Хорошие результаты, полученные с антенной «Magnetic Loop», побудили I1ARZ попытаться построить антенну на НЧ-диапазоны. Вначале он намеревался построить петлевую антенну круглой формы (рис.1) с периметром около 10,5 м, что составляет четверть длины волны на диапазоне 7 МГц. Для этой цели была изготовлена петля из медной трубки диаметром 40 мм с тонкими стенками Однако в ходе работ выяснилось, что сгибание и разгибание трубок таких размеров - достаточно трудное дело, и форма антенны была изменена с круглой на квадратную. Некоторое снижение эффективности при этом компенсируется значительным упрощением изготовления.

Для диапазона 1,8…7,2 МГц можно использовать медную трубку диаметром 25…40 мм. Можно также использовать дюралевые трубки, однако не у всех есть возможность сварки в аргоне. После сборки вся антенная рамка покрывается несколькими слоями защитного лака.

Для правильной работы антенны очень важен настроечный конденсатор. Он должен быть хорошего качества, с большим промежутком между пластинами Использован вакуумный конденсатор емкостью 7…1000 пФ с допустимым напряжением 7 кВ Он выдерживает мощность в антенне более 100 Вт, что вполне достаточно. В том случае, когда используется диапазон 160 м, емкость должна достигать 1600 пФ.

Петля квадратной формы собирается из четырех медных трубок длиной 2,5 м и диаметром 40 мм Трубки соединяются вместе с помощью четырех водопроводных колен из меди. Трубки привариваются к коленам. Противоположные стороны рамки должны быть параллельны друг другу. В верхней трубке посередине вырезается кусок длиной в 100 мм, в вырез вставляется тефлоновый шпиндель и закрепляется с обеих сторон хомутиками и винтами. Диагональ петли составляет 3,4 м, полная длина - 10,67 м (вместе с медными пластинками шириной 50 мм, к которым прикреплены концы трубки, обеспечивающими подключение настроечного конденсатора). Для обеспечения надежного контакта пластинки после их прикрепления необходимо приварить к концам трубки.

На рис.2 приведена конструкция рамки вместе с основанием и несущей мачтой. Мачта должна быть диэлектрической, например из стеклволокон- ного удилища. Можно использовать также пластмассовую трубку. В нижней части рамка фиксируется на несущей мачте стальными хомутиками (рис.3).

Для упрочнения нижнего горизонтального куска рамки на него натягивается на длине примерно 300 мм нагретая медная трубка несколько большего диаметра. Мотор, вращающий конденсатор, укрепляется на стальной трубе на высоте над крышей около 2 м. Для придания жесткости всей конструкции ниже мотора устанавливается не менее трех растяжек.

Проще всего согласовать антенную рамку и линию питания с помощью витка коаксиального кабеля типа RG8 или RG213 Диаметр витка определяется опытным путем (примерно около 0,5 м). Подключение внутренней жилы и оболочки кабеля осуществляется в соответствии с рис.4

После того как согласующий виток настроен на наименьший КСВ, для защиты от осадков поверх места подключения натягивается гофрированная пластмассовая трубка. На конце согласующего витка нужно установить коаксиальный разъем. В месте нижнего крепления согласующего витка под крепежный дюралюминиевый хомут продевается кусок медной ленты, которая после загибания припаивается к экранирующей оболочке кабеля. Она нужна для хорошего электрического контакта с заземленной дюралевой трубкой (рис.5). В верхней части согласующий виток крепится к диэлектрической мачте резиновыми хомутиками.

Если антенна располагается на крыше, для дистанционного управления настроечного конденсатора необходим блок привода мотора постоянного тока. Для этой цели годится какой-либо магнитофонный мотор небольших размеров с небольшим редуктором. Мотор связывается с осью конденсатора изолирующим сцеплением или пластмассовой шестерней Ось конденсатора необходимо также механически присоединить к потенциометру 22 кОм группы А С помощью этого потенциометра внизу определяется положение настроечного конденсатора. Полная схема блока управления показана на рис.6.

