูญญากาศและลูปการสื่อสารได้รับความนิยมแบบคลาสสิกด้วยความช่วยเหลือซึ่งสามารถดำเนินการสื่อสารทางวิทยุได้แม้จะอยู่ในทวีปอื่นก็ตาม

เสาอากาศแบบสองเฟรมที่มีรูปร่างแปดเหลี่ยมค่อนข้างเร็ว ๆ นี้เริ่มปรากฏในหมู่นักวิทยุสมัครเล่นแม้ว่าในช่วงรุ่งสางของการสื่อสาร CB ในรัสเซียเสาอากาศดังกล่าวได้รับการฝึกฝนโดยประสบความสำเร็จในระบบรักษาความปลอดภัยวิทยุรถยนต์ในย่านความถี่ 27 MHz ช่วง โปรดดูรูปที่ 1.a เสาอากาศรถยนต์ประกอบด้วยสองเฟรมที่เหมือนกัน (ลูป) L1; L2 และตัวเก็บประจุเรโซแนนซ์ทั่วไป C1 ซึ่งอยู่ที่แอนติโนดแรงดันไฟฟ้า ด้วยขอบเขตเสาอากาศประมาณ 5 เมตร นักวิทยุสมัครเล่น Sterlikov A. ( RA9SUS) ทำการเชื่อมต่อกับ 36 ประเทศด้วยกำลังไฟสูงสุด 30 W. เสาอากาศได้รับพลังงานโดยตรงจากสายโคแอกเชียล และเสาอากาศดังกล่าวมีการใช้งานจริงมาตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 60 และต้นทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา วงจรสมมูลของเสาอากาศดังกล่าวจะแสดงในรูปที่ 1 1.ข.

แม้ว่าเลี้ยวเดียวม.ล.ปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลายในหมู่นักวิทยุสมัครเล่นลักษณะเฉพาะของการหมุนสองรอบคือรูรับแสงมีขนาดใหญ่กว่าสองเท่าของคลาสสิก ตัวเก็บประจุ C1 สามารถเปลี่ยนการสั่นพ้องของเสาอากาศด้วยการทับซ้อนของความถี่ 2-3 ครั้ง และเส้นรอบวงรวมของทั้งสองลูปคือ ≤ 0.5แล ซึ่งเทียบได้กับเสาอากาศแบบครึ่งคลื่น และรูรับแสงที่มีขนาดเล็กจะได้รับการชดเชยด้วยปัจจัยด้านคุณภาพที่เพิ่มขึ้น เป็นการดีกว่าที่จะจับคู่ตัวป้อนกับเสาอากาศดังกล่าวผ่านการมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำหรือแบบคาปาซิทีฟ

การพูดนอกเรื่องทางทฤษฎี: ดับเบิลลูปถือได้ว่าเป็นระบบออสซิลลาทอรีแบบผสมLL และระบบแอลซี ในกรณีนี้ สำหรับการใช้งานปกติ แขนทั้งสองข้างจะถูกโหลดลงบนตัวกลางรังสีพร้อมกันและอยู่ในเฟส หากใช้ครึ่งคลื่นเชิงบวกที่ไหล่ซ้าย ก็จะใช้คลื่นเดียวกันบนไหล่ขวาทุกประการ ตามกฎของ Lenz แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำตัวเองที่เกิดขึ้นในแต่ละแขนจะตรงข้ามกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ แต่เนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำของแต่ละแขนมีทิศทางตรงกันข้าม แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำตัวเองจะตรงกับทิศทางของการเหนี่ยวนำของ แขนตรงข้าม จากนั้นการเหนี่ยวนำในขดลวด L1 จะถูกรวมเข้ากับการเหนี่ยวนำตัวเองจากขดลวด L2 และการเหนี่ยวนำของขดลวด L2 จะถูกรวมเข้ากับการเหนี่ยวนำตัวเองของ L1 เช่นเดียวกับในวงจร LC กำลังการแผ่รังสีทั้งหมดสามารถมากกว่ากำลังไฟฟ้าเข้าได้หลายเท่า พลังงานสามารถจ่ายให้กับตัวเหนี่ยวนำใด ๆ และในทางใดทางหนึ่ง

การแปลงเสาอากาศจาก รูปร่างสี่เหลี่ยมเป็นรูปวงกลม (รูปที่ 1.a) เราจะได้เสาอากาศที่แสดงในรูปที่ 2.a เชื่อกันอย่างถูกต้องว่าเสาอากาศแม่เหล็กทรงกลมมีประสิทธิภาพมากกว่าเสาอากาศสี่เหลี่ยม

การออกแบบเฟรม L1 และ L2 ค่อยๆ ง่ายขึ้น โดยเริ่มรวมไว้ในรูปแบบของรูปที่ 8 ในรูปที่ 2.a และ 2.ข. นี่คือลักษณะที่ ML สองเฟรมในรูปแบบของรูปที่แปดปรากฏขึ้น เรียกมันว่า ML-8 กันดีกว่า

ML-8 มีลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งแตกต่างจาก ML - สามารถมีการสั่นพ้องได้สองครั้งวงจรการสั่น L1 มีความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเองและ C1 มีความถี่ของตัวเอง หน้าที่ของนักออกแบบคือการบรรลุเอกภาพของการสั่นพ้องและประสิทธิภาพสูงสุดของเสาอากาศ ดังนั้นการผลิตลูป L1 และ L2 ควรเหมือนกัน ในทางปฏิบัติ ข้อผิดพลาดของเครื่องมือหลายเซนติเมตรจะเปลี่ยนตัวเหนี่ยวนำอย่างใดอย่างหนึ่ง ความถี่ในการปรับเรโซแนนซ์จะแตกต่างออกไป และเสาอากาศจะได้รับเดลต้าความถี่ที่แน่นอน บางครั้งผู้ออกแบบก็จงใจทำเช่นนี้ สะดวกเป็นพิเศษสำหรับการวนซ้ำหลายรอบ ในทางปฏิบัติ ML-8 ใช้ LZ1AQ อย่างแข็งขัน K8NDS และบริษัทอื่นๆ ยืนยันอย่างชัดเจนว่าเสาอากาศดังกล่าวทำงานได้ดีกว่าเสาอากาศแบบเฟรมเดียวมากและการเปลี่ยนตำแหน่งในอวกาศสามารถควบคุมได้อย่างง่ายดายโดยการเลือกเชิงพื้นที่ ซึ่งได้รับการยืนยันจากภาพถ่ายด้านล่างของเสาอากาศที่ 145 MHz

การคำนวณเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าสำหรับ ML-8 ในระยะ 40 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลางของแต่ละวงที่มีประสิทธิภาพสูงสุดจะน้อยกว่า 3 เมตรเล็กน้อย เป็นที่ชัดเจนว่าเสาอากาศดังกล่าวสามารถติดตั้งภายนอกอาคารได้เท่านั้น และเราฝันถึงเสาอากาศ ML-8 ที่มีประสิทธิภาพสำหรับระเบียงหรือแม้แต่ขอบหน้าต่าง แน่นอนคุณสามารถลดเส้นผ่านศูนย์กลางของแต่ละวงลงเหลือ 1 เมตรและปรับการสะท้อนของเสาอากาศด้วยตัวเก็บประจุ C1 ให้เป็นความถี่ที่ต้องการได้ แต่ประสิทธิภาพของเสาอากาศดังกล่าวจะลดลงมากกว่า 5 เท่า คุณสามารถไปทางอื่นได้โดยรักษาค่าความเหนี่ยวนำที่คำนวณได้ของลูปไว้โดยไม่ต้องใช้หนึ่ง แต่มีสองรอบในนั้นโดยปล่อยให้ตัวเก็บประจุเรโซแนนซ์มีระดับเท่ากัน ไม่ต้องสงสัยเลยว่ารูรับแสงของเสาอากาศจะลดลง แต่จำนวนรอบ "N" จะชดเชยการสูญเสียนี้บางส่วนตามสูตรด้านล่าง:

จากสูตรข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าจำนวนเทิร์น N เป็นหนึ่งในปัจจัยของตัวเศษ และเทียบเท่ากับทั้งพื้นที่ของเทิร์น-S และปัจจัยด้านคุณภาพ-Q

เช่น นักวิทยุสมัครเล่น โอเค2ER(ดูรูปที่ 3) ถือว่าสามารถใช้ ML 4 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 0.8 ม. ในช่วง 160-40 ม.

ผู้เขียนเสาอากาศรายงานว่าเสาอากาศทำงานในนามที่ความสูง 160 เมตร และส่วนใหญ่จะใช้เพื่อการตรวจจับทางวิทยุ ในระยะ 40 ม. ก็เพียงพอที่จะใช้จัมเปอร์ซึ่งจะช่วยลดจำนวนรอบการทำงานลงครึ่งหนึ่ง ให้ความสนใจกับวัสดุที่ใช้ - ท่อทองแดงของห่วงถูกนำมาจากเครื่องทำน้ำร้อน, คลิปที่เชื่อมต่อกับเสาหินทั่วไปใช้สำหรับติดตั้งท่อน้ำ ท่อพลาสติกและซื้อกล่องพลาสติกปิดผนึกจากร้านขายอุปกรณ์ไฟฟ้า การจับคู่เสาอากาศกับตัวป้อนเป็นแบบคาปาซิทีฟและเป็นไปได้มากที่สุดตามรูปแบบที่นำเสนอดูรูปที่ 4

นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้น เราต้องเข้าใจสิ่งที่ส่งผลเสียต่อปัจจัยด้านคุณภาพ-Q ของเสาอากาศโดยรวม:

จากสูตรข้างต้น เราจะเห็นว่าความต้านทานการเหนี่ยวนำที่ใช้งานอยู่ Rk และความจุของระบบออสซิลเลเตอร์ C ควรมีค่าน้อยที่สุด ด้วยเหตุนี้ ML ทั้งหมดจึงทำจากท่อทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่มีบางกรณีที่ผ้าห่วงทำจากอลูมิเนียมและปัจจัยด้านคุณภาพของเสาอากาศดังกล่าวและประสิทธิภาพของมันลดลงจาก 1.1 เป็น 1.4 เท่า

ส่วนความจุของระบบออสซิลเลชั่นนั้นทุกอย่างมีความซับซ้อนมากขึ้น เมื่อใช้ลูปขนาด L คงที่ เช่น ที่ความถี่เรโซแนนซ์ 14 MHz ความจุไฟฟ้า C จะอยู่ที่ 28 pF เท่านั้น และประสิทธิภาพ = 79% ที่ความถี่ 7 MHz ประสิทธิภาพ = 25% ในขณะที่ความถี่ 3.5 MHz ที่มีความจุ 610 pF ประสิทธิภาพ = 3% ด้วยเหตุนี้ ML จึงมักถูกใช้สำหรับสองช่วง และช่วงที่สาม (ต่ำสุด) ถือเป็นภาพรวม ดังนั้นเมื่อทำการคำนวณเราจะ "เต้นรำจากเตา" เช่น จากช่วงสูงสุดที่นักวิทยุสมัครเล่นเลือกไว้ด้วยความจุขั้นต่ำที่ C1

รูปแบบการแผ่รังสี ML-8ยังคงเหมือนกับเวอร์ชัน ML ทุกประการ สำหรับตัวเลือกเสาอากาศทั้งสอง รูปแบบการแผ่รังสีแปดจุดและโพลาไรซ์ที่สอดคล้องกันจะยังคงอยู่อย่างสมบูรณ์ ในภาพ เมื่อใช้หลอดปล่อยก๊าซ ระดับการแผ่รังสีของเสาอากาศจากด้านต่างๆ จะแสดงได้อย่างชัดเจน

การออกแบบเสาอากาศสำหรับระยะ 20 เมตร.

