SWL » Антени » Ферритовая Антенна Средневолнового Диапазона

Ферритовая Антенна Средневолнового Диапазона

Ферритовая Антенна Средневолнового Диапазона
Антени
   ut4ubz
21:04, 14 серпень 2023
232
7

С разрешения автора размещаю материал по построению ферритовых антенн для ДВ и СВ:

Всем кто решил попробовать магнитные (как подкласс ферритовые антенны) нужно понимать, что они имеют меньшее усиление по сравнению с электрическими антеннами, принимающими электрическую составляющую волны (диполями, веревками, рамками и прочими вариациями). Это правда.
 Оппоненты, обладающие электрическими антеннами и более менее пригодной эфирной тишиной могут справедливо отнести все мои эксперименты в раздел чудачеств.
 Магнитные(ферритовые) антенны вообще не реагируют на электрическую составляющую электромагнитной волны и поэтому более тихие, + направленные свойства!!! Ярко yвыраженная восьмерка с провалом до -30-50 db. Делают эти антенны незаменимыми для приема на подоконнике.
 Я практикую с ферритовыми антеннами с 2006 года и очень доволен результатами.
 Надо понимать, что веревка за окно гораздо дешевле и быстрее. Это тоже правда.
 Прошу Вас решить для себя, если все варианты приемных электрических антенн уже перепробованы или выход на крышу однозначно заказан, а душа просит послушать ДВ, СВ, КВ , то Ваше единственное спасение это ферритовая антенна (или интернет радио, что есть унизительно...) 

1. Ферритовый материал.
 Даю сухую выжимку из многих источников. Поверьте, я прочитал много книг на русском и иностранных языках, для умов алчущих знаний, для начала Пистелькорс, Айзенберг, Хомич, Курочкин.
 Итак, представьте ферритовый сердечник как некий контур с широкой полосой резонансных частот.Наша задача снять сигнал на нужной нам частоте. Ферритовая антенна принимает имеено сердечником.
 Для этого нужно выбрать феррит который резонирует с наименьшими потерями на искомой частоте.
 Выбор не велик, для ДВ М600НН, для СВ М400НН до 4МГц, выше экзотические и редкие (дорогие) марки М300ВНП и М200ВНП. Выше 10 МГц эффективность ферритовых антенн мала и любая электрическая антенна будет эффективней.
 На просторах ex.СССР осталось немерянно ферритовых материалов, их надо только правильно искать и умело покупать.
 В радио-магазинах чаще встречаются стержни 200х10. Они довольно ликвидны и стоят дорого. Однако на руках у частных лиц немеряно колец, искомых марок. Интернет аукционы и доски об'явлений это места где водятся дешевые ферриты. Кольца менее ликвидны и их можно купить за медные деньги у отставных прапарщиков СА и ВМФ.
 Удаче всегда есть место в жизни, однажды в Воронеже я купил 50 стержней М400НН по 30 рублей... Это была удача...
 Собираем сердечник. Отношение длины к диаметру должно быть порядка 20.
 При сердечнике из стержней диаметром 10 мм, в
 пучке из 7ми стержней диаметр 30мм. Сердечник длиной 600мм.
 Я не сторонник термоусадок... обычно срежни склеиваю суперклеем (микротюбики)затем проливаю эпоксидкой. Долгая затея, сердечник клеится 3-4 дня. Зато прочно и радиопрозрачно.
 С кольцами проще, сколько достанете все Ваши. Обычно мне попадались К22х10х6. В отверстие вставлял одноименный стержень, затем склеивал 2 стержня с кольцами. Получался сердечник 400мм длиной. При кольцах диаметром 32мм соответственно три стержня и длина примерно 600мм.

