Рамочная активная антенна своими руками.

Рамочная активная антенна своими руками.

Делаем  рамочную  активную  антенну  для простых коротковолновых радиоприемников.

Есть ли возможность слушать эфир людям, у которых нет места для установки больших, полноразмерных антенн? Один из выходов-  рамочная активная антенна, установленная прямо на столе, возле радиоприемника.

О практическом изготовлении подобной антенны и  будет рассказано в этой статье…

Итак, малогабаритная рамочная активная антенна, это антенна состоящая из одного или нескольких витков медного провода ( трубки) или даже коаксиального кабеля. В сети есть предостаточно примеров таких антенн.

Свою антенну я изготовил в виде вертикальной конструкции, которая устанавливается на столе возле радиоприемника.  Рамочная активная антенна представляет собой этакую большую катушку индуктивности, изготовлена из медного провода диаметром 1,2 мм и содержит четыре витка. Количество витков выбрано наобум)).  Диаметр изготовленной рамочной антенны примерно 23 см:

рамочная активная антенна

Для уменьшения собственной емкости витки антенны намотаны с шагом 10 мм.  Для поддержания постоянства шага намотки, а также придания всей конструкции необходимой жесткости применены промежуточные распорки, изготовленные из стеклотекстолита толщиной  2 мм. Эскиз распорок приводится ниже:распорка промежуточная

Так выглядит промежуточная распорка в антенне:

распорка промежуточная

Для придания устойчивости все этой конструкции применены опорные стойки, также изготовленные из стеклотекстолита,и которые служат как бы ножками антенны:стойка

Медный провод продевается в соответствующие отверствия  распорок  и стоек, и фиксируется в них капелькой цианакрилатного клея.

Так выглядит стойка в изготовленном экземпляре антенны:

стойка

Общий вид изготовленной антенны:

рамочная активная антенна

Ради интереса подключил изготовленную рамочную антенну к антенному анализатору АА-54.

Обнаружился собственный резонанс антенны на частоте 14,4 МГц.

На фото ниже дисплей антенного анализатора АА-54 в момент измерения параметров рамочной антенны на частоте резонанса:

замер параметров АА-54

Как видим, импеданс антенны на частоте 14,4 МГц составляет 13,5 Ом, активное сопротивление-7,3 Ома, реактивное сопротивление относительно небольшое-минус 11,4 Ома и носит емкостной характер.

Индуктивность рамочной антенны ( а она, собственно, и представляет собой катушку индуктивности) составила 7,2 мкГн.

Это все, что касается изготовления и параметров  собственно рамочной антенны.

 

Но, поскольку антенна активная, значит в ее составе имеется и антенный усилитель.

При выборе схемы антенного усилителя  руководствовался принципом подобрать что-либо не слишком заумное и сложное,  и простое в изготовлении.

Гугл, как всегда, вывалил гору схем))  Не долго думая, выбрал одну из них, которая мне показалась интересной.

Схема этого антенного усилителя была опубликована еще где-то в начале 2000-х годов в одном из зарубежных журналов. Мне этот усилитель показался интересным с той точки зрения, что он имеет симметричный вход-как раз подходящий для  моей рамочной антенны.

Принципиальная схема антенного усилителя:

усилитель антенный

В оригинале в этом усилителе были применены транзисторы серии BF- что-то типа BF4**.

В  наличии таких не оказалось, поэтому собрал усилитель из того, что было под рукой-2N3904, 2N3906, S9013.

Собственно, усилительный каскад собран на транзисторах VT1VT2. На транзисторе VT3 собран эмиттерный повторитель для согласования высокого выходного сопротивления усилителя с относительно невысоким входным сопротивлением радиоприемников.

Усилитель питается напряжением  6 В.  Режимы работы транзисторов устанавливаются подбором резистора R3.  Напряжения на электродах транзисторов указаны на схеме.

Усилитель заработал практически сразу. Попробовал было установить в этом усилителе транзисторы КТ315,Кт361-но эффективность работы его сразу заметно ухудшилась, поэтому от такого варианта отказался.  Антенный усилитель я собрал на монтажной плате, но, подготовил и печатную плату для него:

ант ус печатная плата

В качестве приемника для натурных испытаний активной рамочной антенны с усилителем был выбран приемник прямого преобразования на микросборке 2ТС613Б.