ตอนนี้เรามีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการออกแบบ ML-8 แล้ว และจะพยายามคำนวณเสาอากาศของเราด้วยตนเอง

ความยาวคลื่นสำหรับความถี่ 14.5 MHz คือ (300/14.5) - 20.68 ม.

เส้นรอบวงของแต่ละวงหนึ่งในสี่ของคลื่นคือ L1; L2 จะเป็น 5.17ม. เอาล่ะ -5ม.

เส้นผ่านศูนย์กลางของเฟรมคือ: 5/3.14 - 1.6 ม.

บทสรุป:บานพับ ML ตัวเดียวอาจพอดีกับภายในระเบียง แต่ ML-8 ไม่น่าเป็นไปได้...

พับแต่ละวงครึ่งหนึ่ง แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของมันในขณะที่รักษาค่าความเหนี่ยวนำที่กำหนด (4 μH) จะแตกต่างกันเล็กน้อยลง ลองใช้เครื่องคิดเลขวิทยุสมัครเล่นที่ได้รับความนิยมพอสมควรและกำหนดขนาดทางเรขาคณิตของวงสองรอบที่มีความเหนี่ยวนำเท่ากัน

ตามการคำนวณพารามิเตอร์ของแต่ละวงจะเป็นดังนี้: ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางใบมีด (ท่อทองแดง) 22 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางของวงคู่จะอยู่ที่ 0.7 ม. ระยะห่างระหว่างเทิร์นจะเท่ากับ 0.21 ม. และ ความเหนี่ยวนำของลูปจะเป็น 4.01 μH พารามิเตอร์การออกแบบที่จำเป็นของลูปสำหรับความถี่อื่นสรุปไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1.

ความถี่ในการจูน (MHz)	ความจุของตัวเก็บประจุ C1 (pF)	แบนด์วิธ (kHz)

บันทึก: เสาอากาศ ML-8 ไม่เพียงแต่มีแบนด์วิธที่ขยายเท่านั้น แต่ยังเพิ่มอัตราขยายอีกด้วย

ความสูงของเสาอากาศดังกล่าวจะอยู่ที่ 1.50-1.60 ม. เท่านั้น ซึ่งค่อนข้างยอมรับได้สำหรับเสาอากาศประเภท ML-8 สำหรับรุ่นระเบียงและแม้แต่เสาอากาศที่แขวนอยู่นอกหน้าต่างที่อยู่อาศัย อาคารหลายชั้น- และเธอ แผนภาพการเดินสายไฟจะมีลักษณะเหมือนในรูป 6.ก.

กำลังเสาอากาศสามารถควบคู่แบบคาปาซิทีฟหรือแบบเหนี่ยวนำได้ ตัวเลือกสำหรับการมีเพศสัมพันธ์แบบคาปาซิทีฟจะแสดงในรูปที่ 4 และสามารถเลือกได้ตามคำขอของนักวิทยุสมัครเล่น

ตัวเลือกงบประมาณที่มากที่สุดคือการมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัย ไม่จำเป็นต้องแสดงแผนผังของลูปการสื่อสารซ้ำโดยสมบูรณ์เหมือนกับเสาอากาศประเภท ML ยกเว้นการคำนวณปริมณฑล

การคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลาง (d) ของลูปการสื่อสาร มล-8ทำจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่คำนวณได้ของสองลูป

เส้นรอบวงของทั้งสองลูปหลังการคำนวณใหม่คือ 4.4*2 = 8.8 เมตร.

ลองคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางจินตภาพของสองลูป D = 8.8 m / 3.14 = 2.8 เมตร.

ลองคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของวงการสื่อสาร - d = D/5 = 2.8/5 = 0.56 ม.

เนื่องจากในการออกแบบนี้ เราใช้ระบบสองทาง วงการสื่อสารจะต้องมีสองวงด้วย เราบิดมันครึ่งหนึ่งแล้วได้ห่วงสื่อสารสองรอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 28 ซม. การเลือกการสื่อสารกับเสาอากาศจะดำเนินการในเวลาที่มีการชี้แจง SWR ในช่วงความถี่ลำดับความสำคัญ ลูปการสื่อสารสามารถมีการเชื่อมต่อไฟฟ้ากับจุดแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ (รูปที่ 6.a) และตั้งอยู่ใกล้กับมันมากขึ้น

การกำหนดค่าเสาอากาศและองค์ประกอบการแสดงผล

1. ในการปรับเสาอากาศแม่เหล็กให้เป็นเสียงสะท้อน วิธีที่ดีที่สุดคือใช้ตัวเก็บประจุสูญญากาศที่มีแรงดันพังทลายสูงและปัจจัยคุณภาพสูง ยิ่งไปกว่านั้น การใช้กระปุกเกียร์และระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า สามารถปรับตั้งได้จากระยะไกล

เรากำลังออกแบบเสาอากาศบนระเบียงราคาประหยัดที่คุณสามารถเข้าใกล้ได้ตลอดเวลา เปลี่ยนตำแหน่งในพื้นที่ จัดเรียงใหม่หรือเปลี่ยนไปใช้ความถี่อื่น หากที่จุด “a” และ “b” (ดูรูปที่ 6.a.) แทนที่จะเป็นตัวเก็บประจุแบบแปรผันที่หายากและมีราคาแพงซึ่งมีช่องว่างขนาดใหญ่ คุณจะเชื่อมต่อความจุที่ทำจากส่วนของสายเคเบิล RG-213 ด้วยความจุเชิงเส้นที่ 100 pF/m คุณสามารถเปลี่ยนการตั้งค่าความถี่ได้ทันที และใช้ตัวเก็บประจุปรับ C1 เพื่อชี้แจงการปรับเรโซแนนซ์ สายเคเบิลคาปาซิเตอร์สามารถม้วนเป็นม้วนและปิดผนึกด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้ สามารถจัดเตรียมชุดคอนเทนเนอร์ดังกล่าวสำหรับแต่ละช่วงแยกกันและเชื่อมต่อกับวงจรโดยใช้เต้ารับไฟฟ้าปกติที่จับคู่กับปลั๊กไฟฟ้า ความจุ C1 โดยประมาณตามช่วงแสดงไว้ในตารางที่ 1

2. เป็นการดีกว่าที่จะระบุว่าเสาอากาศได้รับการปรับให้มีการสั่นพ้องบนเสาอากาศโดยตรง (วิธีนี้จะชัดเจนกว่า) ในการทำเช่นนี้อยู่ไม่ไกลจากคอยล์สื่อสารบนผืนผ้าใบ 1 (จุดแรงดันศูนย์) ที่จะพันลวด MGTF 25-30 รอบให้แน่นและปิดผนึกตัวบ่งชี้การตั้งค่าด้วยองค์ประกอบทั้งหมดจากการตกตะกอน โครงการที่ง่ายที่สุดแสดงในรูปที่ 7

ตัวปล่อยไฟฟ้านี่เป็นองค์ประกอบเพิ่มเติมอีกประการหนึ่งของรังสี หากเสาอากาศแม่เหล็กปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยให้ความสำคัญกับสนามแม่เหล็ก ตัวปล่อยไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นตัวปล่อยสนามไฟฟ้าเพิ่มเติม-E ในความเป็นจริงควรแทนที่ความจุเริ่มต้น C1 และกระแสระบายซึ่งก่อนหน้านี้ผ่านไปอย่างไร้ประโยชน์ระหว่างแผ่นปิดของ C1 ตอนนี้ใช้งานได้สำหรับการแผ่รังสีเพิ่มเติม ตอนนี้ส่วนหนึ่งของพลังงานที่ให้มาจะถูกปล่อยโดยตัวปล่อยไฟฟ้าเพิ่มเติม รูปที่ 1 6.ข. แบนด์วิธจะเพิ่มขึ้นถึงขีดจำกัดของแถบความถี่วิทยุสมัครเล่น เช่นเดียวกับในเสาอากาศ EH ความจุของตัวปล่อยดังกล่าวต่ำ (12-16 pF ไม่เกิน 20) ดังนั้นประสิทธิภาพในช่วงความถี่ต่ำจึงต่ำ คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับการทำงานของเสาอากาศ EH ได้โดยใช้ลิงก์ต่อไปนี้:

เสาอากาศ พิมพ์ ผู้สังเกตการณ์วิทยุ ML-8ทำให้การออกแบบโดยรวมง่ายขึ้นอย่างมาก วัสดุที่ราคาถูกกว่าสามารถใช้เป็นวัสดุสำหรับลูป L1;L2 ได้ เป็นต้น ท่อพีวีซีมีชั้นอลูมิเนียมด้านในสำหรับวางท่อน้ำขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-12 มม. แทนที่จะใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูง คุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุธรรมดาที่มี TKE ต่ำได้ และเพื่อการปรับความถี่ที่ราบรื่น ให้ใช้ dual varicap ที่ควบคุมจากไซต์สังเกตการณ์วิทยุ

บทสรุป

เสาอากาศขนาดเล็กทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นเสาอากาศแบบใดก็ตาม ต้องใช้แรงงานและทักษะด้านโลหะอย่างมาก โดยสัมพันธ์กับแรงตึงแบบธรรมดาและเสาอากาศแบบคลาสสิก แต่เมื่อไม่มีความสามารถในการติดตั้งเสาอากาศภายนอก นักวิทยุสมัครเล่นจึงถูกบังคับให้ใช้ทั้งเสาอากาศ EH และ ML การออกแบบห่วงแม่เหล็กแบบหมุนสองรอบนั้นสะดวกโดยสามารถวางองค์ประกอบการปรับ การจับคู่ และการบ่งชี้ทั้งหมดไว้ในตัวเรือนที่ปิดสนิทเพียงอันเดียว เสาอากาศสามารถซ่อนจากเพื่อนบ้านที่จู้จี้จุกจิกได้ตลอดเวลาโดยใช้วิธีใดวิธีหนึ่งที่มีอยู่ ตัวอย่างที่ดีอยู่ในภาพด้านล่าง

เมื่อคุณพูดถึงเสาอากาศแม่เหล็ก สิ่งที่อยู่บนแท่งเฟอร์ไรต์จะนึกถึงทันที และนี่ก็ถูกต้องบางส่วน ทั้งหมดนี้เป็นรูปแบบของอุปกรณ์ประเภทเดียวกัน เสาอากาศแบบวงแหวนที่มีเส้นรอบวงเล็กกว่าความยาวคลื่นมากเรียกว่าแม่เหล็ก ซิกแซกและไบควอดราตที่รู้จักกันดี (เกือบจะเหมือนกัน) ก็เป็นญาติของเทคโนโลยีที่เป็นปัญหาเช่นกัน และเสาอากาศบนฐานแม่เหล็กไม่เกี่ยวอะไรกับพวกมันเลย มันเป็นเพียงวิธีการติดตั้ง ไม่มีอะไรเพิ่มเติม ฐานแม่เหล็กสำหรับเสาอากาศจะยึดไว้อย่างแน่นหนาบนหลังคารถยนต์ทุกคัน วันนี้เรากำลังพูดถึงการออกแบบพิเศษ ความสวยงามของเสาอากาศแม่เหล็กคือสามารถให้อัตราขยายที่ค่อนข้างสูงที่คลื่นค่อนข้างยาว ในขณะเดียวกันขนาดของเสาอากาศแม่เหล็กก็ค่อนข้างเล็ก เรามาหารือเกี่ยวกับชื่อของเราและบอกคุณว่าคุณสามารถสร้างเสาอากาศแม่เหล็กด้วยมือของคุณเองได้อย่างไร