Естественно, потенциометр необходимо расположить с той же стороны, что и мотор, соединив их двумя пластмассовыми шестернями или фрикционной передачей. Весь блок настройки размещается в герметично закрывающемся пластмассовом корпусе (или трубке). Кабель к мотору и провода от потенциометра прокладываются вдоль стекло- волоконной несущей мачты. В случае, если антенна размещается недалеко от радиостанции (например на балконе), настройку можно осуществлять непосредственно с помощью длинного валика на изолированной ручке.

Размещение настроечного конденсатора

Как уже упоминалось, неподвижная и подвижная части настроечного конденсатора присоединяются к верхней, разрезанной части рамки с помощью двух медных пластин толщиной около 0,5 мм, шириной 50 мм и длиной 300 мм каждая. Настроечный конденсатор размещается в пластмассовой трубке, которая крепится к вертикальной стекловолоконной несущей мачте (рис.7). Верхняя часть рамки соединяется тефлоновым шпинделем и крепится к несущему стекловолоконному столбу с помощью U-образных болтов.

Настройка

Настройте TRX на эквивалент нагрузки, переключите выход TRX на антенну. Антенный тюнер в этом опыте не используйте. При пониженной выходной мощности начинайте вращать конденсатор до получения минимума КСВ Если достичь низкого КСВ таким способом не удается, попытайтесь несколько деформировать согласующий виток. Если КСВ не улучшается, виток необходимо или удлинить, или укоротить. Проявив немного терпения, можно в диапазонах 1,8…7 МГц достичь КСВ 1… 1,5 Достигнуты следующие значения КСВ 1,5 на 40 м, 1,2 на 80 м и 1,1 на 160 м.

Результаты

Настройка антенны очень «острая». В диапазоне 160 м полоса пропускания антенны составляет единицы килогерц. Диаграмма направленности (ДН) - почти круговая. На рис.8 приведены ДН в горизонтальной плоскости для различных вертикальных углов излучения.

Наилучшие результаты антенна дает в диапазоне 40 м. При мощности 50 Вт автор установил немало связей с восточным побережьем США с рапортом 59. На расстояниях до 500 км днем рапорты были 59+20…25 дБ. Антенна также очень хороша на прием, поскольку достаточно «острая» настройка уменьшает шумы и сигналы работающих рядом сильных станций Антенна работает удивительно хорошо и в диапазоне 160 м. С первых попыток была установлена связь на расстоянии свыше 500 км с рапортом 59+20 дБ. С принципиальной точки зрения, в этом диапазоне эффективность антенны гораздо ниже, чем в диапазоне 40 м (см.таблицу).

Заключительные замечания

Антенну необходимо размещать по возможности дальше от ботьших металлических предметов, таких как ограды, металлические столбы, водосточные трубы и т.д.
Антенну не рекомендуется размещать внутри помещений, поскольку рамка антенны при передаче излучает сильное магнитное поле, которое вредно для здоровья.
При работе с мощностями выше 100 Вт рамка нагревается под действием большого тока.
На самом верхнем диапазоне поляризация антенны горизонтальная.

В таблице выше приведены основные электрические параметры антенны в указанных диапазонах. Аналогичную антенну можно построить и на более высокочастотные диапазоны, соответственно уменьшая размеры рамки и емкость настроечного конденсатора.

Диапазон частот 1-30 МГц традиционно называется коротковолновым. На коротких волнах можно принимать радиостанции, расположенные за тысячи километров.

Какую антенну выбрать для коротковолнового приёма

Независимо от того, какую антенну вы выберите, лучше всего, чтобы она была внешней (на улице), наиболее высоко расположена и находилась подальше от линий электропередач и металлической крыши (для снижения помех).

Почему внешняя лучше комнатной? В современной квартире и многоквартирном доме находится множество источников электромагнитного поля, которые являются настолько сильным источником помех, что зачастую приемник принимает одни помехи. Естественно, что внешняя (даже на балконе) будет меньше подвержена действию этих помех. Кроме этого, железобетонные здания экранируют радиоволны, а следовательно внутри помещения полезный сигнал будет слабее.

Всегда используйте коаксиальный кабель для связи антенны с приемником, это также снизит уровень помех.

