| Antena magnetyczna 80/40m Zmieści się nawet na strychu pod dachem |
| Witam, Marek_SWL pisze: Wszystko ładnie, pięknie ale nadal nie wiemy jak obliczyć elementy takiej anteny. To jest jakaś wiedza tajemna czy jak?  Przeszukałem 3/4 internetu w tym temacie i nic nie mogę znaleźć. Wszędzie tylko gotowe konstrukcje...  Zaprojektowanie konstrukcji takiej anteny magnetycznej powinno zacząć się od wyboru podstawowego pasma, na którym antena ma pracować najefektywniej. Załóżmy, że będzie to pasmo 20m czyli 14,35 MHz. Dlaczego koniec pasma a nie np. środek? Dlatego, że jak obliczymy i wykonamy antenę na równe 14MHz lub na środek pasma, to w górę częstotliwości ciężko będzie ją zestroić ale w dół będzie to już możliwe po zastosowaniu odpowiedniej pojemności kondensatora powietrznego, niestety ze stratą na efektywności w myśl zasady: im niższa częstotliwość, tym mniejsza sprawność i też antena wężej się stroi. Chcąc wykonać taką antenę magnetyczną o jak największym zysku w paśmie podstawowym , obwód pętli dużej powinien wynosić nie więcej jak 1/4f. Zatem policzmy: Pętla większa -współczynnik skrócenia przyjmijmy 0,96 -prędkość światła ~300000km/s 1/4f=300000/14350kHz lub 300/14,35MHz= ~20,906m/4= ~5,226m×0,96= ~5m Zakładając, że pętla będzie jednozwojowa, to jaka będzie jej średnica? Policzmy: -wzór na średnicę: d=l/π, d=5m/3,14= ~1,6m W tym miejscu należy nadmienić, że konstruktor anteny z pierwszego wpisu tego tematu zastosował dwie połączone pętle o średnicy 1,6m zachowując tym samym obwód obliczony dla częstotliwości 7MHz i tu uzyskując punkt najlepszej efektywności. Dokładając odpowiedni kondensator antena będzie pracować również na 3,5MHz. Jeżeli antena miałaby być jednozwojowa, to jej średnica wynosiłaby 3,2m. Wracając do naszych obliczeń, to przy pętli dwuzwojowej średnica będzie w przybliżeniu dwukrotnie mniejsza, czyli ~80cm i należy również wziąć to pod uwagę projektując pętlę mniejszą ale o tym w dalszej części. Ok, mamy więc obliczoną jedną część składową naszej anteny. Następnie należy obliczyć analogicznie średnicę pętli mniejszej, która powinna wynosić maksymalnie 1/8 długości fali. Policzmy: Pętla mniejsza 1/8f=300/14,35MHz= ~20,906m/8= ~2,61m×0,96= ~2,5m średnica: 2,5m/3,14= ~79,5cm Jak widać wychodzi spory obwód i na przykład pętla mniejsza o średnicy 79,5cm nie zmieści się za bardzo np. w środku dwuzwojowej pętli większej o średnicy dwa razy mniejszej od obliczonej ale na szczęście średnica pętli mniejszej nie jest krytyczna i jak się okaże można ją trochę zmniejszyć. Dlaczego tak duża średnica pętli małej? Dlatego, że duża jej część będzie bardzo blisko pętli dużej co ma znaczenie dla efektywniejszego rozchodzenia się prądu w.cz. Mam pomysł na zmniejszenie średnicy pętli mniejszej jednocześnie zwiększając jak najwięcej powierzchnię "styku" z pętlą większą ale opiszę go po przetestowaniu. Na poniższym filmie jest wyjaśnione co nieco: Kondensator Parametry kondensatora można co prawda obliczyć na piechotę ale w dzisiejszej dobie ogólnodostępnych kalkulatorów pójdźmy z duchem czasu i skorzystajmy np. z tego kalkulatora http://www.66pacific.com/calculators/small-transmitting-loop-antenna-calculator.aspx W podanym linku mamy do uzupełnienia pola: długość obwodu pętli większej, średnicę pętli mniejszej jak również moc nadawczą i