เสาอากาศแม่เหล็ก

เป็นที่ทราบกันดีจากทฤษฎีว่าแทบไม่มีรังสีใดเกิดขึ้นในวงจรออสซิลลาทอรีที่ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ ทุกอย่างปิดอยู่ และคลื่นสามารถแกว่งที่ความถี่เรโซแนนซ์ได้นานเท่าที่ต้องการ ซึ่งทำให้หมาด ๆ เนื่องจากมีความต้านทานแบบแอคทีฟอยู่ ใช่ องค์ประกอบของวงจร ตัวเหนี่ยวนำ และความจุ โดยทั่วไปมีอิมพีแดนซ์แบบรีแอกทีฟ (จินตภาพ) ล้วนๆ นอกจากนี้ขนาดยังขึ้นอยู่กับความถี่ตามกฎหมายที่ค่อนข้างง่าย นี่คือสิ่งที่คล้ายกับผลคูณของความถี่วงกลม (2 P f) คูณค่าความเหนี่ยวนำหรือความจุตามลำดับ และที่ค่าหนึ่ง องค์ประกอบจินตภาพที่อยู่ตรงข้ามเครื่องหมายจะเท่ากัน เป็นผลให้อิมพีแดนซ์กลายเป็นแอ็กทีฟล้วนๆ โดยอุดมคติแล้วเท่ากับศูนย์

ในความเป็นจริง บีตยังคงหน่วงอยู่ เนื่องจากในทางปฏิบัติแต่ละวงจรจะมีลักษณะเฉพาะด้วยปัจจัยด้านคุณภาพ โปรดจำไว้ว่าอิมพีแดนซ์ประกอบด้วยส่วนที่แอ็กทีฟ (จริง) ล้วนๆ เช่น ตัวต้านทาน และส่วนจินตภาพ อย่างหลังประกอบด้วยความจุซึ่งมีความต้านทานเป็นลบในจินตนาการและการเหนี่ยวนำที่มีความต้านทานในจินตนาการเป็นบวก ทีนี้ลองจินตนาการว่าในวงจร แผ่นตัวเก็บประจุเริ่มถูกแยกออกจากกันจนกระทั่งพวกมันอยู่คนละปลายของตัวเหนี่ยวนำ สิ่งนี้เรียกว่าเครื่องสั่นแบบเฮิรตซ์ (ไดโพล) และเป็นเครื่องสั่นแบบครึ่งคลื่นแบบสั้นและเครื่องสั่นประเภทอื่นๆ

หากเราเปลี่ยนขดลวดเป็นวงแหวนเดี่ยว เราก็จะได้เสาอากาศแม่เหล็กที่ง่ายที่สุด นี่เป็นการตีความที่ง่ายมาก แต่ก็ค่อนข้างจะเป็นเช่นนั้น ยิ่งไปกว่านั้น สัญญาณจะถูกลบออกจากด้านตรงข้ามกับตัวเก็บประจุผ่านแอมพลิฟายเออร์โดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบฟิลด์เอฟเฟกต์ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความไวสูงของอุปกรณ์ เสาอากาศบนแท่งเฟอร์ไรต์นั้นเป็นแม่เหล็กชนิดหนึ่ง แต่มีวงแหวนหลายวงแทนที่จะเป็นอันเดียว อุปกรณ์ประเภทนี้ได้ชื่อมาจากความไวสูงต่อส่วนประกอบแม่เหล็กของคลื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับระบบส่งกำลัง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นอย่างแน่นอน ทำให้เกิดการตอบสนองของสนามไฟฟ้า

ทิศทางสูงสุดสอดคล้องกับแกนของแกน นอกจากนี้ทั้งสองทิศทางยังเท่ากัน เนื่องจากเส้นรอบวงเล็กของเสาอากาศแบบวงแหวนสัมพันธ์กับความยาวคลื่น ความต้านทานจึงค่อนข้างต่ำ ไม่ใช่แค่ 1 โอห์ม แต่เป็นเศษส่วนของโอห์มได้ด้วย ค่าประมาณสามารถประมาณได้โดยใช้สูตร:

R = 197 (U / แล) 4 โอห์ม

U หมายถึงเส้นรอบวงเป็นเมตร ซึ่งเป็นหน่วยเดียวกับความยาวคลื่น γ ในที่สุด R คือความต้านทานรังสี ไม่ควรสับสนกับค่าที่ใช้งานอยู่ซึ่งผู้ทดสอบแสดงไว้ พารามิเตอร์นี้ใช้ในการคำนวณแอมพลิฟายเออร์สำหรับการจับคู่โหลด ดังนั้นสำหรับเสาอากาศเฟอร์ไรต์คุณต้องคูณค่านี้ด้วยกำลังสองของจำนวนรอบ

คุณสมบัติของเสาอากาศแม่เหล็ก

ตอนนี้เรามาดูวิธีสร้างเสาอากาศแม่เหล็กด้วยตัวเอง ก่อนอื่นคุณต้องกำหนดเส้นรอบวงและความจุของตัวเก็บประจุทริมเมอร์ ในความเป็นจริง คุณสมบัติของเสาอากาศแม่เหล็กนั้นจำเป็นต้องมีการประสานงาน บังคับแต่จะมีมากกว่านั้นในคราวอื่น ความจริงก็คือคุณลักษณะที่แตกต่างคือตัวเลือกมากมายที่เหลือเชื่อสำหรับการดำเนินการนี้ดังนั้นจึงมีหัวข้อแยกต่างหากสำหรับการสนทนาเกิดขึ้น

ความยาวเส้นรอบวงของเสาอากาศแม่เหล็กอยู่ในช่วง 0.123 ถึง 0.246 แลมบ์ดา หากคุณต้องการครอบคลุมกลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ทั้งหมด คุณต้องเลือกตัวเก็บประจุที่เหมาะสม ในพื้นที่ว่างและเสาอากาศแม่เหล็ก รูปแบบการแผ่รังสีจะอยู่ในรูปของทอรัส ซึ่งสามารถสังเกตได้โดยการวางขดลวดขนานกับพื้น โพลาไรซ์จะเป็นเส้นตรงและแนวนอน นั่นคือนี่คือตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมในการรับรายการโทรทัศน์ ข้อเสียคือมุมเงยของกลีบขึ้นอยู่กับความสูงของช่วงล่าง เชื่อกันว่าระยะห่างจากโลก λ จะอยู่ที่ 14 องศา และความไม่เที่ยงนี้เป็นคุณภาพเชิงลบ แต่สำหรับวิทยุนั้น มีการใช้เสาอากาศแม่เหล็กค่อนข้างบ่อย

อัตราขยายคือ 1.76 dBi ซึ่งน้อยกว่าเครื่องสั่นแบบครึ่งคลื่น 0.39 แต่ขนาดของอันหลังสำหรับความถี่นี้จะอยู่ที่หลายสิบเมตร - แล้วคุณจะเอาเรื่องใหญ่ขนาดนี้ไปไว้ที่ไหน? วาดข้อสรุปของคุณเอง เสาอากาศแม่เหล็กของเราไม่ได้ใหญ่ขนาดนั้น (เส้นรอบวงอาจเป็น 2 เมตรสำหรับความยาวคลื่น 20 เมตร ซึ่งก็คือเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 เมตร) สำหรับการเปรียบเทียบที่ความถี่ 34 MHz ซึ่งคนขับรถบรรทุกคุ้นเคยด้วยเครื่องส่งรับวิทยุความยาวคลื่นคือ 8.8 เมตร ในเวลาเดียวกันทุกคนรู้ดีว่าไม่ใช่ทุก Kamaz ที่สามารถรองรับเครื่องสั่นแบบครึ่งคลื่นที่ดีได้ และก่อนหน้านี้เราได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับการออกแบบเสาอากาศแบบห่วงที่เกิดจากปะเก็นยางของกระจกหลังของรถยนต์นั่ง VAZ แม้จะมีขนาดเล็ก แต่อุปกรณ์ก็ทำงานได้ค่อนข้างดี

อย่างไรก็ตาม การออกแบบนี้ถือว่าใช้งานได้จริงมากกว่าเสาอากาศแบบแส้ทั่วไปสำหรับรถยนต์ ซึ่งการปรับแต่งทำได้โดยการเปลี่ยนตัวเหนี่ยวนำ มีการสูญเสียน้อยลง นอกจากนี้ รูปแบบการแผ่รังสียังครอบคลุมมุมเงยที่ค่อนข้างสูงเกือบถึงแนวตั้งอีกด้วย ในกรณีของเสาอากาศแบบแส้ ตัวเลือกนี้ไม่สามารถใช้ได้

แต่จะเลือกเส้นรอบวงให้เหมาะสมได้อย่างไร? เมื่อมันเพิ่มขึ้น กำไรก็จะเพิ่มขึ้น นั่นคือต้องเป็นไปตามเงื่อนไขที่ระบุข้างต้นและมีขนาดใหญ่ที่สุด ในขณะเดียวกันอย่าลืมว่าบางครั้งคุณต้องครอบคลุมหลายความถี่ นอกจากนี้ เมื่อขอบเขตเพิ่มขึ้น แบนด์วิธของอุปกรณ์ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ต้องบอกว่าด้วยความกว้างของช่องสัญญาณทั่วไปที่ 10 kHz สิ่งนี้ไม่สำคัญนัก นอกจากนี้ สถานีออกอากาศที่อยู่ใกล้เคียงจะถูกตัดการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ ในแง่นี้ ยิ่งมากไม่ได้หมายความว่าดีขึ้นเสมอไป อย่างไรก็ตาม อย่าลืมว่าความยุ่งยากทั้งหมดเริ่มต้นขึ้นเพื่อการเสริมกำลัง ดังนั้นเสาอากาศจึงถูกเลือกตามแนวเส้นรอบวงสูงสุดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเลือกสรรที่ต้องการ

ตอนนี้คำถามหลัก: จะกำหนดกำลังการผลิตได้อย่างไร? เมื่อรวมกับความเหนี่ยวนำของลูป พวกมันจะก่อให้เกิดเสียงสะท้อนตามสูตรที่ทราบ ในการกำหนดพารามิเตอร์ของวงจรนั้นมีสูตรดังต่อไปนี้:

L = 2U (ln(U/d) - 1.07) nH;

โดยที่ U และ d คือความยาวของขดลวดและเส้นผ่านศูนย์กลาง อะไรจับที่นี่? U = П d ดังนั้น แทนที่จะใช้อัตราส่วน เราสามารถใช้ลอการิทึมธรรมชาติของ Pi ได้ ไม่ว่านี่จะเป็นข้อผิดพลาดของผู้เขียนเราไม่สามารถพูดได้ บางทีเราอาจคำนึงถึงความจริงที่ว่าตัวเก็บประจุปรับค่าจะดึงส่วนหนึ่งของความยาวออกไป เช่นเดียวกับแอมพลิฟายเออร์... เราพบความจุจากการเหนี่ยวนำที่รู้จักจากการแสดงออกของเสียงสะท้อนของวงจร:

ฉ = 1/ 2П √LC; ที่ไหน

C = 1/ 4P 2 L f 2.