Подключив выход антенного усилителя  ко входу приемника и включив питание, сразу отметил увеличение уровня шума. Это и не удивительно-антенный усилитель вносит свой вклад…

Последним этапом испытаний было подключение собственно рамочной антенны ко входу антенного усилителя и попробовать принять какие-либо сигналы с эфира..

И это удалось! Хорошо слышны много станций работающих с однополосной модуляцией на диапазоне 40 м. Понятно, что станции слышны не так громко как на полноразмерную антенну. Да и нельзя сравнивать нормальную антенну с рамочной антенной, находящейся рядом с приемником. Также при работе активной рамочной антенны наблюдается несколько повышенный уровень шумов. С этим нужно мириться- это плата за  малогабаритность. Также желательно такую антенну располагать подальше от всевозможных источников помех- зарядки, энергосберегающие лампочки, сетевое оборудование и т. п.

Выводы: такая антенна вполне себе имеет право на жизнь, станций принимает достаточно много. Для тех, у кого нет возможности повесить большую, длинную антенну, это может быть выходом из ситуации.

Видео  демонстрации работы рамочной активной антенны на диапазоне 7 МГц:

Рамочная активная антенна своими руками.: 67 комментариев

  1. Интересная конструкция. Но, как говорил один герой одного мультфильма — маловато будет 🙂
    Если есть в домашнем хозяйстве гимнастический обруч, алюминий, диаметр 1метр, или около того, то что можно сделать из него простыми способами ?
    Запихать вовнутрь трубки несколько витков МГТФ не проблема. Пока не могу себе представить, как сделать конструкцию устойчивой, чтобы не падала с подоконника 🙂
    И вопрос согласования и связи с приемником. По идее, первый элемент настройки должен находиться на самом кольце.

    1. Предлагаю вам не ломать обруч-он еще пригодится)). Рамку лучше сделать из провода. Есть, например, такой вариант рамочной антенны: провод закреплен по периметру окна скотчем, или присосками, или еще чем нибудь, причем, в этом случае достаточно будет и одного витка. Так будет даже лучше чем моя антенна. Антенный усилитель, конечно же, необходимо установить непосредственно на рамке.
      По поводу согласования…. Тоже думал, что подключив параллельно рамочной антенне переменный конденсатор смогу настроить в резонанс всю антенну.. Не тут то было… Ничего из этого не вышло-наибольшая громкость станций получалась при минимальной емкости конденсатора, поэтому я его и не ставил.
      В этом антенном усилителе последний каскад -это эмиттерный повторитель, он более-менее нормально согласует выход усилителя со входом приемника..
      Завтра планирую оформить видеоролик о работе этой антенны, и в конце статьи выложу. Всё будет слышно и видно.

      1. Добрый день. Есть пару вопросов по проводу усилителя и провода вокруг окна 🙂 У меня сейчас по периметру окна закреплено полотно 5ти метровой сломанной рулетки, используется естественно без всяких усилителей сейчас. Периметр замкнут не полностью (угу окно большое), как думаете, лучше укоротить полотно и замкнуть периметр в центре окна, или наоборот нарастить проводом? Вопрос второй, у меня нет транзистора S9013, на что лучше заменить? Есть варианты 2N3904, 2N3906 или КТ3102Е (АМ, БМ)

        1. День добрый. Периметр ( рамку ) замыкать как раз не нужно. в месте разрыва подключаете антенный усилитель как на схеме в статье. Усилитель желательно бы поставить именно в месте разрыва рамки, но можно от рамки и провода протянуть.
          По поводу замены S9013. S9013-это просто ширпотреб.. В этот каскад можно поставить что попало :КТ315, КТ3102, 2N3904, ВС547 и т.п.