Тип приемной антенны

На самом деле, на КВ диапазоне тип приемной антенны не столь критичен. Обычно бывает достаточно провода длинной 10-30 метров, а коаксиальный кабель можно подключить в любом удобном месте антенны, хотя для обеспечения большей широкополосности (многодиапазонности), кабель лучше подключать ближе к середине провода (получится Т-антенна с экранированным снижением). В таком случае оплетка коаксиального кабеля к антенне не подключается.

Проволочные антенны

Хотя более длинные антенны могут принять больше сигналов, они также будут принимать больше помех. Это несколько уравнивает их с короткими антеннами. Кроме этого, длинные антенны перегружают (появляются “фантомные” сигналы по всему диапазону, так называемая интермодуляция) бытовые и портативные радиоприемники сильными сигналами радиостанций, т.к. у них небольшой по сравнению с любительскими или профессиональными радиоприемниками. В этом случае в радиоприемнике надо включить аттенюатор (переключатель установить в положение LOCAL).

Если вы используете длинный провод и подключаетесь к концу антенны, то лучше будет использовать для подключения коаксиального кабеля согласующий трансформатор (балун) 9:1, т.к. “длинный провод” имеет высокое активное сопротивление (порядка 500 Ом) и такое согласование снижает потери на отраженный сигнал.

Согласующий трансформатор WR LWA-0130, соотношение 9:1

Активная антенна

Если у вас нет возможность повесить внешнюю антенну, то можно использовать активную антенну. Активная антенна – это, как правило, устройство, сочетающее в себе рамочную антенну (или ферритовую или телескопическую), широкополосный малошумящий высокочастотный усилитель и преселектор (хорошая активная КВ антенна стоит свыше 5000 рублей, правда для бытовых радиоприемников нет смысла приобретать дорогую, вполне подойдет что-то вроде Degen DE31MS). Для снижения помех от сети лучше выбрать активную антенну, работающую от батареек.

Смысл активной антенны в том, чтобы как можно сильнее подавить помеху и усилить полезный сигнал на уровне РЧ (радиочастоты), не прибегая к преобразованиям.

Кроме активной антенны можно использовать любую комнатную, которую сможете сделать (проволочную, рамочную или ферритовую). В железобетонных домах комнатную антенну надо располагать подальше от электропроводки, ближе к окну (лучше на балконе).

Магнитная антенна

Магнитные антенны (рамочная или ферритовая), в той или иной мере, при благоприятном стечении обстоятельств, позволяют снизить уровень “городского шума” (вернее будет сказать, повысить соотношение “сигнал-шум”) за счет своих направленных свойств. Более того, магнитная антенна не принимает электрическую составляющую электромагнитного поля, что также снижает уровень помех.

К слову сказать, ЭКСПЕРИМЕНТ – это основа радиолюбительства. Внешние условия играют в распространении радиоволн существенную роль. Что хорошо работает у одного радиолюбителя, может совсем не работать у другого. Самый наглядный эксперимент распространения радиоволн можно провести с телевизионной дециметровой антенной. Вращая её вокруг вертикальной оси можно заметить, что наиболее качественное изображение не всегда соответствует направлению на телецентр. Это связано с тем, что радиоволны при распространении отражаются и “смешиваются с другими” (происходит интерференция) и наиболее “качественный” сигнал приходит с отраженной волной, а не с прямой.

Заземление

Не стоит забывать о заземлении (через трубу отопления). Не стоит заземлять на защитный провод (PE) в розетке. Особенно “любят” заземление старые ламповые радиоприемники.

Изошутка

Борьба с помехами радиоприему

В добавок ко всему, для борьбы с помехами и перегрузками можно использовать преселектор (антенный тюнер). Использование этого устройства позволяет до определенной степени подавить внеполосные помехи и сильные сигналы.

