Магнитное основание для антенны своими руками

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

Радиофорум — о рациях и радиосвязи

Радио Форумы о радиостанциях: портативные, автомобильные, стационарные радиостанции. Описания, отзывы, тесты раций.

• ‹Обсуждение радиостанций‹Портативные радиостанции диапазона 27 МГц
• Изменить размер шрифта
• Версия для печати

Самодельное магнитное основание.

Самодельное магнитное основание.

diver52 » 05 янв 2014, 16:43

На досуге сделал магнитное основание для авто антенны. В комплекте с рацией штурман 80 шла антенна флекс — ее же и прикрутил к этому основанию и замотал изолентой для защиты от влаги. Все видно во вложении. Внизу самый обычный неодимовый магнит, который снаружи заделан эпоксидкой, и выше гнездо и кабель. Эпоксидка легко принимает форму — из нее все и вылепил. После затвердевания это цельная конструкция. Кабель использовал RG-58 длиной строго 3,6 м. Есть вопросы:
а.) Не влияет ли неодимовый магнит на кабель и поле?
б.) Можно ли соединить массу на разъеме рации с корпусом автомобиля? Не хотелось бы питать от прикуривателя, т.к. есть наводки от бортовой сети. Даже после того, как я собрал фильтр из индуктивности (последовательно) и емкости 470 мкФ (параллельно), а после еще добавил диод (последовательно) и еще одну емкость (параллельно). Без использования цепочки вообще стоял один треск.
в.) На какую дальность передачи примерно можно рассчитывать в городе при таком варианте?

Теперь о тестах. Проехался по городу с полусамодельной антенной, описанной выше. Сегодня сильнейшая метель у нас! Почти ничего не видно — валит снег. На 15-ом канале в режиме АМ дальнобойщиков почти не слышно — только пару раз я услышал обрывки разговоров — очень шумный канал. На 35-ом канале (у нас в городе авто канал) слышно людей примерно на 1-2 км. Я общался — меня слышат также на 1-2 км, качество хорошее. Далее подъехал почти за город — слышны дальние прохождения — разговоры на иностранных языках, а также поймал какое-то радио. Причем все это слышно ну очень четко! В городе шумы все съедают.

Re: Самодельное магнитное основание.

Антиквар » 08 янв 2014, 19:34

>Не влияет ли неодимовый магнит на кабель и поле?

>Даже после того, как я собрал фильтр из индуктивности (последовательно) и емкости 470 мкФ (параллельно)

Электролит 470 мкФ на высоких частотах (где создаются помехи от системы зажигания машины; десятки МГц) как конденсатор не работает, поэтому параллельно ему желательно включить высокочастотный конденсатор малой емкости (например керамический) емкостью порядка 0.1 мкФ.

И еще один момент. У Вашей антенны маленькая площадь основания (магнита). У магнитной антенны связь с противовесом (кузовом машины) создается через емкость между основанием и кузовом машины (слой краски на машине — изолятор). На высоких частотах (144 или 430 МГц) малая площадь основания некритична, а вот на 27 МГц. Желательно увеличить площадь. Например, поставить основание на кусок фольги.

Re: Самодельное магнитное основание.

diver52 » 09 янв 2014, 09:20

Re: Самодельное магнитное основание.

Антиквар » 09 янв 2014, 22:22

Источник

Магнитное основание для антенны своими руками

При упоминании магнитной антенны как-то сразу приходят с голову те, что на ферритовом стержне, и это отчасти правильно. Все это разновидности одного и того же типа устройств. Магнитной называется рамочная антенна, периметр которой много меньше длины волны. Всем известные зигзаг и биквадрат (почти одно и то же) также являются родственниками рассматриваемой технологии. И совсем к ним никакого отношения не имеют антенны на магнитном основании. Это просто способ крепления не более того. Магнитное основание для антенны надежно удерживает ее на крыше любого авто. Мы же говорим сегодня об особой конструкции. Вся прелесть магнитных антенн в том, что удается обеспечить сравнительно большое усиление на сравнительно длинных волнах. При этом размер магнитной антенны достаточно мал. Давайте обсудим наше заглавие и расскажем, как может быть сделана магнитная антенна своими руками.

Магнитные антенны

Из теории известно, что в колебательном контуре из катушки индуктивности и конденсатора излучения почти что не происходит. Оно все замкнуто, и волна может качаться на резонансной частоте сколь угодно долго, затухая, ввиду наличия активного сопротивления. Да, элементы контура, индуктивность и емкость, в общем-то имеют чисто реактивный (мнимый) импеданс. Причем размер зависит от частоты по довольно незамысловатому закону. Это нечто вроде произведения круговой частоты ( 2 П f) на значение индуктивности или емкости, соответственно. И вот при некотором значении противоположные по знаку мнимые компоненты становятся равны. В результате импеданс становится чисто активным, в идеале он равен нулю.

В действительности биения все же затухают, потому что каждый контур на практике характеризуется добротностью. Напомним, что импеданс состоит из чисто активной (действительной) части, как например, резисторы, и мнимой. К последним относятся емкости, сопротивление которых мнимое отрицательное и индуктивности с положительным мнимым сопротивлением. Теперь представим, что в контуре обкладки конденсатора начали разводить до тех пор, пока они не оказались на противоположных концах индуктивности. Это называется вибратором (диполем) Герца, и представляет собой разновидность укороченного полуволнового и прочих видов вибраторов.