เสาอากาศบ้านแบบวงแม่เหล็กเป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับเสาอากาศกลางแจ้งแบบคลาสสิก การออกแบบดังกล่าวอนุญาตให้ส่งสัญญาณได้ไกลถึง 80 ม. สายโคแอกเซียลมักใช้สำหรับการผลิต

เสาอากาศแบบวงแม่เหล็กรุ่นคลาสสิก

การติดตั้งแบบแม่เหล็กแบบเฟรมเป็นประเภทย่อยของเสาอากาศสมัครเล่นขนาดเล็กที่สามารถติดตั้งได้ทุกจุด การตั้งถิ่นฐาน- ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน เฟรมจะแสดงผลลัพธ์ที่เสถียรมากกว่าอะนาล็อก

ในทางปฏิบัติที่บ้านพวกเขาใช้แบบจำลองที่ประสบความสำเร็จสูงสุดจากผู้ผลิตยอดนิยม วงจรส่วนใหญ่มีอยู่ในวรรณกรรมสมัครเล่นสำหรับวิศวกรวิทยุ

เสาอากาศแบบวงแม่เหล็กทำจากสายโคแอกเชียลในอาคาร

ประกอบเสาอากาศ DIY

วัสดุสำหรับการผลิต

องค์ประกอบหลักคือสายโคแอกเซียลหลายประเภทยาว 12 ม. และ 4 ม. ในการสร้างแบบจำลองการทำงานคุณต้องมีแผ่นไม้ตัวเก็บประจุ 100 pF และขั้วต่อโคแอกเซียล

การประกอบ

เสาอากาศแบบวงแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยไม่ได้รับการฝึกอบรมพิเศษหรือความรู้ด้านเทคนิค เมื่อทำตามลำดับการประกอบ คุณจะได้รับอุปกรณ์ที่ใช้งานได้ตั้งแต่ครั้งแรก:

• เชื่อมต่อไม้กระดานด้วยไม้กางเขน
• ตัดร่องในกระดานด้วยความลึกที่สอดคล้องกับรัศมีของตัวนำ
• เจาะรูบนแผ่นไม้ที่ฐานของไม้กางเขนเพื่อยึดสายเคเบิลให้แน่น ตัดสามร่องระหว่างพวกเขา

ขนาดที่แม่นยำช่วยให้คุณสร้างโครงสร้างที่มีการรับสัญญาณความถี่วิทยุสูงได้

รูปร่างของกรอบแม่เหล็ก

เสาอากาศแม่เหล็กที่ทำจากสายโคแอกเซียลคือห่วงของตัวนำที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุ ห่วงมักจะมีลักษณะเป็นวงกลม เนื่องจากรูปทรงนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบ พื้นที่ของรูปนี้ใหญ่ที่สุดเมื่อเทียบกับพื้นที่ของตัวเรขาคณิตอื่น ๆ ดังนั้นความครอบคลุมของสัญญาณจะเพิ่มขึ้น ผู้ผลิตสินค้าสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นผลิตกรอบทรงกลม

การติดตั้งโครงสร้างบนระเบียง

เพื่อให้อุปกรณ์ทำงานในช่วงความยาวคลื่นเฉพาะ จึงมีการสร้างลูปที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ

นอกจากนี้ยังมีแบบจำลองในรูปสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และรูปหลายเหลี่ยมอีกด้วย การใช้การออกแบบดังกล่าวจะพิจารณาในแต่ละกรณีโดยปัจจัยต่างๆ เช่น ตำแหน่งของอุปกรณ์ในห้อง ความกะทัดรัด เป็นต้น

เฟรมกลมและสี่เหลี่ยมถือเป็นเทิร์นเดียวเพราะว่า ตัวนำไม่บิด วันนี้โปรแกรมพิเศษเช่น KI6GD ช่วยให้คุณสามารถคำนวณลักษณะของเสาอากาศแบบเลี้ยวเดียวเท่านั้น ประเภทนี้พิสูจน์ตัวเองได้ดีสำหรับการทำงานในช่วงความถี่สูง ข้อเสียเปรียบหลักคือขนาดใหญ่ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนพยายามทำงานที่ความถี่ต่ำ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการติดตั้งกรอบแม่เหล็กจึงได้รับความนิยมมาก

การคำนวณเปรียบเทียบของวงจรหลายวงจรที่มีหนึ่ง สองรอบขึ้นไป ภายใต้สภาวะการทำงานที่คล้ายคลึงกัน แสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่น่าสงสัยของการออกแบบแบบหลายรอบ แนะนำให้เพิ่มการหมุนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดขนาดของอุปกรณ์ทั้งหมดเท่านั้น นอกจากนี้เพื่อดำเนินการตามแผนนี้จำเป็นต้องเพิ่มการใช้สายเคเบิลดังนั้นต้นทุนของผลิตภัณฑ์โฮมเมดจึงเพิ่มขึ้นอย่างไม่ยุติธรรม

ผ้าใบกรอบแม่เหล็ก

เพื่อให้การติดตั้งมีประสิทธิภาพสูงสุด จะต้องบรรลุเงื่อนไขหนึ่งข้อ: ความต้านทานการสูญเสียในโครงเว็บจะต้องเทียบเคียงได้กับค่าความต้านทานการแผ่รังสีของโครงสร้างทั้งหมด สำหรับท่อทองแดงแบบบางจะเป็นไปตามเงื่อนไขนี้ได้ง่าย สำหรับสายโคแอกเซียลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ผลกระทบนี้ทำได้ยากกว่าเนื่องจากวัสดุมีความต้านทานสูง ในทางปฏิบัติมีการใช้โครงสร้างทั้งสองประเภทเพราะว่า ประเภทอื่นทำงานได้แย่กว่ามาก

เฟรมรับ

หากอุปกรณ์ทำหน้าที่เฉพาะของเครื่องรับก็สามารถใช้ตัวเก็บประจุแบบธรรมดาที่มีไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งในการทำงานได้ เพื่อลดขนาด เฟรมรับจะทำหลายรอบ (ทำจากลวดเส้นเล็ก)

การออกแบบดังกล่าวไม่เหมาะกับอุปกรณ์ส่งสัญญาณเพราะว่า การทำงานของตัวส่งสัญญาณจะทำงานเพื่อให้ความร้อนแก่การติดตั้ง

สายถักเปีย

กรอบแม่เหล็กแบบถักให้ประสิทธิภาพมากกว่าท่อทองแดงและมีเส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำที่หนากว่า โมเดลที่มีเปลือกพลาสติกสีดำไม่เหมาะสำหรับการทดลองที่บ้านเพราะ... มันมีเขม่าจำนวนมาก ในระหว่างการใช้งาน ชิ้นส่วนที่เป็นโลหะเมื่อเปลือกถูกให้ความร้อน จะปล่อยสารประกอบเคมีที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ออกมา นอกจากนี้คุณสมบัตินี้ยังช่วยลดสัญญาณการส่งสัญญาณอีกด้วย

สายโคแอกเชียล SAT-50M ผลิตในอิตาลี

สายโคแอกเซียลประเภทนี้เหมาะสำหรับเสาอากาศขนาดใหญ่เท่านั้นเนื่องจาก... ความต้านทานการแผ่รังสีของตัวนำจะชดเชยความต้านทานอินพุตอย่างสมบูรณ์

ผลกระทบของปัจจัยภายนอก

เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพของสายโคแอกเชียล เสาอากาศจึงไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและการตกตะกอน ผลกระทบด้านลบเฉพาะเปลือกที่สร้างขึ้นจากปัจจัยภายนอก เช่น ฝน หิมะ น้ำแข็ง เท่านั้นที่จะได้รับผลกระทบ น้ำมีการสูญเสียที่ความถี่สูงมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับสายเคเบิล ตามที่แสดงให้เห็นในทางปฏิบัติ โครงสร้างดังกล่าวสามารถใช้บนระเบียงได้เป็นเวลาหลายทศวรรษ แม้ในสภาพที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง การรับสัญญาณก็ไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

หากต้องการเพิ่มการรับสัญญาณ ควรวางอุปกรณ์แม่เหล็กที่ทำจากสายโคแอกเชียลไว้ในห้องหรือสถานที่ที่มีการตกตะกอนน้อย: ใต้หลังคา บนส่วนที่มีการป้องกันของระเบียงเปิดโล่ง มิฉะนั้นอุปกรณ์จะทำงานโดยใช้ความร้อนเป็นหลัก สิ่งแวดล้อมจากนั้นจึงรับและส่งสัญญาณเท่านั้น

เงื่อนไขหลักสำหรับการทำงานที่มั่นคงคือการปกป้องตัวเก็บประจุจากอิทธิพลภายนอก - กลไก สภาพอากาศ ฯลฯ เมื่อสัมผัสกับปัจจัยภายนอกเป็นเวลานานเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง อาร์คอาจก่อตัวขึ้น ซึ่งหากได้รับความร้อนสูงเกินไป จะนำไปสู่การถอดบัดกรีออกจากวงจรอย่างรวดเร็วหรือความล้มเหลวของชิ้นส่วนนี้

เฟรมสำหรับช่วงความถี่สูงจะเป็นแนวนอน สำหรับความถี่ต่ำที่ความสูงมากกว่า 30 ม. แนะนำให้สร้างโครงสร้างแนวตั้ง สำหรับพวกเขาความสูงในการติดตั้งไม่ส่งผลต่อคุณภาพการรับสัญญาณ

ตำแหน่งอุปกรณ์

หากกลไกนี้ตั้งอยู่บนหลังคาจะต้องระบุเงื่อนไขหนึ่งข้อ - เสาอากาศนี้จะต้องสูงกว่าเสาอากาศอื่นทั้งหมด ในทางปฏิบัติ การบรรลุตำแหน่งที่เหมาะสมมักเป็นไปไม่ได้ การติดตั้งกรอบแม่เหล็กนั้นค่อนข้างไม่โอ้อวดใกล้กับวัตถุและโครงสร้างของบุคคลที่สาม - หอระบายอากาศ ฯลฯ

ตำแหน่งที่ถูกต้องควรอยู่บนหลังคาโดยให้แกนอยู่ห่างจากเครื่องรุ่นใหญ่ๆ เพื่อไม่ให้สัญญาณดูดกลืน ด้วยเหตุนี้เมื่อติดตั้งบนระเบียงประสิทธิภาพจะลดลง ข้อตกลงนี้มีความสมเหตุสมผลในกรณีที่เครื่องรับทั่วไปทำงานไม่ถูกต้อง

การซิงโครไนซ์เฟรมและสายเคเบิล

การประสานชิ้นส่วนต่างๆ ทำได้โดยการวางวงอุปนัยขนาดเล็กเข้ากับวงขนาดใหญ่ สำหรับการสื่อสารแบบสมมาตร จะมีหม้อแปลงบาลันพิเศษรวมอยู่ในอุปกรณ์ สำหรับแบบไม่สมมาตร - เชื่อมต่อสายเคเบิลโดยตรง เสาอากาศจะต่อสายดินตรงจุดที่ต่อสายเคเบิลเข้ากับฐานของวงกลมขนาดใหญ่ การเสียรูปของสายเคเบิลช่วยให้สามารถปรับอุปกรณ์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

