«Повернутися в розділ« Радіотехніка - теорія »
Останні кілька років на середньохвильовому діапазоні з'явилося багато цікавих радіомовних станцій. Включивши старий ламповий радіоприймач, я із захопленням виявив, що радує вухо не тільки його м'який оксамитовий глибокий і довірчий голос, але і зміст "середньохвильових" радіопрограм гідно того, щоб їх слухати!
Однак, з огляду на те, що в будь-якому місті дуже багато іскрових та інших індустріальних перешкод, то на електричну антену (довгий шматок дроту) приймається багато шуму, клацань, тріску ...
- всі промислові та індустріальні перешкоди носять, як правило, електричний, а не магнітний характер;
- наш радіоприймач знаходяться в ближній зоні формування електромагнітного поля перешкоди (ну, тих, що не затухлі від відстані до джерела) - це тому, що ближня зона формування поля це 3-5 довжин хвиль. І для самої короткої довжини хвилі мовного СВ діапазону - 200 метрів, ближня зона простягається на відстань від джерела перешкоди до 600-1000 метрів. Як правило, геометрично більш віддалені іскрові перешкоди загасають самі по собі і майже не чути;
- в ближній зоні формування електромагнітної хвилі переважає той вид поля, яким вона збуджувалася! В даному випадку - електричне.
Те, використовуючи антену, яка ухвалює магнітну складову електромагнітного поля, ми «очистимося» від електричних перешкод раз, так, в сто !!! Тому для прийому в місті на СВ і ДВ доцільно використовувати виключно магнітні антени. Або ферритові, або рамкові.
Далі.
Навіть на самій короткій довжині хвилі средневолнового мовного діапазону (близько 200 м) підняти антену над землею, щоб вона працювала за класичною теорією, як у вільному просторі, не представляється можливим. Ну, мало у нас радіослухачів, які, живуть в хмарочосах.
Тому наша антена буде розташовуватися над землею, як правило, на відстані помітно меншій довжини хвилі. А в близькості від землі, з огляду на її неідеальної провідності при поширенні СВ-ДВ радіохвиль вертикальної поляризації (які якраз і використовуються для радіомовлення), виникає поздовжня складова струму в землі. Внаслідок цього результуючий вектор Пойнтінга, - напрям поширення енергії електромагнітної хвилі, - чим ближче до землі, тим сильніше загортає вниз (в землю). Це явище призводить до залежності поширення радіохвиль СВ-ДВ діапазонів від провідності грунту. Втім, саме завдяки цьому явищу довгі хвилі огинають землю!
Внесення землею більших затуханий при поширенні радіохвиль, вимагає застосування на цих діапазонах на порядок-два більш потужних радіомовних передавачів, ніж на УКХ і навіть на КВ. Саме цим пояснюється низька рентабельність мовлення на ДВ, що робить довгі хвилі малопривабливими навіть для витратного державного радіомовлення. Всього лише через те, що всі радіоприймачі знаходяться в прикордонному з землею шарі у порівнянні з довжиною хвилі. Але це ж явище можна використовувати з великою вигодою для прийому!
Адже, в прикордонному з землею шарі, завдяки повороту вектору Пойнтінга вниз, до землі, енергія електромагнітних хвиль буквально падає з небес !!! Це справедливо тільки для діапазонів довгих і середніх хвиль. На коротких хвилях такий ефект виражений слабо. А на УКХ, варто підняти антену лише на п'ять метрів і вже можна вважати, що вона практично працює у вільному просторі.
Дуже простий і вельми ефективною приймальні антеною для діапазонів ДВ-СВ є рамка з периметром, рівним довжині хвилі на найвищій частоті прийнятого діапазону. Напрямок випромінювання (прийому) такої антени перпендикулярно площині рамки. Так от якщо таку рамку «укласти» горизонтально на малій висоті від землі або навіть прямо на землю, то виходить чудова приймальня антена для довгих і середніх хвиль, що уловлює енергію, «падаючу з небес». І вона буде переважно приймати вертикально поляризовані радіохвилі! Якраз саме такі, що використовуються для радіомовлення.
Стало бути, якщо ми розташуємо середньохвильову рамкову антену горизонтально й близько до землі (а у неї напрямок максимального прийому перпендикулярно площині рамки), то будемо чудово приймати всі СВ-ДВ радіомовні станції. А перешкоди, напрямок на які як раз буде уздовж землі, прийматися нами будуть з ослабленням ще децибел так на 20! Оскільки на ці напрямки рамка має мінімум своєї діаграми спрямованості.
Ось такі чудеса творить нізкорасположенная горизонтальна рамка.
Тепер про її розмірах. Ідеально - периметр рамки повинен бути рівний довжині хвилі на кожній прийнятої частоті, а охоплюється площа - максимальна, тобто за формою - окружність.
Але на практиці зручніше використовувати квадратну рамку зі стороною квадрата в чверть довжини хвилі на найвищій частоті прийнятого діапазону. Тоді на більш низьких частотах рамка буде являти собою виток проводу - чисто магнітну антену. Але з огляду на те, що резонансні властивості низкорасположенной рамки через вплив втрат в землі досить слабко виражені (рамка як би зашунтувати провідність землі), то антена, розрахована на найвищу частоту діапазону СВ, буде прекрасно приймати і все середні і довгі хвилі! Тобто ідеально це повісити у дворі, ну, наприклад, на висоті третього або навіть другого поверху дріт, який утворює більш-менш квадрат розміром 50 на 50 метрів або навіть трикутник зі стороною 66,7 метра. Головне, щоб рамка охоплювала всередині себе місця з джерелами індустріальних перешкод. Якщо у Вас у дворі розташований скверик і дитячі майданчики, прийом буде чудовим !!! І таку антену не треба піднімати вище дахів - це призведе лише до погіршення прийому і до збільшення рівня перешкод! Її треба підняти над землею лише настільки, щоб виключити можливість її обриву. А якщо у Вас двір - «колодязь», то він додатково послабить промислові випромінювання ззовні, без найменшої шкоди для радіохвиль, «спускаються» зверху!
