Антенны на магните или как сделать БОМЖ-комплект
Рынок автомобильных антенн чрезвычайно широк. Придя в магазин за автомобильной антенной Вы будете поражены разнообразием этих самых антенн. Во всем этом многообразии ориентироваться довольно сложно. Основные ходовые модели я описывал в одной из своих статей, рассмотрел вопрос кротких антенн гражданского диапазона. Осталось выделить в отдельный класс автомобильные антенны на магните и подробно рассказать о них.
Антенны на магните
Вообще, антенны на магните гражданского диапазона, это исключительно маркетинговое решение! Производители антенн, зная психологию потребителя привязанного нежной любовью к своему железному коню придумали подобные антенны для тех, кто не хочет стационарно ставить оборудование связи, дырявить крышу (смотри 1 и 2 ступеньку эволюции си-бишника), ну или для таксистов которым настоящая связь нафиг не сдалась (базу слышно и хорошо). В результате, в силу не грамотности потребителей, этот тип антенн пользуется бешеной популярностью, а производители и продавцы успешно набивают кошельки.
Принцип работы
Принцип работы такой антенны довольно прост, не затейлив и основан на компромиссе. Как мы знаем, коаксиальный кабель, имеющий определенную длину равную половине длине волны умноженный на коэффициент укорочения кабеля, на нужной частоте может быть повторителем импеданса. Иными словами, сопротивление 50 Ом на входе кабеля, останутся 50 Омами на выходе кабеля. Поскольку подвести реальную массу для магнитной антенны невозможно, а она должны быть, чтобы антенна хоть как-то работала, применяют этот нехитрый прием, который в совокупности с емкостной связью подошвы антенны с кузовом автомобиля способен имитировать реальную массу в точке установки антенны.
Недостатки
Поскольку реальная масса у такой антенны отсутствует и подводится она «виртуально», такая система согласования порождает довольно большие потери равные примерно 3dB, что эквивалентно снижению эффективности, как на прием, так и на передачу, вдвое ! Это если не считать потери в системе согласования укороченного штыря. В реальности, все еще хуже.
Магнитки очень капризные и требовательные к себе особы. Параметры этих антенн не стабильны и сильно зависят от того как установлена антенна на автомобиле, как проложен кабель и хорошая ли масса на радиочастоте обеспечена в месте подключения радиостанции.
Кроме того, антенна на магните царапает лакокрасочное покрытие в месте установки. Песок, неизбежно попадающий под магнит при движении, вполне способен послужить отличным абразивом и ободрать Вам краску на крыше или багажнике. На отечественных машинах кабель магнитки способен протирать в местах соприкосновения краску до металла (краска тонкая), сам был свидетелем такого результата на УАЗе Патриоте.
Поговаривают, что магнитки с маленькой площадью магнитного основания, типа T3-27, способны слетать на скорости выше 120 км/ч и представлять опасность для кузова автомобиля и стекол. Сам не видел такого, но оснований не верить этому нет.
Длину кабеля магнитки нельзя изменять произвольным образом. Она должна быть равна примерно 3,7-4м (зависит от типа кабеля). У этого типа антенн, это часть системы согласования. Удлинив или укоротив произвольным образом, кабель такой антенны вы превратите ее в шампур для шашлыка, поскольку свои свойства как антенна, она потеряет.
Кабель во всей этой системе – узкое место в плане помехозащищенности. Все, поголовно, антенны на магните собирают мусор с бортовой сети автомобиля. Будь то ксенон, генератор, бензонасос или какой-то еще источник шума, вы их гарантированно услышите и они своими помехами «убьют» Вам прием дальних корреспондентов практически гарантированно.
Но не все так плохо! У магнитки есть и плюсы. Их гораздо меньше, чем минусов, но тем не менее.
Достоинства
Самый главный плюс такой антенны, это ее мобильность. Снял – убрал – перенес на другую машину. Магнитка идеально подходит для создания так называемого БОМЖ-комплекта. Или комплекта Без Определенного Места Жительства кочующего из машины домой или в другую магшину. Такой комплект состоит из простой, дешевой радиостанции (MJ-100, MJ-150, MJ-300, TTI 551) с припаянным на провод питания разъемом для подключения в прикуриватель и антенны на магните. Это рабочий комплект таксиста или человека очень далекого от связи.