การดัดแปลงอุปกรณ์สายโคแอกเชียล

ข้อดีข้อเสียของอุปกรณ์

ข้อดี

• ต้นทุนต่ำ
• ความง่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษา
• ความพร้อมของวัตถุดิบ
• การติดตั้งในห้องขนาดเล็ก
• ความทนทานของอุปกรณ์
• การทำงานที่มีประสิทธิภาพใกล้กับอุปกรณ์วิทยุอื่น
• ไม่มีข้อกำหนดพิเศษเพื่อให้ได้การรับสัญญาณคุณภาพสูง (อุปกรณ์ดังกล่าวทำงานได้อย่างเสถียรทั้งในฤดูร้อนและฤดูหนาว)

ข้อบกพร่อง

ข้อเสียเปรียบหลักคือการปรับตัวเก็บประจุอย่างต่อเนื่องเมื่อเปลี่ยนช่วงการทำงาน ระดับการรบกวนจะลดลงโดยการหมุนโครงสร้างซึ่งอาจเป็นเรื่องยากมากในระหว่างการใช้งานเนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตและการจัดเรียงของแผ่นไม้ เนื่องจากการแผ่รังสีในระยะใกล้ ข้อมูลจึงถูกถ่ายโอนจากเทปแม่เหล็ก (เมื่อเปิดเครื่องบันทึกเทป) ไปยังอุปกรณ์ที่มีตัวเหนี่ยวนำ (ทีวี วิทยุ ฯลฯ) แม้ว่าเสาอากาศจะปิดอยู่ก็ตาม ระดับการรบกวนสามารถลดลงได้โดยการเปลี่ยนตำแหน่งของอุปกรณ์

ในระหว่างการใช้งาน อย่าสัมผัสชิ้นส่วนที่เป็นโลหะ เนื่องจากความร้อนจัด คุณอาจถูกไฟไหม้ได้

เราทำมันเอง วีดีโอ

คุณสามารถเรียนรู้วิธีสร้างเสาอากาศที่ใช้งานบรอดแบนด์ได้ด้วยมือของคุณเองจากวิดีโอนี้

เสาอากาศแบบวงแม่เหล็กเป็นวิธีแก้ปัญหางบประมาณที่เหมาะสมที่สุดสำหรับใช้ในบ้าน ข้อดีหลักคือการทำงานที่ความถี่ต่างกัน ความง่ายในการประกอบและความกะทัดรัด อุปกรณ์ที่ทำมาอย่างดีสามารถรับและส่งสัญญาณที่ดีเยี่ยมในระยะทางที่ค่อนข้างไกล

ผลลัพธ์ที่ดีที่ได้รับจากเสาอากาศ Magnetic Loop ทำให้ I1ARZ พยายามสร้างเสาอากาศสำหรับคลื่นความถี่ต่ำ ในตอนแรกเขาตั้งใจจะสร้างเสาอากาศแบบวนซ้ำ ทรงกลม(รูปที่ 1) โดยมีเส้นรอบวงประมาณ 10.5 ม. ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นที่ 7 MHz เพื่อจุดประสงค์นี้จึงทำห่วงจากท่อทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 มม. และมีผนังบาง อย่างไรก็ตามในระหว่างการทำงานเป็นที่ชัดเจนว่าการดัดและไม่งอท่อขนาดนี้นั้นค่อนข้างยากและรูปร่างของเสาอากาศก็เปลี่ยนไป จากกลมเป็นสี่เหลี่ยม ประสิทธิภาพที่ลดลงบางส่วนได้รับการชดเชยด้วยการลดความซับซ้อนของการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ

สำหรับช่วง 1.8...7.2 MHz คุณสามารถใช้ท่อทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25...40 มม. คุณยังสามารถใช้ท่อดูราลูมินได้ แต่ไม่ใช่ทุกคนที่สามารถเชื่อมอาร์กอนได้ หลังจากประกอบแล้ว กรอบเสาอากาศทั้งหมดจะถูกเคลือบด้วยสารเคลือบเงาป้องกันหลายชั้น

ตัวเก็บประจุการปรับแต่งมีความสำคัญมากสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของเสาอากาศ จะต้องมีคุณภาพดีโดยมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างแผ่น ใช้ตัวเก็บประจุสูญญากาศที่มีความจุ 7...1,000 pF พร้อมแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต 7 kV สามารถทนต่อพลังงานในเสาอากาศมากกว่า 100 W ซึ่งก็เพียงพอแล้ว ในกรณีที่ใช้ระยะ 160 ม. ความจุควรสูงถึง 1600 pF

วนซ้ำ รูปทรงสี่เหลี่ยมประกอบจากท่อทองแดง 4 ท่อ ยาว 2.5 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 40 มม. ต่อกันโดยใช้ท่อน้ำทองแดง 4 ท่อ ท่อเชื่อมเข้ากับข้อศอก ด้านตรงข้ามของกรอบควรขนานกัน ตรงกลางของท่อด้านบนถูกตัดชิ้นส่วนยาว 100 มม. ใส่แกนเทฟลอนเข้าไปในช่องเจาะและยึดทั้งสองด้านด้วยแคลมป์และสกรู เส้นทแยงมุมของห่วงคือ 3.4 ม. ความยาวรวม 10.67 ม. (รวมแผ่นทองแดงกว้าง 50 มม. ซึ่งต่อปลายท่อไว้เพื่อเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุปรับจูน) เพื่อให้มั่นใจถึงการสัมผัสที่เชื่อถือได้ ต้องเชื่อมแผ่นเพลทเข้ากับปลายท่อหลังจากติดแล้ว

รูปที่ 2 แสดงการออกแบบโครงพร้อมฐานและเสาค้ำ เสาจะต้องเป็นฉนวน เช่น ทำจากแท่งไฟเบอร์กลาส คุณยังสามารถใช้หลอดพลาสติกได้ ที่ด้านล่างเฟรมจะยึดกับเสารองรับด้วยที่หนีบเหล็ก (รูปที่ 3)

เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับชิ้นส่วนแนวนอนด้านล่างของเฟรม ท่อทองแดงที่ให้ความร้อนซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเล็กน้อยจะถูกขึงไว้เหนือความยาวประมาณ 300 มม. มอเตอร์ที่หมุนตัวเก็บประจุจะติดตั้งอยู่บนท่อเหล็กที่ความสูงเหนือหลังคาประมาณ 2 ม. เพื่อให้โครงสร้างทั้งหมดมีความแข็งแกร่ง จึงมีการติดตั้งสายไฟอย่างน้อยสามเส้นไว้ใต้มอเตอร์

วิธีที่ง่ายที่สุดในการจับคู่กรอบเสาอากาศและสายไฟคือการใช้ขดลวดโคแอกเชียลประเภท RG8 หรือ RG213 เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดจะถูกกำหนดโดยเชิงประจักษ์ (ประมาณ 0.5 ม.) การเชื่อมต่อแกนภายในและปลอกสายเคเบิลดำเนินการตามรูปที่ 4

หลังจากตั้งค่าคอยล์ที่ตรงกันไว้ที่ SWR ต่ำสุดแล้ว ท่อพลาสติกลูกฟูกจะถูกดึงเหนือจุดเชื่อมต่อเพื่อป้องกันการตกตะกอน ต้องติดตั้งขั้วต่อโคแอกเชียลที่ส่วนท้ายของคอยล์ที่ตรงกัน ในตำแหน่งของการยึดด้านล่างของการหมุนที่เข้าคู่กันจะมีเกลียวเทปทองแดงชิ้นหนึ่งไว้ใต้แคลมป์ยึดดูราลูมินซึ่งหลังจากดัดงอแล้วจะถูกบัดกรีเข้ากับปลอกป้องกันของสายเคเบิล จำเป็นสำหรับการสัมผัสทางไฟฟ้าที่ดีกับท่อดูราลูมินที่ต่อสายดิน (รูปที่ 5) ในส่วนบนขดลวดที่ตรงกันจะติดอยู่กับเสาอิเล็กทริกพร้อมที่หนีบยาง

หากเสาอากาศอยู่บนหลังคา จำเป็นต้องใช้ชุดขับเคลื่อนมอเตอร์กระแสตรงเพื่อควบคุมตัวเก็บประจุการปรับแต่งจากระยะไกล เพื่อจุดประสงค์นี้ เทปมอเตอร์ขนาดเล็กที่มีกระปุกเกียร์ขนาดเล็กจึงเหมาะสม มอเตอร์เชื่อมต่อกับแกนตัวเก็บประจุด้วยคลัตช์ฉนวนหรือเฟืองพลาสติก แกนของตัวเก็บประจุจะต้องเชื่อมต่อทางกลไกกับโพเทนชิโอมิเตอร์ 22 kOhm ของกลุ่ม A ตำแหน่งของตัวเก็บประจุปรับจะถูกกำหนดโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์นี้ที่ด้านล่าง แผนภาพที่สมบูรณ์ของชุดควบคุมแสดงในรูปที่ 6

โดยปกติแล้ว โพเทนชิออมิเตอร์จะต้องอยู่ด้านเดียวกับมอเตอร์ โดยเชื่อมต่อเข้ากับเฟืองพลาสติกสองตัวหรือเฟืองเสียดสี ชุดปรับเสียงทั้งหมดอยู่ในกล่องพลาสติก (หรือท่อ) ที่ปิดสนิท สายเคเบิลไปยังมอเตอร์และสายไฟจากโพเทนชิออมิเตอร์วางอยู่ตามแนวเสารองรับไฟเบอร์กลาส หากเสาอากาศตั้งอยู่ใกล้กับสถานีวิทยุ (เช่น บนระเบียง) การปรับจูนสามารถทำได้โดยตรงโดยใช้ลูกกลิ้งยาวบนที่จับที่หุ้มฉนวน

การปรับตำแหน่งตัวเก็บประจุ

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วส่วนที่คงที่และเคลื่อนย้ายได้ของตัวเก็บประจุปรับจูนนั้นติดอยู่ที่ส่วนบน ตัดส่วนของเฟรมโดยใช้แผ่นทองแดงสองแผ่นหนาประมาณ 0.5 มม. กว้าง 50 มม. และยาว 300 มม. แต่ละแผ่น ตัวเก็บประจุการปรับแต่งจะอยู่ในหลอดพลาสติกซึ่งติดอยู่กับเสารองรับไฟเบอร์กลาสแนวตั้ง (รูปที่ 7) ด้านบนของเฟรมเชื่อมต่อกับแกนเทฟลอนและยึดเข้ากับเสาไฟเบอร์กลาสที่รองรับโดยใช้โบลท์ตัวยู

การตั้งค่า

ตั้งค่า TRX ให้เป็นโหลดที่เท่ากัน สลับเอาต์พุต TRX ไปที่เสาอากาศ อย่าใช้เครื่องรับเสาอากาศในการทดลองนี้ ด้วยกำลังเอาต์พุตที่ลดลง ให้เริ่มหมุนตัวเก็บประจุจนกว่าคุณจะได้ SWR ขั้นต่ำ หากคุณไม่สามารถบรรลุ SWR ที่ต่ำได้ด้วยวิธีนี้ ให้ลองเปลี่ยนรูปคอยล์ที่ตรงกันเล็กน้อย หาก SWR ไม่ดีขึ้น ต้องเลี้ยวให้ยาวขึ้นหรือสั้นลง ด้วยความอดทนเพียงเล็กน้อย คุณสามารถบรรลุ SWR ที่ 1... 1.5 ในช่วง 1.8...7 MHz ได้ค่า SWR ต่อไปนี้: 1.5 ที่ 40 ม., 1.2 ที่ 80 ม. และ 1.1 ที่ 160 ม.