Если же взять и превратить катушку в единое кольцо, то мы получаем простейшую магнитную антенну. Это очень упрощенное толкование, но примерно так оно и есть. Причем сигнал снимается с противоположной от конденсатора стороны через усилитель на полевых транзисторах. Это обеспечивает высокую чувствительность устройства. Ну, а антенна на ферритовом стержне является разновидностью магнитной, только у нее колец множество вместо одного. Свое название этот род устройств получил за высокую чувствительность именно к магнитной составляющий волны. В частности, при работе на передачу генерируется как раз она, порождая отклик электрического поля.

Максимум направленности соответствует оси стержня. Причем оба направления равноправны. Ввиду малого периметра рамочной антенны относительно длины волны сопротивление ее достаточно низкое. Это может быть не просто 1 Ом, но даже и доли Ома. Приближенно значение можно оценить по формуле:

R = 197 (U / λ) 4 Ом.

Под U понимается периметр в метрах, в тех же единицах, что и длина волны λ. Наконец, R – сопротивление излучению, не нужно путать его с активным, которое показывает тестер. Этот параметр используется при расчете усилителя для согласования нагрузки. Следовательно, для ферритовых антенн, нужно это значение помножить еще на квадрат числа витков.

Свойства магнитных антенн

А теперь посмотрим, как сделать магнитную антенну самостоятельно. Для начала следует определить длину окружности и емкость подстроечного конденсатора. Вообще-то особенности магнитной антенны таковы, что она требует согласования в обязательном порядке, но об этом как-нибудь в другой раз. Дело в том, что отличительным признаком является невероятное число вариантов проведения этой операции, так что вырисовывается отдельная тема для разговора.

Длина периметра магнитной антенны колеблется в пределах от 0,123 до 0,246 λ. Если требуется перекрыть весь этот диапазон, то нужно правильно подобрать конденсатор. В свободном пространстве и магнитной антенны диаграмма направленности в виде тора, что и можно наблюдать, расположив виток параллельно земле. Поляризация при этом будет линейная горизонтальная. То есть это отличный вариант для приема телевещания. Недостаток в том, что угол возвышения лепестка зависит от высоты подвеса. Считается, что для расстояния до Земли λ он составит 14 градусов. И это непостоянство является отрицательным качеством. А вот для радио магнитные антенны применяются достаточно часто.

Усиление составляет 1,76 дБи, что на 0,39 меньше, чем у полуволнового вибратора. Но размер последнего для этой частоты составит десятки метров – ну, куда денешь такую громадину? Выводы делайте сами. Наша магнитная антенна не так уж и велика (периметр может составлять 2 метра для длины волны 20 метров, это меньше метра в поперечнике). Для сравнения на частоте 34 МГц, с которой хорошо знакомы дальнобойщики, благодаря рациям, длина волны составляет 8,8 метра. При этом каждый знает, что хороший полуволновый вибратор вместит не каждый Камаз. И, кстати, ранее мы приводили уже описание конструкции рамочной антенны, образуемой резиновой прокладкой заднего стекла легкового автомобиля ВАЗ. При всех ее малых габаритах работало устройство достаточно хорошо.

Кстати, такая конструкция считается более прагматичной, нежели типичные штыревые антенны для авто, где настройка ведется изменением индуктивности. Потерь получается меньше. Кроме того диаграмма направленности охватывает достаточно высокие углы места, почти до вертикали. В случае со штыревой антенной этой возможности не имеется.

Но как же правильно выбрать длину окружности? С ее увеличением растет усиление. То есть она должна удовлетворять условию, приведенному выше, и быть по возможности больше. При этом не стоит забывать, что иногда нужно перекрыть несколько частот. Кроме того с ростом периметра увеличивается полоса пропускания устройства. Нужно сказать, при ширине типичного канала в 10 кГц это не так важно. Кроме того будут автоматически отсекаться соседние несущие станций вещания. В этом смысле больше вовсе не обязательно значит лучше. Не забывайте однако, что ради усиления и затевался весь сыр-бор. Таким образом, антенна выбирается по периметру максимальной с обеспечением нужной избирательности.

Теперь главный вопрос: как определить емкость? Так, чтобы вместе с индуктивностью петли они образовали резонанс по известной формуле. Что касается определения параметров контура, то для него дана такая формула:

L = 2U (ln(U/d) – 1,07) нГн;

где U и d – длина витка и его диаметр. В чем здесь подвох? U = П d, следовательно, вместо их отношения можно было бы брать натуральный логарифм числа Пи. Ошибка ли это автора, сказать не беремся. Быть может, учитывается тот факт, что настроечный конденсатор отнимает часть длины, а также и усилитель… Емкость же находим по известной индуктивности из выражения для резонанса контура:

f = 1/ 2П √LC; откуда

С = 1/ 4П 2 L f 2 .

Однако в литературе рекомендуют пользоваться приближенной формулой для расчета:

Источник