К сожалению, в городе все эти ухищрения могут не дать желаемого результата. При включении радиоприемника слышен только шум (как правило, шум сильнее на низкочастотных диапазонах). Порой начинающие радионаблюдатели даже подозревают свои радиоприемники в неисправности или недостойных характеристиках. Проверить приемник просто. Отключите антенну (сложите телескопическую антенну или переключите на внешнюю, но ее не присоединяйте) и отсчитайте показания S-метра. После этого выдвиньте телескопическую антенну или подключите внешнюю. Если показания S-метра значительно увеличились, значит с радиоприемником все в порядке, а вам не повезло с местом приема. Если уровень помех близок к 9 баллам или выше, то нормальный прием будет невозможен.

Поиск и устанение источника помехи

Увы, город полон “широкополосных” помех. Многие источники генерируют электромагнитные волны широкого спектра, как искровой разряд. Типичные представители: импульсные блоки питания, коллекторные электродвигатели, автомобили, сети электроосвещения, сети кабельного телевидения и Интернет, маршрутизаторы Wi-Fi, ADSL модемы, промышленное оборудование и многое другое.

Самый простой способ “поиска” источника помех – обследовать помещение с помощью карманного радиоприемника (не важно какого диапазона, ДВ-СВ или КВ, только не FM диапазона). Обойдя комнату можно легко заметить, что в некоторых местах приемник шумит сильнее – это и есть “место локализации” источника помех. “Шуметь” будет практически все, что подключено к сети (компьютеры, энергосберегающие лампы, сетевые провода, зарядные устройства и пр.), а также сама электропроводка.

Именно для того, чтобы хоть как-то снизить пагубное действие городских помех и стали популярны “супер-пупер” навороченные радиоприемники и трансиверы. Городской радиолюбитель просто не может комфортно работать на бытовой аппаратуре, которая достойно себя показывает “на природе”. Требуется большая избирательность и динамика, а цифровая обработка сигнала (DSP) позволяет “творить чудеса” (например, подавлять тональные помехи), недоступные аналоговым методам.

Конечно, самая лучшая КВ антенна – направленная (волновой канал, QUARD, антенны бегущей волны и т.д.). Но будем реалистами. Построить направленную антенну, даже простую, довольно сложно и дорого.

Уменьшенные магнитные рамочные антенны сравнительно редко используются радиолюбителями Ham-radio. Однако при своих недостатках, таких как, малое КПД, и узкая полоса пропускания, они имеют ряд своих достоинств. Это возможность пространственной и частотной селекции радиосигнала, т.е. ориентирование антенны по максимуму полезного сигнала или по минимуму сигнала помехи. Выделение полезного сигнала методом отстройки по частоте, а также ее малые геометрические размеры относительно длины волны. По этому наибольшее распространение рамочные антенны получили в качестве приёмных антенн радиопеленгаторов и радиовещательных приёмников, работающих в диапазонах длинных, средних и коротких волн.

Такие антенны используются чаще всего в походных условиях, и могут перестраиваться по диапазону с трехкратным изменением по частоте. КПД антенны зависит от ее геометрических размеров относительно длины волны, см. рис. 1.

Такую антенну применяют и в качестве передающей. При малых размерах рамки амплитуда и фаза колебаний тока, протекающего в рамке, практически постоянны по всему периметру. Максимум интенсивности излучения соответствует плоскости рамки. В перпендикулярной плоскости рамки, диаграмма направленности имеет острый минимум, а общая диаграмма рамочной антенны имеет форму «восьмёрки».

Напряжённость электрического поля Е электромагнитной волны (В/м) на расстоянии d (??3) от передающей рамочной антенны, вычисляется по формуле:

где:
I — ток в рамке (А); n — число витков; d — расстояние (км);
S — площадь рамки (м.кв); ? — рабочая длина волны (м);
Cos ? — угол между плоскостью рамки и направлением на рассматриваемую точку.

ЭДС E , индуктируемая в приёмной рамочной антенне, вычисляется по формуле:

где:
n — число витков;
S — площадь рамки;
E — напряжённости электрического поля в наблюдаемой точке;
Cos ? — угол между плоскостью рамки и направлением прихода волны.

Восьмерочная диаграмма направленности рамки позволяет использовать ее минимумы диаграммы с целью отстройки её в пространстве от близко расположенных помех или нежелательного излучения в определенном направлении в ближних зонах до 100 км.