2. Диапазонный контур (Катушка+Конденсатор).
 Как я писал постом выше, ферритовый сердечник уже имеет резонанс на искомой частоте, нужно только снять сигнал.
 Для этого на сердечнике размещается катушка индуктивности и к ней подключается конденсатор (обычно КПЕ).
 Основная задача сводится к изготовлению катушки максимальной добротности.
 Для ДВ и СВ нет лучше проводника чем ЛИТЦЕНДРАТ!!! Чем толще тем лучше.
 Наверняка все знают, что такое ЛИТЦЕНДРАТ.
 Это многожильный провод, в котором каждый проводник изолирован от другого (покрыт лаком).
 Одна проблема, в магазине его не купишь. Остаются запасы на интернет площадках и на "блошиных рынках". Мне подвернулась катушка довольно толстого литцендрата 617х0,07 из него и делаю.
 Распайка литцендрата кропотливая и очень ответственная работа.
 Потеря даже одной жилки не желательна, это серьёзно губит добротность катушки.
 Я нашёл для себя способ распайки без механической зачистки - ПАЙКА НА ТАБЛЕТКЕ АСПИРИНА. Запах не очень, зато лудится быстро и без потерь жилок.
 Можно посмотреть в интернете, есть ещё множество других способов. Выбирайте, какой вам ближе...
 Если нет литцендрата, можно применить провод ПЭВ, как можно большего диаметра. В рукопашную у меня получалось намотать даже ПЭВ-2мм, это очень тяжело. Для начала будет достаточно ПЭВ-1мм.
 Желательно мотать на каркасе, катушка должна перемещаться по сердечнику без лишнего натяга. Я обычно применяю электрокартон или пластиковые трубы (проверенные в микроволновке).
 Катушка мотается с некоторым шагом, это важно. При намотке виток к витку возрастает межвитковая ёмкость - это плохо.
 Все стремления должны сводиться уменьшению ЛЮБЫХ емкостей (межвитковых, монтажных, паразитных итд).
 Концы крепятся к каркасу любым доступным способом.
 Очень важно понимать:
 - Ни сердечник ни катушка не должны быть заключены в замкнутый контур.
 - Торцы сердечника не в коем случае не должны быть закрыты проводящей поверхностью.
 - Нежелательно применять стальные материалы вблизи сердечника.
 Не ближе 5ти диаметров сердечника.
 - Ни в коем случае не размещать ферритовый материал в постоянных магнитных полях. Намагниченный феррит лучше сразу выбросить. Я не знаю способа размагничивания феррита.
 - Нельзя нагревать феррит до красного каления.
 - Все конструктивные материалы покрывающие сердечник должны быть радиопрозрачны.
 - Ни в коем случае не заземлять и не подключать к корпусу приёмника элементы контура и экраны. Все элементы контура висят в воздухе.
 - Все проводники должны быть минимально короткими.
 - Пайка "На Пятёпку" никаких "залипух", накруток и прочей лажи.
 Количество витков катушки подбирается опытным путем.
 По моему опыту для сердечника 400НН диаметром 30мм:
 - Для СВ 1000 КГц средняя частота примерно 50 витков.
 - Для ДВ 250 КГц примерно 300 витков.
КПЕ
 Та же задача - максимальная добротность.
 В идеале - вакуумный конденсатор, но они дороги, огромны и их трудно точно настраивать.
 Более доступны переменные конденсаторы от старых приёмников С ВОЗДУШНЫМ ДИЭЛЕКТРИКОМ.
 Для исключения потерь на трущихся контактах применяем двух секционные КПЕ подключённые "бабочкой" (подключение только к статарным контактам).
 Ферритовые антенны узкополосные, применение верньера значительно облегчит настройку.

Продолжая разговор о Диапазонном контуре необходимо ещё раз отметить, что мы боремся за величину добротности, то есть максимальная индуктивность при минимальных потерях (активных и реактивных). С активными потерями всё понятно - исключаем потери на трущихся контактах и красиво паяем. Вот реактивные потери скрываются в ёмкостях и основная ёмкость - это ёмкость КПЕ.
 Поэтому максимальная добротность будет на минимальных значениях КПЕ. Не на полностью выкрученном роторе, а на небольшом перехлёсте пластин. Не могу корректно прокомментировать этот эффект, но максимальная добротность, по моим наблюдениям, достигается при незначительном перехлёсте пластин.
 Соответственно, максимальная добротность ферритовой антенны(резкий резонанс, уровень сигнала и минимальная полоса приёма) будет на верхнем краю диапазона. Это реальность и с ней надо считаться. Это даже хорошо. На средневолновой антенне в верхнем краю расположен любительский диапазон и "паровозный" канал связи, там уровни сигналов меньше, но за счёт лучшей работы антенны там можно принимать. В нижнем краю СВ уровни станций могучие, их итак слышно, даже с невысокой добротностью.
 В итоге, параметры катушки надо подбирать так, что бы на минимальных ёмкостях КПЕ были запланированные частоты.
 Забегая немного вперед, надо учесть, что применение статического экрана экрана сдвигает частоту вверх, так, что если планируете использовать экран подматывайте дополнительные витки. 

