Антенна для FM- и VHF-радио – незаменимый вариант для тех, у кого ближайший ретранслятор где-то на горизонте. На рубеже тысячелетий часто были радиослушатели, которые, например, хотели взять Европу Плюс, находясь в 100 км от ближайшего крупного города, но музыкальный центр только издавал шум.
Разберемся, что такое радиоантенны и как их подключить.
Особенности
Антенна для радиоприемника должна быть простой в изготовлении, но эффективной. Он позволяет выйти из зоны радиотени, поэтому приподнят на несколько метров. Вам повезло, если вы живете на последнем этаже многоэтажки – длина блока питания (кабеля) будет небольшой. В противном случае рядом с антенной ставят радиоусилитель: несколько десятков метров кабеля способны поглотить сигнал, полученный наверху, и от антенны он не будет иметь смысла.
Антенна для радио может быть любой:
- четвертьволновой или 3/4 волновой штифт;
- симметричный вибратор (два четвертьволновых стержня);
- возбудитель петли;
- директор или журнал (конструкция достигает внушительных размеров);
- ряд диполей, выровненных в ряд (такие антенны устанавливаются на ретрансляторах телеканалов и радиостанций, на базовых станциях сотовой связи);
- магнитный.
Самые распространенные телескопические антенны можно найти в каждом мобильном FM-приемнике.
Другой вариант легко реализовать, подключив центральный провод коаксиального кабеля к одной из телескопических антенн, а его оплетку – к другой. Антенны изогнуты в разные стороны и не лежат в одной плоскости.
Третий рисунок должен быть на половину длины волны.
Для диапазона FM требуются булавки и 1,5-метровая «петля.
Последний вариант будет высотой с трехэтажный дом – такие антенны располагаются на телебашнях, где для них много места, для домашнего использования они не подходят.
Автомобильная антенна для приема FM – это укороченный штырь, на который встроен в корпус усилитель, чтобы компенсировать потери сигнала. Эффективность такой антенны можно значительно повысить, увеличив стержень до 75 или 225 см.
Принцип действия
В ответ на приходящие радиоволны, которые представляют собой переменное электромагнитное поле, антенна реагирует появлением разнонаправленных токов, которые появляются во время приема радиоволн. Частота переменного поля совпадает с частотой излучения передающей антенны, подключенной к выходу передатчика. Ток, генерируемый в приемной антенне, совпадает с текущей частотой, на которой работает передатчик.
Если размеры антенны кратны длине волны, можно получить резонанс на принимаемой частоте, благодаря чему качество приема будет наилучшим. Это достигается за счет создания антенн для определенной частоты, средней для определенного диапазона. Например, для диапазона FM это частота 98 МГц – длина волны чуть больше 3 метров, поэтому четвертьволновая штанга достигает чуть более 75 см. Телескопическая антенна, позволяющая регулировать длину, она может быть расширен точно в соответствии с частотой принимаемой радиостанции. Поэтому для частоты 100 МГц длина антенны должна быть строго 75 см.
Отклонения в зоне безопасного приема одной и той же радиостанции не фатальны, но там, где прием слабый, желательно довести его до расчетной длины, особенно если вы планируете использовать с ней дополнительный усилитель.
Какую функцию выполняет?
Единственная функция внешней (дополнительной) антенны – увеличение дальности приема в местах с очень слабой радиосвязью. Так выполняются длительные и сверхдальние приемы. Автомобильная антенна пользуется большим спросом у дальнобойщиков, которым требуется качественная связь и прием на многие десятки километров. В радиомагазинах часто продаются антенны с очень коротким штырем – всего 10-25 см.
Дань моде преобладает в миниатюризации и легкости любого устройства: как следствие, качество совсем не ожидаемое.
Внешняя (дополнительная) антенна – это буквально спасение для дешевых радиоприемников, качество приема которых низкое: не все слушатели закажут фирменные китайские Tecsun или Degen по цене 2,5-7 тысяч рублей, обладающие очень хорошей чувствительностью и отличное качество стереозвука в наушниках.