У місті антену краще виконати з трьохміліметрового сталемедний біметалічного дроту і жорстко розтягнути капронових шнуром, товщиною не менше 6-й мм. Втім, для полотна антени підійде і провід БПВЛ-1,5 або будь-який інший, перетином 1,5-5 кв. мм. Якщо ж ця антена буде влаштована на Вашій дачі, то прокладете ізольований провід (для дачі краще БПВЛ) по забору на городі (якщо він у Вас дерев'яний) на висоті 0,7-1,5 метра від землі. До того ж, через близькість землі (по відношенню до довжини хвилі) і вносяться в електромагнітне поле рамки втрат, її добротність дуже низька, а, відповідно, смуга пропускання дуже широка. Це означає, що на нашу рамку можна вживати всіх довгі, середні, так і короткі хвилі теж, і немає необхідності точно витримувати її розмірів. Дивіться, яких розмірів Ваш дачний город, таку рамку і робіть. Приймати буде. І дуже добре! Ну, зрозуміло, краще, звичайно, її зробити повнорозмірною з периметром 200 метрів і з максимальною охоплюється площею, якщо дозволяють розміри і форма Вашої ділянки.
Слухаючи передачі на середніх хвилях на таку антену на дачі, навіть створюється враження, що перенісся в часі в ефір початку 30-х років минулого століття. Настільки він чистий і в ньому чітко чути далекі станції!
Довший, ніж 200 метрів для прийому середніх хвиль рамку робити не слід. В цьому випадку змінюється фізика роботи антени і погіршуються її антишумові властивості. Рамка з великим периметром має сенс для діапазону ДВ. У цьому випадку оптимальний периметр складе для верхньої частоти 400 КГц - 750 метрів. Однак, я погано можу собі уявити, де таку рамку можна повісити. Ну, хіба, що укласти по периметру Вашого садівничого товариства. Причому, в даному випадку, не має значення, пустіть Ви провід по забору, покладіть його на землю, або навіть злегка прикопати.
А ось якщо антену зробити менших розмірів, то вона все одно буде добре приймати. Правда при цьому сильно знижується її ефективність на ДВ. Я експериментував на середніх хвилях з кімнатною горизонтальної рамкою навіть розмірами 3 х 3 метри. Всі місцеві радіостанції прекрасно приймаються. Правда, далекі радіомовні станції вже не чути.
Конструкція і пристрій антени ясно з малюнків. І оскільки ця антена є зовнішньої, і піддана не тільки наведенням статичної електрики, а й індукційним струмів, що наводяться в неї грозовими розрядами, то підключення заземлення обов'язково. У міських умовах в якості непоганого заземлення може використовуватися з'єднання з трубами холодної води водопроводу або підключення до контуру заземлення будівлі. Використовувати для цієї мети лише одне «занулення», тобто, з'єднання з нульовим проводом електричної мережі побутової електропроводки, категорично заборонено.
Для того, щоб добре приймати короткі хвилі «нижніх» діапазонів 49, 41 31 І 25 метрів, периметр рамки треба вибрати 25 метрів. В цьому випадку, «короткохвильова» рамка буде вельми скромних розмірів 6,25 на 6,25 метрів. І розміщувати короткохвильову рамку для забезпечення нею антишумових властивостей потрібно не вище, ніж 0,6 метра над землею.
Таке маленьку рамку зручно розмістити безпосередньо в кімнаті, якщо, звичайно, будинок у Вам цегляний, а не залізобетонний. Або на дачу покласти провід рамки безпосередньо по периметру Вашого будинку, всередині по підлозі, прибивши до плінтуса або зовні, трохи вище фундаменту. Можна на роликових ізоляторах, а якщо будинок у Вас дерев'яний, то просто обмотавши його одним витком. У місті, все ж краще та короткохвильовий антену також винести межі будівлі, як мінімум, метрів на 10.
Використання зовнішньої Антишумові антени для прийому радіомовлення в містах, на жаль, не радіоаматорська примха. Останнім часом часто спостерігається бездумне ставлення до використання радіочастотного спектру з боку компаній, що пропонують різні «економічні» цифрові системи передачі інформації. Зокрема, відома система надання доступу в Інтернет або організації «домашніх» і офісних локальних комп'ютерних мереж, що використовує в якості ліній поширення сигналу дроти електричної мережі. Так званий «Інтернет через електричну розетку». Ця технологія відома ще й під назвою PLC (Power Line Communication). І якщо у Вашому будинку заведеться хоча б один користувач такої системи, Ви більше не зможете слухати на середніх і коротких хвилях жодної радіомовної станції без зовнішньої Антишумові антени. А вже з далеким прийомом або з радіоаматорського зв'язком на КВ доведеться і зовсім розпрощатися.
Розробники цієї системи порушили один з основоположних принципів радіотехніки - же не давати ніяких перешкод в електромережу та всіляко фільтрувати будь-які побічні випромінювання, які може в неї проникнути з розробленого вами радиоустройства. А вже свідомо подавати в електромережу імпульсні сигнали, що створюють широкосмуговий перешкоду радиоприему на коротких, середніх і довгих хвилях - це відверте шкідництво!
Детальніше про цю напасті можна прочитати тут .
Сергій Комаров, UA3ALW.