ผลลัพธ์

การปรับจูนเสาอากาศนั้น "คมชัด" มาก ในช่วง 160 ม. แบนด์วิธของเสาอากาศจะอยู่ที่ไม่กี่กิโลเฮิรตซ์ รูปแบบการแผ่รังสี (DP) มีลักษณะเกือบเป็นวงกลม รูปที่ 8 แสดงรูปแบบในระนาบแนวนอนสำหรับมุมการแผ่รังสีแนวตั้งต่างๆ

เสาอากาศให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในระยะ 40 ม. ด้วยกำลัง 50 W ผู้เขียนสร้างการเชื่อมต่อมากมายกับชายฝั่งตะวันออกของสหรัฐอเมริกาด้วยรายงาน 59 ที่ระยะทางสูงสุด 500 กม. ในระหว่างวัน รายงานคือ 59+20...25 dB เสาอากาศยังรับสัญญาณได้ดีมากเนื่องจากการตั้งค่าที่ค่อนข้าง "คมชัด" จะช่วยลดเสียงรบกวนและสัญญาณของสถานีที่แรงที่ทำงานอยู่ใกล้เคียง เสาอากาศทำงานได้ดีอย่างน่าประหลาดใจในระยะ 160 ม. จากความพยายามครั้งแรก การสื่อสารถูกสร้างขึ้นในระยะไกล มากกว่า 500 กม. โดยรายงานความดัง 59+20 dB จากมุมมองพื้นฐาน ในช่วงนี้ ประสิทธิภาพของเสาอากาศจะต่ำกว่าในช่วง 40 ม. มาก (ดูตาราง)

ข้อสังเกตสรุป

• ควรวางเสาอากาศให้ห่างจากวัตถุที่เป็นโลหะขนาดใหญ่ เช่น รั้ว เสาโลหะ ท่อระบายน้ำ เป็นต้น
• ไม่แนะนำให้วางเสาอากาศในอาคาร เนื่องจากกรอบเสาอากาศจะปล่อยสนามแม่เหล็กแรงสูงระหว่างการส่งสัญญาณ ซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพ
• เมื่อทำงานด้วยกำลังที่สูงกว่า 100 W เฟรมจะร้อนขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าสูง
• ที่ช่วงสูงสุด โพลาไรซ์ของเสาอากาศจะอยู่ในแนวนอน

ตารางด้านบนแสดงเนื้อหาหลัก พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเสาอากาศในช่วงที่กำหนด เสาอากาศที่คล้ายกันสามารถสร้างขึ้นสำหรับช่วงความถี่ที่สูงขึ้น ซึ่งจะช่วยลดขนาดของเฟรมและความจุของตัวเก็บประจุการปรับแต่งตามลำดับ

เผยแพร่: 31 มีนาคม 2016

ส่วนที่หนึ่งฉันทำงานออกอากาศมา 5 ปีโดยใช้เพียงเสาอากาศแม่เหล็กเท่านั้น มีสาเหตุหลายประการ: สาเหตุหลักคือไม่มีที่สำหรับดึง "เชือก" อย่างน้อยและสิ่งต่อไปคือสิ่งที่ฉันเข้าใจ - กรอบแม่เหล็กที่ "ถูกต้อง" นั้นยังห่างไกลจากที่เลวร้ายกว่าและแม้แต่ในหลาย ๆ ในกรณีต่างๆ ดีกว่าเสาอากาศแบบลวดใดๆ เมื่อย้อนกลับไปที่คาร์คอฟ ฉันกำลังทดลองกับกรอบแม่เหล็ก ฉันไม่ไว้วางใจเสาอากาศนี้ แม้ว่าฉันจะยังได้รับการรับสัญญาณบน Magnitka ได้ดีกว่าเดลต้าขนาดเต็มบน ระยะ 160 ม. จากนั้นฉันก็ทำผิดพลาดมากมายซึ่งฉันไม่รู้ด้วยซ้ำ

จากนั้นฉันก็มี “เดลต้า” แนวตั้งขนาดเต็ม 160 เมตร ซึ่งทอดยาวอยู่ระหว่างชั้นสูง 16 ชั้น 2 ชั้น ฉันทำงานบนระยะทาง 160 ม. เป็นหลัก แต่ฉันก็มีส่วนร่วมและทำมันต่อไป การแก้ไขอย่างรวดเร็ว, เสาอากาศแม่เหล็กรับสัญญาณสำหรับช่วงนี้ เมื่อทดสอบในระหว่างวันในอพาร์ทเมนต์บนชั้น 8 ในอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก ฉันได้รับสถานีที่อยู่ห่างจากคาร์คอฟ 110 กม. อย่างมั่นใจ ในขณะที่อยู่ที่สามเหลี่ยมปากแม่น้ำฉันได้ยินเพียงการมีอยู่ของสถานีและไม่สามารถรับคำพูดได้แม้แต่คำเดียว ฉันประหลาดใจมาก แต่ในตอนเย็นเมื่อทุกคนกลับจากที่ทำงานแล้วเปิดทีวี ฉันไม่ได้ยินอะไรเลยจากกรอบแม่เหล็ก มีเพียงเสียงกระหึ่มอย่างต่อเนื่อง นี่เป็นจุดสิ้นสุดของประสบการณ์ครั้งแรกของฉัน

และตอนนี้ ที่นี่ ในโตรอนโต ฉันต้องทำงานเกี่ยวกับเสาอากาศแม่เหล็กอีกครั้ง แต่ตอนนี้ก็ต้องส่งสัญญาณด้วย ตอนแรกฉันมีไดโพล 20 ม. บนระเบียงของฉัน ยุโรปตอบสนองที่ 20 ม. แต่ค่อนข้างอ่อน เฉพาะผู้ที่มี "ยากิ" หรือหมุดเท่านั้น และเมื่อฉันเล่น "Magnitka" พวกเขาก็เริ่มตอบสนองทันที ไม่ใช่แค่ผู้ที่มี "Yagami" เท่านั้น การสื่อสารเริ่มต้นด้วยสถานีที่มีไดโพลและ "อินเวอร์เตอร์" และ "เชือก" จากนั้นฉันก็แปลงไดโพลเป็นเดลต้า เส้นรอบวงผลลัพธ์คือ 12.5 ม. ฉันวางคอยล์ส่วนขยาย 50 ซม. จากปลายร้อนของเดลต้า ตอนนี้เดลต้าเริ่มสร้างโดยจูนเนอร์จาก 80 ม. ถึง 10 ม. ในแง่ของเสียงรบกวน เดลต้านั้นเงียบกว่าไดโพลมาก แต่ก็ยากที่จะเปรียบเทียบกับ Magnitka มีหลายครั้งที่ Magnitogorsk รับเสียงรบกวนมากขึ้นและบางครั้งก็ในทางกลับกัน ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดเสียงรบกวน มีการเชื่อมต่อกับยุโรปและสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ แต่การตอบสนองนั้นแย่กว่ามาก แมกนิโตกอร์สค์ ก็ยังชนะ ฉันอ่านเจอที่ไหนสักแห่งว่าแม่เหล็กที่อยู่ในแนวตั้งมีมุมการแผ่รังสีถึงขอบฟ้าน้อยกว่า 30 องศา

เสาอากาศขนาดนี้แรกของฉัน: โอ.ดี.ท่อมีขนาด 27 มม. (ท่อทองแดงนิ้ว) เส้นผ่านศูนย์กลางของเสาอากาศที่มุม 126 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลางของเสาอากาศตรงกลางด้านตรงข้าม 116 ซม. (วัดตามแกนท่อ) มุม (135 องศา) ก็เป็นทองแดงเช่นกัน ทุกอย่างถูกบัดกรี ที่ด้านบนของเสาอากาศจะมีรอยตัดตรงกลางด้านข้างของท่อโดยมีช่องว่างประมาณ 2.5 ซม. ที่ด้านบนของเสาอากาศในกล่องพลาสติกจะมีตัวเก็บประจุแบบแปรผัน - "ผีเสื้อ" พร้อมกระแสตรง มอเตอร์และกระปุกเกียร์ แผ่นสเตเตอร์ถูกบัดกรีเข้ากับแถบทองแดงซึ่งในทางกลับกันจะถูกบัดกรีเข้ากับท่อที่อยู่ด้านตรงข้ามของช่องว่าง โรเตอร์ไม่เกี่ยวข้อง (ไม่ควรมีการสะสมในปัจจุบัน) ความจุของตัวเก็บประจุแบบแปรผันคือ 7 - 19 pf ช่องว่างระหว่างแผ่นคือ 4-5 มม. ความจุนี้เพียงพอที่จะปรับเสาอากาศในย่านความถี่ 24 MHz และ 21 MHz ที่ 18 MHz จำเป็นต้องมีความจุเพิ่มเติม 13 pF ที่ 14 MHz - 30 pF ที่ 10 MHz - 70 pF ที่ 7 MHz - 160 pF สำหรับตัวเก็บประจุเหล่านี้แคลมป์จะถูกบัดกรีตามขอบของการตัดท่อ (มองเห็นได้ในภาพถ่าย) ซึ่งกดขั้วของตัวเก็บประจุเพิ่มเติมให้แน่น (ยิ่งแน่นยิ่งดี) ข้อควรระวังดังกล่าวมีความจำเป็นในระหว่างการแพร่เชื้อ ที่ 100 W ในโหมดส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้าบนแผ่นตัวเก็บประจุจะสูงถึง 5,000 โวลต์และกระแสในเสาอากาศสูงถึง 100 A เส้นผ่านศูนย์กลางของลูปการสื่อสารคือ 1/5 ของเส้นผ่านศูนย์กลางเสาอากาศ ห่วงสื่อสาร (Faraday loop) ทำจากสายเคเบิลไม่มีการสัมผัสกับเสาอากาศ เสาอากาศใช้พลังงานจากสายเคเบิล 50 โอห์มที่มีความยาวตามต้องการ

แต่แล้วฉันก็เปลี่ยนที่อยู่อาศัยและเมื่อ QTH ใหม่ เสาอากาศนี้ใหญ่เกินไป ระเบียงมีรั้วเหล็ก ดังนั้นจึงรับสัญญาณภายในระเบียงได้ไม่ดี จำเป็นต้องย้ายเสาอากาศออกไปนอกระเบียงและฉันก็สร้างกรอบแม่เหล็กดังต่อไปนี้

กรอบทำจากท่อทองแดงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 22 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางเสาอากาศ 85 ซม. ทำงานตั้งแต่ 14 ถึง 28 MHz จากการคำนวณสำหรับเสาอากาศดังกล่าวเฟรมนี้ควรจะทำงานได้แย่กว่าอันก่อนหน้าเล็กน้อยเนื่องจากท่อนั้นบางกว่าและเส้นผ่านศูนย์กลางของเฟรมก็เล็กกว่า แต่การใช้งานจริงแสดงให้เห็นว่าเสาอากาศตัวที่สองนั้นไม่ได้ด้อยไปกว่าเสาอากาศที่ใหญ่กว่าเลย กรอบ และข้อสรุปของฉันก็คือท่อตันยังดีกว่าท่อที่เชื่อมจากหลาย ๆ ชิ้น ที่กระแสมหาศาล ความต้านทานเพียงเล็กน้อยที่จุดเชื่อมต่อทองแดง-ดีบุกและในทางกลับกัน รวมถึงที่ขั้วของตัวเก็บประจุเพิ่มเติม ส่งผลให้เกิดการสูญเสียจำนวนมาก ในระหว่างการรับสัญญาณจะมองไม่เห็น แต่ในระหว่างการส่งสัญญาณจะมีการสูญเสียพลังงาน