Обзор видов
Хорошая УКВ-антенна будет работать даже лучше, если использовать ее в качестве внешней антенны. Антенны с усилителем называются активными (усилительными). Мощные антенны в основном устанавливаются на ретрансляторах радиосвязи, линиях радиопередачи (радиоканалах), где качество приема и передачи должно быть максимальным. Внутренние антенны в основном включают штыревые (ранее известные телескопические) и рамочные антенны. Последние интегрированы в музыкальные центры, радиодинамики: они находятся в виде дорожки на печатной плате или встраиваются в другое место под крышкой корпуса и имеют форму спиральной пленки, соответствующей кольцу, в корпусе форма катушки и т д.
Направленные
К направленным антеннам относятся несколько типов устройств.
Волновой канал (директорная антенна) и логопериодический. В первом направляющие штифты (направляющие) расположены симметрично, во втором – по схеме «шахматная доска» (половина длины штифта волнового канала). Возбудителем является стандартный кольцевой вибратор, а отражателем – фрагмент сети с ячейками, размер которых в несколько раз меньше длины волны, то есть непроницаем для волн, приходящих с лицевой стороны. В свою очередь, они отражаются обратно в вибратор, за счет чего достигается дальнейшее усиление сигнала. Директора обеспечивают четкую направленность в том направлении, в котором указывает антенна.
«Плоский» – достигает значительных размеров. Практически не используется в повседневной жизни, но требуется в космических обсерваториях. Чтобы с его помощью принимать сигнал на частоте FM, он должен быть высотой с новое 25-этажное здание – линия диполя по длине при этом достигает высоты 5-этажной «хрущевки». Зато «тарелка» нашла применение при приеме спутникового ТВ, для обмена данными в сетях 3G, 4G (в USB-модемах), Wi-Fi и WiMAX.
Двойной телескопический или симметричный диполь используется для приема радиосигналов в домашних условиях. Легко собрать и установить. Его направленность недостаточно резкая, но для относительно низких частот (по сравнению с ТВ-диапазоном современного цифрового ТВ) она будет уменьшаться. Из-за большого размера симметричная дипольная линия в основном используется для сотовой связи и связи Wi-Fi.
Магнитный: пара катушек на ферритовом или стальном сердечнике. Используется не для УКВ, а на средних (530… 1710 килогерц) и длинных (148… 375 кГц) волнах – для приема используется не электрическая, а магнитная составляющая радиосигнала. Он имеет двустороннюю направленность, поэтому AM-приемник поворачивается для получения максимального сигнала, особенно когда расстояние от AM-передатчика составляет сотни и тысячи километров.
Ненаправленные
В дополнение к телескопической и штыревой антеннам ненаправленной называют глыбу-антенну. Это спаянные в одном месте отрезки проволоки, к которым подключается центральный провод кабеля. Оплетка заземления используется как противовес. Как и штифт, «кнут» имеет сферическую (ненаправленную) диаграмму направленности – у него нет максимума (пучности) направленности излучения. Практически не продается, но каждый может сделать это самостоятельно.
Для КВ диапазона, где размер штыря достигает нескольких метров, используется «спиральная» антенна: ее можно намотать кабелем двигателя или трансформатора, пропустив жесткий провод или провод через полученную спираль.
Как подключить?
Четвертьволновый вывод не требует специального подключения: провод припаян ко входу радиоплаты приемника. Для сбалансированного диполя и более сложных антенн требуется коаксиальный кабель, поскольку одна сторона уравновешивает другую и припаивается к оболочке кабеля, а не к центральному проводнику. Аналогично подключаются логопериодический директор, дипольная линия, простой кольцевой вибратор.
Если вы живете в деревне, где, кроме уличных фонарей, нет доминирующей высоты, настоятельно рекомендуется подключить защитное заземление к противовесу (оплетке). Рядом с антенной ставится еще один штырь, выше ее реальной высоты, и тоже заземлен – это громоотвод. Если не позаботиться о последнем, то при ударе молнии можно не только потерять радиоприемник, но и, находясь вблизи, получить смертельный удар электрическим током: напряжение искрового разряда может достигать 100 миллионов вольт, что несовместимо с жизнью.
Коллективные телевизионные антенны, кабель которых выведен в подъезд многоквартирного дома и отделен от квартир, оснащены молниезащитой. Внутренние антенны не требуют защиты от шторма.
О том, как сделать FM-антенну для ресивера своими руками, смотрите ниже.
