Рамочная КВ - УКВ антенна

Комнатная нерезонансная магнитная антенна для широкополосного приёма

Собственно говоря, петь дифирамбы и рекламировать магнитные рамочные антенны, и нужды-то особой нет. Вся благодатная информация об этом типе антенн и использованию их в радиолюбительской практике легко находится в сети, либо черпается из умных книжек. Тут тебе - и теоретические выкладки с формулами, и диаграммы направленности антенн, и величины КПД в режиме передачи, и многочисленные варианты практических конструкций.
Казалось бы, собирай - не хочу!

Но как это часто случается, в самый не походящий момент к радиолюбителю с напильником в руке и водопроводной трубой в другой, бесшумно подкрадывается маленькое «но» - все эти, так подробно описанные магнитные рамки являются резонансными. А это значит, что одновременно с вращением ручки настройки приёмника, нам надо исхитриться и крутануть ещё конденсатор переменной ёмкости, являющийся неизбежным атрибутом резонансных рамочных антенн.
Задачка эта, скажу я Вам, не для слабонервных, особенно если антенна покоится где-нибудь на подоконнике, или, не дай бог, на балконе, а Вы со своим Дегеном и баночкой пивка вальяжно развалились на диване в надежде с комфортом и знанием дела просканировать эфир.

Так вот, если подобные манипуляции не гасят блеск в глазах радиолюбителя, то ему прямая дорога в стройные ряды почитателей резонансных рамочных антенн. Антенны эти весьма хороши, к тому же одновременно с приёмом, обеспечивают хорошую преселекцию сигнала от внеполосных помех.

А мы, хлопцы ленивые, но умные - будем делать нерезонансную широкополосную рамочную КВ - УКВ антенну.
Описаний конструкций подобных антенн значительно меньше, чем резонансных аналогов, но всё же они существуют.
Я в своё время мастерил широкополосную магнитную антенку, приведённую на странице радиофорума http://www.radioscanner.ru/forum/topic34670.html, уважаемым участником по имени-отчеству 1428. Антенна вела себя аккурат в соответствии с описанием автора и позволяла в городской квартире, в отличие от штатного телескопа, наслаждаться не только китайскими вещалками, но и сиплыми голосами мощных радиолюбителей.

Приёмные свойства у неё оказались несколько хуже, чем у 5-ти метрового провода, выброшенного в окно, но не намного.
- А можно сделать так, чтоб оказались несколько лучше? - задался я вопросом, в душе понимая, что с этой задачей может справиться только усилитель, прилаженный между антенной и низкоомным входом приёмника.

Делать такую же высокодинамичную схему, какую мы вымучивали для куска длинного провода на странице ссылка на страницу , абсолютно не хотелось, к тому же сигнал антенка выдаёт слабенький и входные цепи нашего усилителя она не перегрузит, да и потребление тока желательно сделать не слишком большим, чтобы запитаться от 9-ти вольтовой батарейки системы «Крона».

В результате получилась следующая схема.

Рис. 1

А с какого перепуга забабахано такое количество катушек? - возникает резонный вопрос. Ответ простой - с перепугу перегрузить смеситель и спровоцировать недозволительный уровень интермодуляционных искажений во входных цепях радиоприёмника, которые в конечном итоге сведут на нет весь смысл от применения усилителя.
Слабенький, но очень широкополосный сигнал с выхода нерезонансной рамочной антенны, пройдя каскодный усилитель на транзисторах Т1 и Т2 уже не окажется таким слабеньким, но останется таким же широкополосным, а это верный путь к перегрузке последующих каскадов.

Параллельные резонансные контуры, введённые в схему, выполняют функции диапазонных фильтров и обеспечивают усиление каскада только в полосе, определяемой резонансной частотой этих контуров.
Высокой добротности от катушек индуктивности не требуется, мало того - она намеренно понижается введением резистора R2. Сделано это с целью расширения полосы пропускания резонансных фильтров, что в свою очередь позволяет не слишком часто отвлекаться от процесса на переключение диапазонов. А посему, дешёвые китайские дроссельки здесь, как нельзя лучше, окажутся на своём месте.

Усиление сигнала, поступающего с выхода нашей рамочной антенны через трансформатор Tr1, осуществляется каскодным усилителем на транзисторах Т1 и Т2.
Каскодные усилители в резонансных каскадах имеют определённые преимущества перед однотранзисторными, углубляться в этот вопрос мне лень, если интересно - почитайте о применении каскодных схем в УПЧ радиоприёмников.
Коэффициент передачи усилителя зависит от положения движка потенциометра R9 и принимает значение 0 - 25 дБ.
Эмиттерный повторитель на транзисторе Т3 согласует выход нашей схемы с 50-тиомным входным сопротивлением радиоприёмника.

Теперь трансформатор Tr1, он же балун, он же устройство для согласования несимметричного входа усилителя с симметричной антенной - выполняется на двух ферритовых трубках от кабелей мониторов, которые после аккуратного извлечения из пластиковых оболочек, необходимо склеить посредством любого эпоксидного клея.
Первичные обмотки содержат по 2 витка любого монтажного или силового провода в изоляции, вторичная - 5 витков.
Первичные обмотки наматываются сразу в два провода, желательно, чтобы они были разных цветов, чтобы впоследствии соединить начало одной обмотки с концом другой и получить среднюю точку, которую направить в контакт с земляной шиной.

Также трансформатор можно выполнить в точном соответствии с рекомендациями и фотографиями участника радиофорума 1428 по ссылке, приведённой выше, или на нашей странице ссылка на страницу .

Толщину проводов следует выбирать из соображений максимальной плотности обмоток внутри бинокля, чем сложнее будет "пропихиваться" последний виток, тем лучше будет работать трансформатор.

Как правило, конструкции рамочных антенн представляют собой кусок коаксиального кабеля со снятой внешней оплёткой в центральной части полотна. Однако, проведённое сравнение с рамкой, выполненной из обычного провода, показала, что никакими преимуществами, с точки зрения шумовых свойств рамочной антенны, коаксиальный кабель не даёт.
Поэтому, антенну можно выполнить из любой трубки или провода достаточной жёсткости, длинной в 90-100 см, свернуть всё это хозяйство в кольцо и считать свою миссию выполненной.

Ну, вот и всё, рамочная КВ - УКВ антенна собрана, испытана, преимущества перед пассивными прототипами выявлены, за сим и откланиваюсь. Всем творческих побед в борьбе с помехами, промышленными шумами и прочей рукотворной дрянью.

P. S. Боевые испытания изделия, проведённые в экстремальных условиях городской квартиры, выявили возможность улучшения приёмных свойств антенны на нижних диапазонах радиоэфира (на 1-2 балла по S-метру радиоприёмника). Происходит это при подключении параллельно рамке конденсатора С15 ёмкостью 470пФ в диапазоне 5-10 Мгц, либо С16 ёмкостью 2000пФ в диапазоне 2-5 Мгц.

А на следующей странице продолжим дальнейшие изыскания по улучшению приёмных свойств подобных магнитных, рамочных и, конечно же, нерезонансных антенн.

Дальше