ฉันทำงานในสื่อดิจิทัล ส่วนใหญ่เป็น JT65 บนเสาอากาศขนาดเล็กที่ 28 MHz ที่ 5 วัตต์ฉันทำงานร่วมกับออสเตรเลีย (15,000-16,000 กม.) แอฟริกาใต้ (13,300 กม. ผ่านบ้านของฉัน) จากนั้นฉันก็ทำซ้ำเฟรมแรกซึ่งแทนที่จะติดตั้งตัวเก็บประจุแบบผีเสื้อฉันติดตั้งตัวเก็บประจุสุญญากาศ

และที่ฉันประหลาดใจคือ เสาอากาศเริ่มสร้างที่ 28 MHz และฉันเพิ่มช่วง 10 MHz แม้ว่าตามการคำนวณจะอยู่ในช่วงนี้ แต่ประสิทธิภาพอยู่ที่ 51% แต่ฉันสื่อสารกับยุโรปอย่างใจเย็นที่ 20 วัตต์ใน JT65 การปรับปรุงเสร็จสิ้นเมื่อ 2-3 สัปดาห์ที่แล้ว ดังนั้นฉันจึงยังไม่มีภาพเต็ม แต่มีสิ่งหนึ่งที่ชัดเจน - เสาอากาศทำงาน ฉันควบคุมการปรับโครงสร้างของตัวเก็บประจุจากระยะไกลจากที่ทำงานของฉัน การตั้งค่าทำได้รวดเร็ว ฉันเริ่มมีเสียงสะท้อนในครั้งแรก หรือมากที่สุดในครั้งที่สอง นั่นคือ ฉันไม่พบความไม่สะดวกสำคัญใดๆ ในระหว่างการปรับโครงสร้างใหม่ และเมื่อใช้งานโหมดดิจิตอลก็ไม่จำเป็นต้องปรับระยะแต่อย่างใด

ฉันต้องการกำหนดบางอย่าง เกณฑ์ที่สำคัญซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อสร้างเสาอากาศแม่เหล็กส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพ บางทีประสบการณ์ของฉันอาจช่วยใครบางคนได้และบุคคลนั้นจะไม่ใช้เวลาและเงินมากเหมือนที่ฉันทำโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากวิธีการสร้างกรอบแม่เหล็กที่ไม่ถูกต้องความสนใจในเสาอากาศประเภทนี้อาจหายไป - ฉันรู้สิ่งนี้จากตัวเอง แต่เสาอากาศที่ทำมาอย่างเหมาะสมนั้นใช้งานได้ดีจริงๆ ฉันขอย้ำว่านี่เป็นเพียงความคิดของฉันเท่านั้น ซึ่งอิงจากประสบการณ์ส่วนตัวของฉันในการสร้างและใช้กรอบแม่เหล็ก หากใครมีความคิดเห็นหรือข้อมูลเพิ่มเติมหรือคำถามใด ๆ โปรดเขียนถึงฉันทาง E-Mail

1. แผ่นเสาอากาศจะต้องแข็งแรง

2. วัสดุนี้เป็นทองแดงหรืออลูมิเนียม แต่อลูมิเนียมทำให้เกิดการสูญเสียการส่งสัญญาณซึ่งมากกว่าทองแดงประมาณ 10% ในขนาดเดียวกัน (ตามโปรแกรมต่าง ๆ สำหรับการคำนวณเสาอากาศแม่เหล็ก)

3. รูปร่างของเสาอากาศควรเป็นทรงกลม

4. พื้นที่ผิวเสาอากาศควรมีขนาดใหญ่ที่สุด หากเป็นท่อเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อควรมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (ส่งผลให้พื้นที่ด้านนอกของท่อมีขนาดใหญ่ขึ้น) แต่ถ้าเป็นแถบแล้วความกว้างของแถบควร ให้ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

5. แผ่นเสาอากาศ (ท่อหรือแถบ) จะต้องพอดีกับตัวเก็บประจุแบบแปรผันได้โดยตรง โดยไม่มีลวดหรือแถบแทรกตรงกลางที่บัดกรีกับแผ่นเสาอากาศและตัวเก็บประจุ กล่าวอีกนัยหนึ่ง คุณต้องหลีกเลี่ยงการบัดกรีและ "บิด" ในโครงสร้างเสาอากาศทุกครั้งที่ทำได้ หากคุณต้องการบัดกรีบางสิ่งบางอย่างควรใช้การเชื่อมสำหรับทองแดงคือการเชื่อมทองแดงสำหรับอลูมิเนียมคือการเชื่อมอลูมิเนียมเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของโลหะในแผ่นเสาอากาศ

6. แผ่นเสาอากาศจะต้องแข็งเพื่อไม่ให้เกิดการเสียรูป เช่น จากแรงลม

7. ตัวเก็บประจุจะต้องมีอิเล็กทริกอากาศและมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างแผ่นหรือดีกว่านั้น - แบบสุญญากาศ

8. ตัวเก็บประจุและมอเตอร์ไฟฟ้าของฉันปิดอยู่ในกล่องพลาสติก ที่ด้านล่างของกล่องจะมีรูเล็กๆ สองรู สำหรับระบายคอนเดนเสท

9. ไม่ควรมีการรวบรวมกระแสบนตัวเก็บประจุ ดังนั้นคุณต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบ "ผีเสื้อ" ซึ่งแผ่นสเตเตอร์เชื่อมต่อกับปลายด้านต่างๆ ของแผ่นเสาอากาศ และโรเตอร์ไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใดๆ

10. วงการสื่อสารมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1:5 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของเสาอากาศ จะต้องคำนึงว่าเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของวงการสื่อสารลดลง ปัจจัยด้านคุณภาพของเสาอากาศจะเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ ประสิทธิภาพของแบนด์วิธ ของเสาอากาศแคบลง ฉันพบข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตว่าคุณสามารถใช้ลูปการสื่อสารที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1:5 ถึง 1:10 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของกรอบเสาอากาศ ฉันใช้วงฟาราเดย์เป็นวงการสื่อสาร ฉันไม่ได้ใช้การจับคู่แกมมา สำหรับลูปการสื่อสารฉันใช้สายเคเบิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 8–10 มม. ซึ่งมีชีลด์เป็นท่อทองแดงลูกฟูก

11. ในบริเวณใกล้เคียงกับเสาอากาศฉันใช้โช้กเคเบิล - สายเคเบิลเดียวกัน 6-7 รอบพันบนวงแหวนเฟอร์ไรต์จากระบบโก่งตัวของทีวี

12. เสาอากาศ "ไม่ชอบ" วัตถุที่เป็นโลหะ สายไฟยาว ฯลฯ ที่อยู่ใกล้เคียง - ซึ่งอาจส่งผลต่อ SWR และรูปแบบการแผ่รังสี

13. ความสูงของเสาอากาศแม่เหล็กเหนือพื้นดินเพื่อประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดที่ทำได้จะต้องมีความยาวคลื่นอย่างน้อย 0.1 ของช่วงความถี่ต่ำสุดของเสาอากาศนี้

หากเป็นไปตามข้อกำหนดข้างต้นสำหรับการสร้างกรอบแม่เหล็ก คุณจะได้รับเสาอากาศที่ดีจริงๆ เหมาะสำหรับทั้งการสื่อสารในพื้นที่และสำหรับการทำงานกับ DX
ตามข้อมูลของ Leigh Turner VK5KLT: - “วงเล็กๆ ที่ออกแบบ สร้าง และจัดวางอย่างถูกต้องซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เมตรจะเท่ากันและมักจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเสาอากาศประเภทใดๆ ยกเว้นลำแสงแบบไตรแบนด์บนแบนด์ 10 ม./15 ม./20 ม. และจะแย่ที่สุด ภายในจุด S (6 เดซิเบล) หรือประมาณนั้นของลำแสงโมโนแบนด์ 3 องค์ประกอบที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งติดตั้งที่ความสูงที่เหมาะสมในช่วงความยาวคลื่นเหนือพื้นดิน”
(เสาอากาศแม่เหล็กที่ออกแบบ สร้าง และวางอย่างเหมาะสมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ม. จะเทียบเท่าและมักจะเหนือกว่าเสาอากาศทุกประเภท ยกเว้นช่องคลื่นไตรแบนด์บนแบนด์ 10 ม./15 ม./20 ม. และจะด้อยกว่า (ประมาณ 6 db) ไปยังช่องคลื่นเสาอากาศองค์ประกอบ 3 -x ย่านความถี่เดี่ยวที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมซึ่งติดตั้งที่ความสูงที่เหมาะสมในช่วงความยาวคลื่นเหนือพื้นดิน) การแปลของฉัน

ส่วนที่สอง

เสาอากาศรับสัญญาณแม่เหล็กแบบ Wideband

ประการแรก สำหรับเสาอากาศ ฉันใช้แกนกลางของสายเคเบิล โดยชีลด์จะต่อสายดิน หน้าจอขาดที่ด้านบนของเสาอากาศในระยะห่างจากเครื่องขยายเสียงเท่ากัน ช่องว่างประมาณ 1 ซม.
ประการที่สอง แอมพลิฟายเออร์เชื่อมต่อกับเสาอากาศผ่าน WBT (หม้อแปลงบรอดแบนด์) บนทรานสฟลูออร์เพื่อลดการแทรกซึมของอุปกรณ์ไฟฟ้า

(บันทึกไดอะแกรมลงในคอมพิวเตอร์ของคุณแล้วมันจะอ่านได้ดีขึ้น)
ประการที่สาม แอมพลิฟายเออร์มีสองสเตจ ทั้งแบบพุชพูล (เพื่อระงับสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไป) โดยใช้ทรานซิสเตอร์ J310 ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ ในคาสเคดแรก แต่ละแขนจะมีทรานซิสเตอร์สองตัวขนานกับเกตทั่วไป เสียงของคาสเคดจะลดลงด้วยรากที่สองของจำนวนทรานซิสเตอร์ที่เชื่อมต่อแบบขนาน นั่นคือ 1.41 เท่า มีความคิดที่จะใส่ทรานซิสเตอร์ 4 ตัวต่อแขน
ประการที่สี่ แหล่งจ่ายไฟควร "สะอาด" มากที่สุด โดยควรใช้จากแบตเตอรี่

ที่นี่ฉันกำลังโพสต์แผนภาพเสาอากาศ

กระแสระบายของทรานซิสเตอร์ทั้งหมดอยู่ที่ 10-13 mA
บนย่านความถี่ 18, 21, 24 และ 28 MHz ฉันยังใช้แอมพลิฟายเออร์แบบสลับได้สองตัวเพิ่มเติม (16db และ 9db) สามารถเปิดใช้งานได้ทีละรายการหรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน และสิ่งที่สำคัญมากในทุกย่านความถี่ ทันทีหลังเสาอากาศ ผมใช้ DFT 3 วงจรเพิ่มเติม (เช่นเดียวกับในตัวรับส่งสัญญาณ RA3AO) จำเป็นต้องมี DFT เพิ่มเติมเนื่องจากเสาอากาศรับและขยายสถานีทั้งหมดตั้งแต่ช่วง LW ถึง FM ทั้งหมดนี้เข้าสู่อินพุตของตัวรับสัญญาณและสามารถโอเวอร์โหลดได้ซึ่งจะส่งผลให้เสียงรบกวนเพิ่มขึ้นและความไวลดลงแทนที่จะปรับปรุง