Устройство антенны классическое, и изображено на рис. 2, она состоит из открытого колебательного контура в виде развернутой индуктивности, настраиваемой конденсатором С в резонанс. По сведениям DK5CZ полоса пропускания с увеличением частоты настройки увеличивается также в три раза и по уровню 0,707 имеет полосу пропускания от 3 до 30 кГц. При изготовлении антенны, требуется соблюдение соотношений диаметров излучающего кольца и витка связи D/d как 5/1, он изготавливается из коаксиального кабеля, находится в непосредственной близости от излучающего кольца в противоположной стороне от конденсатора, и выглядит как на рис. 3.

Поскольку в излучающей рамке протекает большой ток, достигающий десятки ампер, рамка в диапазонах частот 1,8-30 МГц изготавливается из медной трубки диаметром порядка 40-20 мм, а конденсатор настройки в резонанс не должен иметь трущихся контактов. Его пробивное напряжение должно составлять 10 кВ при подводимой мощности до 100 Вт. Диаметр излучающего элемента зависит от диапазона используемых частот и рассчитывается от длины волны высокочастотной части диапазона λв, где периметр рамки Р = 0,25λв.

Расширяем полосу пропускания рамки и увеличиваем КПД

Единственная возникающая проблема всех укороченных рамочных антенн, это узкополосность. В диапазоне 180-160 м при добротности антенны 200…250, полоса пропускания по уровню 0,707 составит около 6 кГц, что является большим недостатком при перестройке частоты радиостанции. Перестройку антенны в пределах диапазона можно осуществить и дискретно, при помощи реле и набора конденсаторов постоянной емкости.

Расширить полосу пропускания рамочной антенны и повысить эффективность ее работы, можно применив несколько аналогичных антенн, которые расположены таким образом друг относительно друга, чтобы между ними существовала магнитная связь. А это значит, что рамки должны быть параллельны друг другу. При этом достаточно запитать только одну антенну, а остальные будут расширять полосу пропускания всей системы, и увеличивать уровень сигнала примерно на 3 дБ. На рис. 4а показана АЧХ одиночной рамочной антенны, на рис. 4б — АЧХ двух (или нескольких) таких антенн.

Рамки должны иметь одинаковые геометрические и электрические параметры и устанавливаются параллельно друг другу на расстоянии не более диаметра рамки. Расстояние определяется необходимой полосой пропускания без ущерба в добавочном усилении. Петля связи устанавливается на любую из рамок, так, что вторая работает самостоятельно. Рамочная антенна работает еще лучше, если их установлено три, т.е. одна в средине, а две дополнительные размещаются на расстоянии половины диаметра рамки с обоих сторон в одной плоскости.

Если радиолюбитель испытывает затруднения во вращении такой конструкции, то можно использовать принцип гониометра и разместить рамки перпендикулярно. Тогда необходимо вращать только петлю связи. Получится почти пеленгатор.

73! UA9LBG & Радио-Вектор-Тюмень

Размышления вслух

Если к проводнику приложить переменное электрическое напряжение, то электрические заряды в нем будут совершать поступательное колебательное, периодическое (туда-обратно) движение. Вокруг этого проводника в пространстве существует переменное эл.маг. поле как от любой классической антенны радиопередатчика.

А что будет, если все заряды этого проводника неким способом заставить двигаться не туда-обратно, а делать периодическое колебательное "тик-так" на месте, как маятник механических часов или по-другому танцевать твист на месте?

Будет в этом случае "что-то" переменное электромагнитное в пространсте от этого проводника с "тик-такающими" зарядами-электронами? Да, будет, но по свойствам совсем не такое как от "туда-обратно".

Если у электрофизиков нет никакой разницы в сознании между этими динамиками, то ЕН-антенна и вообще Нz радиосвязь так и останется чем-то нелепым, глупым, абсурдным и не приемлемым.

Предлагаю новую идею построения антенн.