БОМЖ-комплект можно собрать для себя, для того чтобы радиофицировать другую машину в колонне. Если Вы собрались ехать на дальняк в колонне из нескольких машин, то такой дешевый и доступный вариант радиофикации имеет место быть. Здесь сгодятся даже короткие антенны типа T3-27 или Sirio Mini Snake. Для чуть более серьезного БОМЖ-комплекта лучше использовать что-то более эффективное, вроде антенн из семейства ML-145. Для этих целей сгодиться любая антенна из этого семейства.
Выводы
В заключение хочется еще раз повторить и предостеречь тех кто собирается использовать магнитные антенны на постоянной основе. Перечитайте еще раз недостатки этих антенн и крепко задумайтесь, что Вам нужно? БОМЖ-комплект или хорошую связь?
Если Вам нужна хорошая связь, магнитка – это не для Вас! Законы физики обмануть нельзя, равно как и купить поющую канарейку за копейку! Увы, это так.
Источник
Магнитные антенны из коаксиального кабеля
Антенны для радио помогают значительно улучшить качество звука, избежать помех, оригинальная радиоантенна может стать интересным элементом интерьера. В последнее время стали появляться и пользоваться спросом у радиолюбителей конструкции на магнитной основе. Антенной рамочной магнитной можно с успехом заменить наружные приспособления для приема радиосигналов диапазоном от 10 до 80 метров за счет использования рамок. Их можно сооружать в любом месте города, а также в автомобиле, как альтернативу привинчивающимся к корпусу. Такие антенны очень удобны и мобильны, однако, при довольно простой конструкции их использование имеет некоторые особенности.
Устройство рамочной магнитной антенны
Обычным антеннам, помимо того, что они крепятся достаточно прочно, необходимо иметь весьма приличную массу, которую к мобильным легким устройствам радиоприема подвести просто невозможно. В современных условиях найден выход –необходимая масса попросту имитируется. Делается это с помощью соосного кабеля коаксиала, который при протяженности в половину радиоволны, взятой с коэффициентом укорачивания, выполняет роль усилителя полного сопротивления.
Центральная проводящая жила (или несколько) такого кабеля выполняется из чистой или луженой меди, что обеспечивает повышенное сопротивление постоянному электротоку, а также придает кабелю гибкость. Диэлектрический слой выполнен из вспененного гранулированного полиэтилена. Эти материалы дают стабильность качественных характеристик провода и длительный срок службы. Экранирующий слой представляет собой оплетку из медных или луженых проводков. Для повышения экранирующих свойств делается второй слой оплетки поверх ламинированной фольги из алюминия.
Современные магнитные антенны являются улучшенными вариациями рамочных аналогов. Такие приспособления представляют собой катушки на ферритовых сердцевинах. В силу повышенной магнитопроницаемости этого материала, магнитное поле электромагнитных волн в катушечных контурах генерирует очень мощный поток, более сильный, чем при отсутствующем сердечнике.
Даже небольшие катушки способны создать такую же электро-движущую силу, как и простые антенны-рамки, но больших габаритов.
Размеры сердечников составляют от 0,1 до 0,3 метра в длину и от ½ до 1 кв. см. площадью поперечного разреза. Каждая катушка, как правило, насчитывает 2-3 десятка витков медной проволоки.
Магнитные рамки для антенны из коаксиального кабеля представляют собой петли из проводникового материала, присоединенные к конденсатору. Чаще всего встречаются петли круглой формы, поскольку так устройство работает гораздо эффективней. Площадь круга меньше площади других геометрических форм, поэтому охват радиосигналов будет выше.
Обратите внимание! В магазинах для радиолюбителей продаются антенные рамки именно круглой формы. Однако существуют и треугольные, и квадратные, и даже многоугольные рамки, их применение объясняется особенностями местоположения в доме, габаритами радиоприемника и др.
Для приема сигнала в выбранном диапазоне используются петли, разные по диаметру.