วันนี้ฉันทำการทดลองเช่นนี้ ตามแนวเส้นรอบวงของกรอบเสาอากาศ มีลวดทองแดงตีเกลียวหนาในฉนวนถูกพันเป็นขั้นๆ เส้นผ่านศูนย์กลางลวดรวมประมาณ 5 มม. ฉันติดตั้งตัวเก็บประจุแบบแปรผันสองส่วนใกล้กับเครื่องขยายเสียง ปลายสายไฟเชื่อมต่อกับส่วนสเตเตอร์ของตัวเก็บประจุ ผลลัพธ์ที่ได้คือเฟรมเรโซแนนซ์แม่เหล็กที่ไม่ได้เชื่อมต่อกันที่ใดเลย ช่วงของการออกแบบนี้กลายเป็นดังนี้: ประมาณอย่างน้อยหนึ่งส่วนของตัวเก็บประจุ - 20 ม. สองส่วนขนานกัน - ประมาณสูงสุดของตัวเก็บประจุ - 80 ม. ฉันคิดว่าถ้าคุณเพิ่มตัวเก็บประจุแบบถาวรแบบขนาน จากนั้นจะเป็น 160 ม. สัญญาณที่ได้รับเพิ่มขึ้น (ตามการประมาณการส่วนตัวของฉันขั้นต่ำประมาณ 10 เดซิเบล) ภูมิคุ้มกันทางเสียงของเสาอากาศไม่ลดลง เสียงสะท้อนไม่คมชัด ครอบคลุมช่วง 20 ม. ทั้งหมด - ต้องสร้างเสาอากาศใหม่เมื่อเปลี่ยนเท่านั้น พิสัย. โดยไม่ต้องสัมผัสเสาอากาศหลัก อัตราขยาย การเลือกสรร และความไวน่าจะเพิ่มขึ้น

ยิ่งไปกว่านั้น ในย่านความถี่อื่นๆ ทั้งหมด เสาอากาศจะรับในลักษณะเดียวกับที่ไม่มีวงจรที่ปรับค่าเพิ่มเติมได้

ฉันคิดมานานแล้วว่าจะเพิ่มความไวของเสาอากาศในช่วงบนได้อย่างไรและตัดสินใจเพิ่มเฟรมเรโซแนนซ์อื่น นี่คือรูปถ่าย:

เส้นผ่านศูนย์กลางของเฟรมเพิ่มเติมมีขนาดเล็ก เสียงสะท้อนค่อนข้างคมชัดตั้งแต่ 20 MHz ถึง 29 MHz ฉันไม่ได้ลองด้านล่าง เนื่องจากมีเฟรมอื่นที่สร้างขึ้นในช่วงที่ต่ำกว่า บนเฟรมเรโซแนนซ์ขนาดใหญ่ ตัวเก็บประจุแบบแปรผันจะถูกแทนที่ด้วย "galetnik" ที่มีตัวเก็บประจุคงที่เพื่อความสะดวกในการสลับช่วง

ฉันแก้ไขเสาอากาศป้องกันเสียงรบกวนที่รับ - ฉันถอดวงจรเพิ่มเติมออก พลิกเสาอากาศกลับหัวด้วยแอมพลิฟายเออร์ และเพิ่มคานลวดตีเกลียวยาว 1.2 ม. สองเส้นจากด้านล่างของการตัดเปีย ฉันไม่สามารถเพิ่มลวดที่ยาวกว่านี้ได้เนื่องจากขนาดของระเบียงมีจำกัด ในความคิดของฉัน เสาอากาศเริ่มทำงานได้ดีขึ้นมาก ความไวเพิ่มขึ้นในช่วงบน 21 - 28 MHz เสียงรบกวนลดลง และอีกหนึ่งข้อสังเกต - ดูเหมือนว่าสถานีใกล้ ๆ จะเงียบลง และระดับการรับสัญญาณของสถานีระยะไกลก็เพิ่มขึ้น แต่นี่เป็นความเห็นส่วนตัวเพราะ... เสาอากาศตั้งอยู่ที่ระเบียงชั้น 5 ของอาคารสูง 19 ชั้น และแน่นอนว่าบ้านมีอิทธิพลต่อรูปแบบการแผ่รังสีด้วย

รูปภาพตามคำขอ UA6AGW:

คุณสามารถทดลองกับความยาวของรังสีได้ แต่ฉันไม่มีทางเลือกนั้น อาจสามารถเพิ่มเกนได้เล็กน้อยในช่วงที่ต้องการ ตอนนี้การรับสัญญาณสูงสุดของฉันอยู่ที่ประมาณ 14 MHz"

ส่วนที่ 3.

(จากจดหมาย) “เมื่อวานฉันทำเสาอากาศสูง 10 ม. อย่างรวดเร็ว ฉันกำลังแนบรูปถ่าย

นี่คือเสาอากาศแปลงใหม่ขนาด 20 เมตรที่ฉันเคยสร้างมาก่อน ความยาวของรังสียังคงเท่าเดิมประมาณ 2.5 ม. ฉันจำไม่ได้แน่ชัด และเสาอากาศเองก็มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 34 - 35 ซม. แล้วแต่ว่าจะใช้สายเคเบิลชิ้นไหน เป็นผลให้ฉันได้รับสิ่งต่อไปนี้ ตัวเก็บประจุทั้งสองมีความจุสูงสุด ในตำแหน่งนี้ ตัวเก็บประจุจะสั้นลงเล็กน้อยที่ 28.076 MHz เหล่านั้น. เสียงก้อง
ปรากฎว่าเป็น 28140-28150 และความถี่สูงกว่า ตอนแรกอยากตัดรังสี แต่หลังๆ ก็ไม่อยากตัด เพราะ... ความถี่จะยิ่งสูงขึ้นไปอีก ฉันยังติดตั้งลูปการสื่อสารจากเสาอากาศสูง 20 เมตรด้วย เป็นผลให้ที่ 28076 SWR มันน้อยลง 1.5 และฉันไม่สามารถทำได้ แต่ในขณะเดียวกันฉันก็ตัดสินใจลองออกอากาศ ทำงานที่ 8 วัตต์ตามข้อบ่งชี้
วัตต์มิเตอร์ SX-600 ฉันเปรียบเทียบการรับสัญญาณของเสาอากาศใหม่นี้กับเสาอากาศรับย่านความถี่กว้างของฉัน และฉันก็แทบไม่เห็นความแตกต่างเลย บนเสาอากาศของฉัน สัญญาณรบกวนในอากาศจะน้อยลงเล็กน้อย และสัญญาณจากสถานีต่างๆ ก็เกือบจะอยู่ในระดับเดียวกัน ฉันดูทั้งหมดนี้ใน SDR ฉันเริ่มทำงานออนแอร์ทาง CQ ในตอนเช้า ฉันรู้สึกประหลาดใจที่พวกเขาตอบสนองต่อกำลัง 8 วัตต์ของฉันและรายงานที่พวกเขาให้ฉันอย่างแข็งขันเพียงใด ในตอนเช้าทางเดินคือไปยุโรปและสถานีเหล่านี้คือสถานียุโรปทั้งหมด รายงานที่ฉันได้รับส่วนใหญ่เป็นของฉัน
พวกเขาให้สูงกว่าที่เราให้พวกเขา ตอนนี้เราต้องเปลี่ยนตัวเก็บประจุและลดคานให้สั้นลง"

แต่เสาอากาศนั้นไม่แน่นอนในการปรับจูน เมื่อมีลมพัดเพียงเล็กน้อย รังสีก็เคลื่อนตัวและส่งผลต่อ SWR คุณสามารถเห็นเข็มมิเตอร์ SWR เต้นตามเวลาพร้อมกับการแกว่งของคานเสาอากาศ และฉันเริ่มทำงานเพิ่มเติมกับเสาอากาศนี้โดยมีเป้าหมายเพื่อทำให้พารามิเตอร์มีความเสถียรและสามารถทำซ้ำเสาอากาศได้อย่างง่ายดาย เป็นผลให้หลังจากการหารือเกี่ยวกับเสาอากาศกับ Vladimir KM6Z เป็นเวลานานเราได้ข้อสรุปว่าตัวนำภายในที่มีตัวเก็บประจุนั้นไม่จำเป็น (บางครั้งอาจเป็นอันตรายได้) ฉันลัดวงจรตัวนำแบบถักด้านในที่ปลายทั้งสองของเสาอากาศและถอดตัวเก็บประจุ C2 ออก เสาอากาศก็ทำงานเช่นกัน จากนั้น ตามคำแนะนำของ KM6Z ฉันจึงแทนที่ลูปการสื่อสารด้วยการจับคู่แกมมา หลังจากตั้งค่าอย่างระมัดระวัง ฉันเห็นว่าสัญญาณจากเสาอากาศเพิ่มขึ้น ต่อไป อีกครั้งตามข้อความแจ้งของ KM6Z แทนที่จะใช้การจับคู่แกมมา ฉันใช้การจับคู่แบบ T หรือการจับคู่แกมมาสองเท่า และทำการรีดักชั่นด้วยเส้นสองสาย 300 โอห์ม สัญญาณจากเสาอากาศเพิ่มขึ้นอีก; ฉันไม่ได้ใช้เครื่องขยายสัญญาณเพิ่มเติมเพราะ... สิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นอีกต่อไปแล้ว และฉันสังเกตเห็นว่าการรบกวนจากคอมพิวเตอร์ข้างเคียงซึ่งเคยมีอยู่ตลอดเวลา ได้หายไปแล้ว แม้ว่าสายไฟสองเส้นจะวิ่งถัดจากคอมพิวเตอร์ที่รบกวนเครื่องนี้ก็ตาม ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงสร้างกรอบแม่เหล็กมิเตอร์ขึ้นมาใหม่ ติดคานยาวประมาณ 2 เมตร และสร้าง T-matching ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงเรียกเสาอากาศผลลัพธ์ว่า "MAGNETIC DIPOLE" เสาอากาศใหม่นี้มีพารามิเตอร์ดังต่อไปนี้ - เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.05 เมตร, พื้นผิวเสาอากาศ - ท่อทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 18 มม., ตัวเก็บประจุสูญญากาศ 4-100 pf, คาน - 2.06 ม. เสาอากาศทำงานใน 4 แบนด์ 30m, 20m, 17m, 15m ฉันปรับกฎ SWR ที่ 30 และ 17 เมตร โดยเพิ่มลวดยาว 30 ซม. เข้ากับคาน ฉันทำงานในโหมดดิจิทัล JT9 และ JT65 ทุกคนตอบสนองด้วย 10 วัตต์ ทุกคนได้ยิน (ฉันดู PSK Reporter) ออสเตรเลีย (14,000-16,000 กม.), นิวซีแลนด์ (ประมาณ 13,000 กม.) ไม่ใช่ปัญหาเลย มีการเชื่อมต่อกับประเทศไทยผ่านขั้วโลกเหนือ (และนี่เป็นการเชื่อมต่อที่เป็นปัญหามาก) บน 10 Vats เดียวกัน ฉันเชื่อมต่อเป็นระยะทาง 3,000 - 5,000 กม. ทุกวันแม้จะมีการเดินทางน้อยก็ตาม ยุโรป 5,000 – 7,000 เกือบทุกวัน แม้จะเบื่อหน่ายกับมันก็ตาม