Технические характеристики антенн:

полоса пропускания сотни Гц - тысячи ГГц (зависит от соотношения индукивностей соосных катушек);
максимальный уровень принимаемой мощности, не менее 10 кВт;
дальность установления радиосвязи не менее 1 млн км.

ВНИМАНИЕ . Соединять медный цилиндр (сплошной экран) с «массой-корпусом-землей» НЕЛЬЗЯ! Если очень хочется это сделать, то контакт должен быть ВНУТРИ цилиндра-экрана, около оси, перпендикулярной «плоскости Кулона» и вывод через отверстие по оси для выводов противофазных катушек. Ни в коем случае НЕ ДОПУСКАТЬ гальванических контактов с «массой-корпусом-землей» ВНЕШНЕЙ поверхности цилиндра-экрана. Желательно цилиндру-экрану делать изоляционное лаковое покрытие, во избежание таких внешних контактов.

ВНИМАНИЕ . Общая индуктивность равна L = L 1 + L 2 - 2 M (взаимная индуктивность). Если L 1 и L 2 плотно сдвинуты, то 2 M = L 1 + L 2. Результирующая индуктивность устремится к 0. Резонанс устремится в сантиметровый диапазон - индуктивности контактных соединений. При этом «плоскость Кулона» будет ярко выражена.

Если L 1 и L 2 далеко раздвинуты, то 2 M = 0 и общая индуктивность L = L 1 + L 2. Это может быть и СДВ диапазон. В этом случае «плоскость Кулона» размажется по пространству. Проще исчезнет или превратится в 0. Вот в чем большая трудность расчета индуктивностей ЕН-антенн.

Именно «плоскость Кулона» своими противофазными магнитными линиями от катушек и заставляет ТАНЦЕВАТЬ ТВИСТ электроны-заряды медного цилиндра, в результате чего электроны-заряды и «выстреливают» в пространство загадочным вектором Н z , на который типовые измерительные приборы не очень хотят реагировать. Приборы «не понимают» что надо делать, когда их датчики буравятся как шилом непонятным и неизвестным вектором Н z .

Между коллектором и эмиттером транзистора включен ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ резонансный контур («нагрузка»). Какой импеданс R + jX «видит» транзистор (лампа) в лице последовательного резонансного контура. Без долгих размышлений любой скажет R + jX = 0 на резонансе. Почему желательно выбирать последовательный резонансный колебательный контур? Общее напряжение на последовательном LC не выше напряжения источника питания. А вот по отдельности на L и C напряжения очень высокие на резонансе и зависят от добротности этих элементов. Другое включение не желательно. Хорошо известно чем может закончится для РАБОТАЮЩЕГО передатчика отключение обычной антенны - авария. Оригинальный сюрприз. Для работы вектором Н z передатчик загоняем вроде как в аварийный режим (уход в чистую реактивную мощность-энергию). Радиолюбители, настраивавшие ЕН-антенны, уже приходили в растерянность, что активная мощность передатчика исчезает как в «черной дыре».

Фундаментальная проблема

Постараюсь еще раз уточнить разницу между движущимся и изменяющемся эл.маг. полем. Возьмем опыт "тик-так" постоянного магнита. Колцевой постоянный магнит за стеной и он крутится на оси. Мы находимся с этой стороны стены и не видим крутится магнит на оси или остановлен, а это и есть информация. Полагаем, что с этой стороны стены в точке контроля, где хотим определять вращается или нет за стеной постоянный магнит величина магнитного поля застенного магнита составляет 0,001 Тесла. Крутится он или нет эта величина ПОСТОЯННА. Изменение магнитного потока dФ/dt=0 в данной точке. Колебательный контур или антенна, помещенные в этом месте на своих выходных клеммах всегда будут показывать 0.

Ничего не происходит крутится или нет магнит за стеной. Эти опыты прекрасно с контуром и проводниками описаны Э.Парселом в Берклеевском курсе физики.

Так как же быть? Как зацепить информацию - крутится магнит или нет, если входной контур и антенна не реагируют, поскольку нет изменения (движется, но не изменяется) величины маг. поля, которое и наводит в них э.д.с.? Фундаментальная проблема.