В рамках как круглой, так и квадратной формы применяется нескрученный проводник (такие антенны называются одновитковыми), они отлично функционируют на диапазонах высоких частот, но при этом их габариты довольно крупные. Эти недостатки исправляет набирающая популярность у радиолюбителей, предпочитающих низкие частоты, магнитная рамочная конструкция, являющаяся многовиточной.
Дополнительная информация. Чем больше витков, тем меньше габариты антенного устройства.
Особенности эксплуатации и расположения устройства
Рамочную магнитную антенну из коаксиального кабеля используют преимущественно в тех случаях, когда необходимо снизить уровень помех и шума от соседних радиостанций, работающих в диапазоне, близком к волнам приемного устройства, однако испускаемых в другом направлении. Рамочные антенны лучше всего справляются с приемом радиоволн, распространяемых вдоль ее плоскости, а вот сигналы, идущие параллельно, они не ловят совсем. Для того чтобы достигнуть самого лучшего, без помех звучания искомой радиостанции, нужно просто вращать рамку вокруг своей оси.
Такие механизмы можно располагать и на крыше здания. Однако при этом необходимо учитывать, что такие антенны должны быть выше других (поэтому при балконной установке коэффициент полезного действия снижается). При этом на функционирование магнитных рамочных антенных устройств не влияет соседство с прочими предметами и сооружениями (вентиляционными башнями, трубами и т.п.).
Идеального расположения добиться практически невозможно, однако, лучшим будет установить антенну так, чтобы ферритовый сердечник был направлен вдаль, в таком случае радиосигнал не будет подавляться антеннами с более крупными габаритами.
Для нормальной работы рамочной антенны с коаксиальным кабелем необходимо синхронизировать сам провод и рамки. Согласованности можно достигнуть, поместив индукционные небольшие петли в большие по диаметру. Чтобы конструкция работала симметрично, в нее может быть добавлено симметрирующее трансформаторное устройство. Если симметричность радиосвязи не требуется, кабель к антенне можно подсоединять напрямую.
Для антенны необходимо обеспечить заземление, оно производится в районе прикрепления шлейфа к точке, где находится основание большой петли.
Важно! Если шлейф слегка деформировать, антенну можно будет настроить более тонко.
Коаксиальный кабель при монтаже и дальнейшей эксплуатации укорачивать не рекомендуется, поэтому желательно до приобретения антенны определить, какой длины будет достаточно.
Установить магнитную рамочную антенну в автомобиле кажется делом нехитрым, однако проводить эту манипуляцию надо очень аккуратно. Перед тем, как поместить магнитную антенну на кузов, надо очистить будущее место установки и магнитную подушку антенны от засорений, иначе лакокрасочное покрытие автомобиля может быть повреждено.
Плюсы и минусы устройства
Магнитные антенны из коаксиального кабеля имеют множество преимуществ перед другими устройствами аналогичного назначения:
- их относительно просто монтировать, и в дальнейшем они не требуют особого обслуживания во время эксплуатации;
- можно устанавливать в небольших помещениях;
- срок службы таких антенн довольно велик;
- доступность и невысокая себестоимость комплектующих, ее можно собрать самостоятельно при начальных познаниях и опыте в радиотехнике;
- могут нормально функционировать, находясь по соседству с другими радиоагрегатами, использование в качестве составляющей магнита обеспечивает отличный чистый прием в условиях городов;
- стабильность работы не зависит от сезонных и погодных условий, не требуется особых усилий для достижения четкого приема радиосигнала;
- автомобильные антенны на магнитной основе очень мобильны, т.е. установить их можно за несколько минут и на любом месте автомобиля (при этом не требуется сверления), что способно внести заметный штрих в экстерьер машины (к тому же, антенн можно поставить несколько: в разных местах, что лишний раз продемонстрирует «крутость» автовладельца);
- поскольку коэффициент усиления радиосигнала резко снижается при длинах волн меньше 1/10 протяженности периметра, то принимающая магнитная антенна помогает защитить радиоприемник от перегрузки другими радиостанциями;
- в диапазоне УКВ-ЧМ (частотной модуляции, т.е. при частотах 65,9-74 мегагерц) магнитные антенны демонстрируют наиболее качественный прием, по сравнению с аналогами или даже аппаратами наружного типа, при этом величина рамочного периметра составляет от 20 до 40 сантиметров.