częstotliwość, na której ma pracować nasza antena. W przypadku obliczania kondensatora wybieramy najniższą częstotliwość na jakiej ma pracować antena, czyli w tym przypadku będzie to 14MHz. Po uzupełnieniu powyższych pól dla częstotliwości 14MHz nasz kondensator powinien mieć pojemność 13pF. Żeby antena pracowała od 14MHz do 14,35MHz w celu obliczenia pojemności kondensatora na taki zakres należy jeszcze raz wpisać w kalkulator częstotliwość 14,35MHz i po zaakceptowaniu otrzymujemy pojemność kondensatora 12pF czyli potrzebujemy kondensatora o pojemności 12pF-13pF. W praktyce, aby strojenie anteny mogło przebiegać komfortowo, kondensator powinien mieć pojemność od ok. 5pF do ok. 20pF. Można to rozwiązać jeszcze inaczej. Jeżeli nie mamy kondensatora z tak małą pojemnością początkową, możemy nieco zmniejszyć obwód pętli większej o ~10% przez co punkt pracy anteny przeniesie się nieco wyżej w stronę 15MHz i tym samym będzie można zastosować nieco wyższą pojemność początkową kondensatora. Można również wpisać do kalkulatora inne wartości i tak dla pętli małej wpisując jej średnicę np. 30cm otrzymujemy tylko o 1% mniejszą efektywność anteny i potrzebę podniesienia pojemności kondensatora o 2pF więc niewiele biorąc pod uwagę tak drastyczną zmianę długości obwodu/średnicę pętli mniejszej ale to na 14MHz, czyli częstotliwości podstawowej, natomiast chcąc pracować na niższych pasmach dobrze jest nie zmniejszać tak mocno pętli mniejszej, ponieważ wraz z dostrajaniem anteny kondensatorem na niższe częstotliwości spada mocno efektywność anteny. Można przy powyższych wymiarach anteny (średnica pętli mniejszej 30cm) wpisać częstotliwość np. 7MHz i również po zwiększeniu pojemności kondensatora do 78pF dostroimy taką antenę ale niestety ze stratą na efektywności wynoszącą 10%. Przy w/w wymiarach anteny obliczonej dla 14MHz dla zestrojenia jej od 3,5 do 3,8MHz kondensator powinien mieć pojemność między 264pF-311pF a strata efektywności anteny wyniesie już od 52% do 55%. W swojej antenie magnetycznej obliczonej na 14MHz posiadam kondensator powietrzny 10pF-214pF i z tym kondensatorem antena pracuje od 20m do 60m. Chcąc zestroić tą antenę na pasmo 80m, dołożyłem równolegle do kondensatora powietrznego kondensator stały o wartości 100pF uzyskując tym samym regulację od 100pF do 314pF wystarczającą do zestrojenia anteny na to pasmo. Zrobiłem również ekstremalną próbę dostrojenia swojej anteny obliczonej dla 14MHz i "zmusiłem" ją do odbioru na 0,225MHz czyli częstotliwości Polskiego Radia Programu Pierwszego i po zastosowaniu wyliczonego przez podany w powyższym linku kalkulator kondensatora stałego o pojemności 100000pF pomimo dużych strat odebrałem bez problemu tą stację z raportem 57 natomiast z kondensatorem powietrznym jaki posiadam 214pF odbioru oczywiście nie było żadnego. Należy również zaznaczyć, że antena zainstalowana pionowo pracuje kierunkowo i to jest duży plus, ponieważ można odwrócić się od kierunku, z którego nadchodzą zakłócenia i spokojnie odebrać korespondenta w zredukowanych szumach i zakłóceniach. Antena zainstalowana poziomo pracuje dookólnie i miejskie zakłócenia są już bardziej odczuwalne. Proszę nie traktować mojego wpisu jako poradnika antenowego a tylko przybliżenie nieco zagadnienia budowy takiej anteny magnetycznej. |
PRZEJDŹ NA FORUM