А решение есть и очень простое. Обыкновенная медная пластинка мгновенно чувствует движется или нет это постоянное магнитное поле. Если в ней происходит разделение эл. зарядов, то маг. поле движется, а если нет, то остановлено. Если происходит разделение зарядов, то в пластине и вихревые "токи Фуко" возникают. Значит поле двигается и обратное - если "токи Фуко" исчезли - поле остановлено. До плебейства примитивно, но вот здесь то мозги разбиваются на части и все извилины заплетаются.

КАК И КУДА ПОДКЛЮЧИТЬСЯ К "ТОКАМ ФУКО" в медной пластине, чтобы два проводка от пластины воткнуть в антенный вход простого приемника или усилителя. Вот тут профессиональные радиоэлектронщики начинают растерянно моргать глазами и искренне не понимать В ЧЕМ ДЕЛО? Вот почему обычная радиосвязь и эта в самом прямом смысле не видят друг-друга. Озадачьте своих знакомых радиоэлектронщиков таким вопросом, а можно и "СЗ" 160 человек. Решение, при всей кажущейся примитивности, представляет "фунт лиха".

Рис.1 . Линия мгновенной связи. Из статьи "Никола Тесла и мгновенная электрическая связь" в газете "Перекресток Кентавра" (http://www.enio.aaanet.ru/)

Пример для радиолюбителя

У вас найдется катушка со многими витками без сердечника - подойдет катушка от эл.маг. пускателя ПМЕ211 на 220 вольт. Подсоедините к ней тестер на милливольты. Какой-нибудь постоянный магнит, хоть от разбитого динамика у вас найдется. Поводите этим магнитом около катушки. Способы движения магнита меняйте (кручение, переворот и пр.). Тестер будет что-то показывать.

Можете все это опустить в корыто с водой (катушку в непромокаемый мешочек спрятать) и под водой магнит подвигать. Тестер опять будет что-то показывать. Что там по оси, а чего нет на это надо сейчас наплевать. Это уже из теории формирования диаграммы направленности действия. Зачем заранее "метать бисер", если для многих и это, что показывает возможность информационного взаимодействия под водой непонимаемая и неизвестная диковинка.

Не все так просто

В приведенной выше схеме упор делается на то, что есть постоянное маг. поле и некоторыми манипуляциями с ним можно передать информацию. Это вариант страдает весьма существенным недостатком: прецессирование постоянного (спинового) маг. поля вызывает много поступательной динамики. Деформация маг. поля носит в основном локальный характер и чем дальше от источника деформации, тем маг. поле сильнее остается недеформированным .

Для реализации мгновенной свзяи следует вторгаться в источник магнитного поля, в электрический заряд (электрон). Заставить электрон делать спиновое маг поле в нужном направлении и с нужными параметрами.

Действующая модель

В действующей модели у меня используется самый ширпотребовский карманный AM/FM приемник "TOLY".

Входная катушечка (2 витка), подключенная к клемме "антенна" с подстроечным конденсатором 4-15 пф намотана на ферритовом кольце 20 мм по периметру. Передатчик ЧМ -автогенератор с буферным каскадом для стабильности и прочих развязок на транзисторах КТ315. Модулируется мультивибратором "пищалкой" 1кгц тоже на КТ315. Магнит от динамика 5 вт. Катушка 2 витка внутри отверстия магнита с конденсаторо 4-15 пф. Сечение провода в катушках 1мм. При работе магнитное поле магнита от динамика "балансирует" как циркач на проволоке влево-вправо с частотой 100 мгц. Условная проволока проходит по диаметру постоянного магнита. Для КТ315 постоянный магнитик надо брать очень маленький.