Теперь самое интересное...
3. Связь приёмника и ферритовой антенны.
 Антенна вроде бы готова, катушка, конденсатор всё на месте осталось подключить приёмник...
 Кажется решение на поверхности - подключить кабель к конденсатору и можно слушать эфир. Если так и сделать то уровень сигнала будет крайне низок, приём как на "отвёртку".
 Всё дело в том, что полное сопротивление на пластинах конденсатора очень велико десятки килоОм, а кабель 75 или 50 Ом.
 антенна не согласована.
 Есть два пути путь сложный и применимый только любителям паяльника - применить дифференциальный усилитель.
 Например по схеме. уважаемого мною инженера Задорожного/
sezador.radioscanner.ru/pages/mailtrade/sources/solan-10.htm
 Можно пойти более простым путем и воспользоваться катушкой связи, подключить приёмник по средствам трансформаторной связи. 


Катушку связи в своих конструкциях на КВ диапазоны я делал из центрального проводника кабеля (фидера), предварительно зачистив его от экрана. По моему опыту количество витков связи примерно 1/10 - 1/5 от количества витков диапазонной катушки.
 для СВ и ДВ антенн использовался медный провод ПЭВ 0,5-ПЭВ 0,7, катушка наматывалась на каркас. Каркас долщен перемещяться по сердечнику без затруднений.
 Для настройки использовался антенный анализатор АА-330.
 С его помощью можно настроить ФА практически в КСВ=1.
 На прилагаемом графике анализ ФА на диапазон 160 метров.
 Отчётливо виден участок с нулевой реактивностью его ширина примерно 2 КГц. Это свидетельство острого резонанса. Антенна действительно прекрасно работает.
 методика настройки проста, параметры подбираются количеством витков и положением катушки связи на сердечнике.
 Обычно катушка связи располагается на самом краю сердечника.

Одна или две катушки???
 Небольшая выдержка из Курочкина:
Таким образом, магнитная антенна (МА) потенциально более помехоустойчива по сравнению с электрической антенной (ЭА), конечно, если справедливо предположение, что источник электромагнитного поля — электрическая антенна.
 Для реализации своего преимущества приёмная магнитная антенна должна обладать:
 - минимальным, так называемым антенным эффектом, т.е. МА не должна иметь выраженных свойств ЭА. Для устранения антенного эффекта рекомендуются
 следующие мероприятия:
 — применение МА минимально возможных размеров;
 — симметричное выполнение МА;
 — экранирование МА.

 С первым пунктом всё понятно, я уже про это писал в предыдущих постах.
 Про катушки связ пункт 2. - СИММЕТРИЯ.
 Проще и дешевле поставить одну катушку связи, но получается не симметричная антенна. Диаграмма её не правильная восьмёрка и шума она цепляет больше (Синфазные помехи).
 Можно более подробно почитать на сайте инженера Задорожного:
sezador.radioscanner.ru/pages/articles/sources/cmreject.htm
 Гораздо лучше работает симметричная антенна, для этого добавляется вторая катушка в противофазе(намотана в противоположную сторону) к первой. Затем сигналы с обеих катушек суммируются трансформатором.
4. Трансформатор.
 Трансформатор суммирует сигнала с катушек связи.
 Выполнен на ферритовой трубочке произвольной проницаемости.
 острые грани завалены, трубочка покрыта лаком.
 Три провода ПЭВ 0,6 лёгкой скрутки, в моём экземпляре 12 витков.
 Настраивается анализатором АА-330.
 Вместо катушек подключаем эквиваленты 50 Омных нагрузок.
 Подбираем количество витков по минимальному КСВ в широком диапазоне частот.
 К сожалению АА-300 ниже 1000 КГц не работает.
 я настраивал на частоты 160 метрового диапазона. 