Магнитные антенны с коаксиальным кабелем не лишены и некоторых недостатков:
- если приходится менять рабочий диапазон радиоприемника, нужно всё время заниматься подстройкой конденсаторов переменной емкости для более четкого приема сигнала;
- легче всего избавиться от помех и посторонних эфирных шумов, разворачивая конструкцию антенны вокруг собственной оси и одновременно меняя ее месторасположение, однако, для рамочных магнитных устройств такие манипуляции бывают затруднены из-за различной формы рамок и неудобного расположения деревянного шлейфа;
- во время передачи сигнала металлические элементы конструкции сильно разогреваются, что чревато ожогами при неосторожном обращении;
- после установки длину коаксиального кабеля менять нельзя, потому что прием может значительно ухудшиться, что объясняется сбоем параметров в колебательной системе радиоприемника;
- на круглой или квадратной рамке существует входное электросопротивление в 120 ом, тогда как на фидере оно 50 ом, поэтому для согласования приходится формировать рамку в форму прямоугольника, где короткие стороны в два раза меньше длинных, тогда сопротивление на входе также составит 50 ом, однако, конструктивно это довольно сложно и неудобно;
- чем больше реальной массы магнитной антенны заменяется коаксиальным проводом, тем ниже качество приема, поэтому антенны такого типа надо выбирать очень вдумчиво.
Сборка антенны своими руками
Магнитные рамочные антенны отличаются достаточно простой конструкцией, поэтому их возможно выполнить даже не слишком опытным радиолюбителям. Такую антенну можно собрать с использованием коаксиального кабеля любого типоразмера.
Для создания простейшего экземпляра магнитной антенны необходимы следующие составляющие элементы:
- кабель-коаксиал (соосный) марки РГ213, примерно 12 метров;
- кабель марки РГ58, около 4 метров;
- планки из сухой древесины, 2 на 4 см в количестве 4 штук;
- конденсатор емкости в 100 пикофарад, 1 штука, при этом межпластинное расстояние не должно превышать 3 мм;
- коаксиальный разъем, одна штука.
Монтаж деталей рамочной магнитной антенны-самоделки является довольно несложной процедурой. Сначала сооружается крест из деревянных реек, на него в поперечном направлении прикрепляются дощечки с пропиленными канавками. На кресте монтируется петля для создания резонанса. Она должна состоять как минимум из 4 витков провода РГ213.
Кроме того, в планках крестовины, расположенных сверху, слева и справа сверлятся две дырки, где концы кабеля будут надежно закрепляться. Между ними необходимо пропилить три канавки. Габариты крестовой основы не столь важны, а вот боковая сторона коаксиала должна составлять ровно 67 сантиметров.
Рамка должна иметь сумму длин сторон, тождественную 1/10 волновой длины нижнего фм-диапазона или необходимой коротковолновой частоты. Однако, если радиосигнал достаточно мощный, то допустим периметр, равный 1/10 волновой длины верхнего фм-канала.
Если такую самодельную антенну планируется использовать в течение длительного периода (как на открытой местности, так и в помещении), лучше всего брать кабель, выполненный из технической меди с фольговой оплеткой (иногда подходит и отполированная до блеска трубка). В противном случае со временем хорошего радиоприема ожидать не приходится.
Для окрашивания лучше всего использовать краски, содержащие окислы металлов.
Что касается магнитной рамки, то для наиболее эффективного функционирования конструкции надо, чтобы потери в его полотне были адекватны сопротивлению всей системы.
Магнитные рамочные антенны с использованием коаксиального кабеля – современный улучшенный вариант обычных рамочных антенн, которые обеспечивают отличный прием радиосигнала главным образом в фм-диапазоне и имеют повышенную мобильность. Самостоятельно вполне рабочий экземпляр можно собрать, даже не проходя особой подготовки.
Видео
Источник