Принципиальная схема внутренностей. Противофазные катушки намотаны на каркасе (пластиковая труба) диаметром 50 мм и высотой 20мм. Вся элементная база внутри этой трубы. Противофазные катушки (верхняя и нижняя) содержат по 3-4 витка проводом сечения 0,8-1,2мм. Малейшее изменение расстояния между катушками очень сильно изменяет общую индуктивность. Чтобы плоскость Кулона ярко выразить (это хорошо) надо катушки сближать, но тогда результирующая индуктивность полезет к нулю, соответственно и резонанс в СВЧ. Раздвинем катушки - индуктивность резко увеличится, но тогда плоскость Кулона «размажется» (это плохо). Хлопот настройка доставит много. «АНТЕННОЙ» является экран. На нем в плоскости Кулона эл. заряды делают «тик-так» или твист на месте. От такого танцевания твиста электронами в экране в пространство излучается СПИНОВОЕ эл.маг. поле. Его плохо принимают обычные антенны. Приемная «антенна» должна быть тоже противофазной резонансной катушкой в экране.

У меня в схеме реально сложилось будто мопедом толкают грузовик. И то хорошо, что магнит не от Серпуховского ускорителя элементарных частиц в паре с КТ315. В данном случае я наплевал на все оптимальные соотношения. Мне надо было проверить возможность радиосвязи в воздухе и под водой. Эта конструкция заработала.

Без постоянного магнита даже с маленькой штырем-антенной радиосвязь из под воды не прошла, что и без того было ясно и известно. Вот сейчас сразу две разные радиоэлектронные конторы делают опытные образцы передатчиков на оптимальных пропорциях-соотношениях. Я им активно подсказываю. При одной конторе (НПО "Балтиец") состоит мой бывший коллега по ВНИИРА Володя Питулин с которым мы и наши другие разрабатывали навигационный бортовой радиопередатчик (6Ггц, 5см) для беспилотной посадки "Бурана". Профессионал он в области радиосвязи очень высокого класса, но некоторых моментов магнитной связи не понимает, хоть бьюсь сним уже 8 месяцев.Не укладывается в голове, что постоянное магнитное поле имеет бесконечные размеры и трястись начинает сразу всей своей бесконечной размерностью.Увиденное в действии через воду его сильно встряхнуло - запросто заглянул в завтрашний день.

Вариант исполнения с ламповым выходным каскадом (предложено Алексеем access (at) nextmail.ru )

Красным цветом выделен ни к чему не подсоединенный медный цилиндр, внутри которого находится мост Н.Киселя с катушками, расположенными на оправках. Синим цветом обозначена обкладка конденсатора распределенной емкости. (Распределенная емкость - между синей обкладкой,красным цилиндром и катушками, намотанными на цилиндрических каркасах в несколько витков вблизи от стенок цидиндра). При такой запитке постоянный ток не должен присутствовать на мосте, он отсечется анодными дросселями.

Вариант 2

Научная база

Научная публикация "Структура эл.маг. поля-волны динамического электрона (массы-заряда)". Там 11 страниц голой математики (крутеж уравнений Максвелла).

Скачать в формате PDF (230 кб)

Такой структурный векторный еж выплыл. Один магнитный вектор уже в математической записи проигнорировал скорость света, а отсюда и его "странные" свойства. На его свойствах и построена действующая для проверки модель радиосвязи. Вторая контора на базе ЛЭТИ. Ох, как здесь "когти рвут" в этом направлении. Кстати, у меня сокровенное желание отключить табельные антенны от какого-нибудь радионавигационного комплекса (дальномера) и подключить постоянные магнитные. Какую дальность он намеряет? Вот чепуха должна посыпать!

Заключение

Нz радиосвязь новое неизвестное направление. Исследовательских, экспериментальных работ на этом пути хватит на всех желающих и еще останется. К примеру, Н z радиосвязь может работать под землей, под водой. ЕН-антенны не надо ставить на железную опору. От этого полоса пропускания будет очень узкой. Желательно применять пластик или алюминий. В этом случае полоса пропускания превосходит типовой штырь. Все вышеизложенные «внимания» лишь маленькая часть, как говорят «на вскидку», для начального понимания, что с классической теорией антенн в данном случае НЕЧЕГО делать и не надо уподобляться Митрофанушке, чтобы ее «приладить» к Н z радиосвязи.

Литература

Официальный сайт конгресса www.physical-congress.spb.ru
http://new-idea.kulichki.net/articles.htm в разделе "Философия".

Советую попробовать, не пожалеете! Удачи и 73 !!!

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.