Вот так выглядит полная электрическая схема ферритовой антенны: 

Для полной победы над антенным эффектом (электрической составляющей) желательно экранировать хотя бы катушку.
5. Статический экран.
 Экран это НЕ Замкнутый виток. Щель обязательна.
 Диаметр экрана желательно 5 диаметров катушки.
 это сложно выполнимо. В своих конструкциях я применял пластиковые вентиляционные трубы диаметром 120мм.(Проверенные в микроволновке).
 Внутрь вставлена латунная трубка с зазором 3-5мм.
МАТЕРИАЛ ЭКРАНА ОБЯЗАТЕЛЬНО ИЗ ЦВЕТНОГО МЕТАЛЛА.
 Никакого ферромагнетизма!!!
 Я уже писал выше экран сдвигает резонанс антенны вверх по частоте. Т.е. понижает индуктивность контура, этот эффект нужно учесть при намотке диапазонной катушки.


От себя лично:

Использую эту антенну на протяжении 10 лет. Очень доволен:


Ctrl
Enter
Помітив помИлку,
виделіть текст і натисніть кнопку Ctrl+Enter
Вернуться назад
Коментарі (7)
Master
Master 16 серпня 2023 13:34

А что если склеить ферритовые кольца и получить такой своеобразный ферритовый стержень, такое решение возможно?


ut4ubz
ut4ubz 17 серпня 2023 10:25
Master,

Добрый день! Конечно! Цитирую автора:

С кольцами проще, сколько достанете все Ваши. Обычно мне попадались К22х10х6. В отверстие вставлял одноименный стержень, затем склеивал 2 стержня с кольцами. Получался сердечник 400мм длиной. При кольцах диаметром 32мм соответственно три стержня и длина примерно 600мм.

Удачи! 73!


Master
Master 17 серпня 2023 10:34
ut4ubz,

Спасибо за ответ. У меня есть целая коробка 15мм по внешнему диаметру, марки НМ600. Подойдут ли таки?е, и можно ли не засовывая стержень внутрь?, вряд-ли я что то найду.


ut4ubz
ut4ubz 17 серпня 2023 13:19
Master,

Кольца такой марки лично не использовал. Если это продукция exСССР, то скорее всего их тип 600НМ. Подойдут для постройки ФА до 2 МГц. Стержень нужен только для механической прочности если кольца не склеивать.  


Master
Master 17 серпня 2023 17:10
ut4ubz,

Точный размер колечек 16х8х6 600НМ.

Я думаю сделать бумажную трубку по размеру колечек и пропитать супер клеем. Потом во внутрь колечек набрать. Что бы была возможность разобрать, если что то пойдёт не так.

Ещё вопрос, может подскажете. У меня лежит коробочка ферритовых магнитов, их можно где то применить, или можно выкинуть?.


ut4ubz
ut4ubz 18 серпня 2023 12:05
Master,

Добрый день! Очень удачный размер колец! Внутренний диаметр 8 мм. Прекрасно подходит чтобы надеть их на стандартный и очень распространенный ферритовый стержень длиной 160 мм (бывают 80 мм) и диаметром 8 мм. Такие ферриты были в огромном количестве портативных приемников советского производства. Вместо ферритового можно найти круглый стержень из диэлектрического материала (текстолит, дерево, пластик и т.д.). Кольца между собой можно не склеивать, но надо стараться, чтобы они плотно прилегали один к одному. На концах зафиксировать. Так у Вас будет конструкция, которую можно будет разобрать в любой момент без потерь.       

Ферритовые магниты как материал для построения антенны не подходят.

А что если склеить ферритовые кольца и получить такой своеобразный ферритовый стержень, такое решение возможно?

Конечно! Но главное следить за тем чтобы слой клея между кольцами был минимальным.


Master
Master 18 серпня 2023 22:32

Спасибо за информацию. Буду пробовать собирать 🙂