          1. Спасибо! Про 3906 это я прогнал немножко он PNP, так что читать 3904 🙂 У меня концы рулетки далеко друг от друга и под замкнуть периметр я имел в виду, удлинить рамку антенны обычным проводом чтобы она сошлась у усилителя 🙂 А так-то за перекисью сбегал уже. Собирать буду на двух 3904 и одном 3906 по результатам отпишусь. Правда еще есть вопросик, для СВ этот усилитель пойдет? И если да, то как бы это можно было бы реализовать? Т.к. в приемнике выход внешней антенны работает только на УКВ и КВ, а для СВ только ферритовая антенна. И еще как думаете есть смысл экранировать плату усилителя или пустое?

          2. В оригинальном описании от 2000 года сказано, что это усилитель для КВ диапазона, да и входные емкости по 2200 пФ маловаты для СВ. Думаю, что для СВ диапазона магнитная антенн самое то, уж очень там большой уровень помех.
            По поводу экранировки-думаю, будет полезно, нужно вам будет пробовать по месту.

    1. Вы знаете, крутил антенну и так, и сяк… Особой разницы не заметил. Хотя, если взять КВ рамочную антенну квадрат-она будет иметь максимум усиления в направлении, перпендикулярном плоскости антенны…

  2. Забыл заскочить отчитаться. Значит так, усилитель работает. Но работает довольно интересно. На DSP приемниках при подключении антенны с усилителем S-метр показывает значительное увеличение сигнала, но на слух ничего не менятся. Возможно это связано с работой DSP. На аналоговых приемниках эффект заметен, причем не столько увеличением громкости сигнала, хотя она тоже увеличивается, сколько заметным обрезанием помех. В целом считаю усилитель интересный, но считаю, что мне с антенной нужно поэкспериментировать еще, т.к. хочется улучшить полученные результаты. А да, усилитель был запаян в экран из жести, правда помогло это как-то или нет, не заметил.

  3. В DSP приемниках скорее всего имеется глубокая АРУ, поэтому на слух ничего не меняется, а по С-метру уровень сигнала возрастает.
    Экранировка нужна не всегда, это понятно. В каждом конкретном случае приходится определяться.
    Готовлю еще одну антенну для экспериментов-Mini Whip. Если что-то получится с этой антенной-подготовлю и выложу статью…

    1. LA1185-это полный аналог микросхемы ТА7358, на которой у меня собран приемник http://www.myhomehobby.net/priemnik-prjamogo-preobrazovanija-na-ta7358/

      Усилитель ВЧ там состоит из одного всего лишь транзистора, включенного по схеме с общей базой и входным сопротивлением 50…60 Ом.
      Так что усиление такого антенного усилителя будет небольшое.
      Другое дело-зачем вообще нужен антенный усилитель? Только если антенна суррогатная…

      1. …Если по ВЧ один биполярный, то да, это не выход… Буду для своей суррогатной делать по схеме, предложенной Беленецким-полевик (высокоомный вход)+биполярный (эммитерный повторитель).

      2. Здравствуйте!
        Подскажите: а настройку усилителя производить при подключённом приёмнике?
        И можно ли настраивать без него?

        1. День добрый! Подключать приемник во время настройки антенного усилителя совершенно нет никакой необходимости. Даже саму антенну можно не подключать. Главное-выставить режимы работы транзисторов, близкие к указанным в статье.

          1. Огромное вам спасибо!
            На комментарий ниже не обращайте внимания, не увидел по началу ответа, извините.

    1. ага, понятно.. только там не эмиттерный повторитель. это каскад с общим эмиттером.. хорошая схемка.. много лучше чем то, что вы показывали на LA1185.

  4. …Для ознакомления-в этом итальянском журнале есть статейка про УВЧ на биполярном транзисторе с трансформатором на кольце AMIDON, и это 1977 год !!! У них уже амидон, «гады»…..

  5. Здравствуйте! Подскажите пож-та каким прибором измерить индуктивность намотанной катушки для кв радиоприемника и т.д.

    1. Здравствуйте! Индуктивность я меряю LC-метром на контроллере PIC16F628(покупал готовым). Без этого прибора было бы совсем плохо. Много раз убеждался, что катушка, намотанная по описанию, не обеспечивает требуемую индуктивность. Это и есть причина неработающих устройств. если не хотите покупать, соберите вот это: http://us5msq.com.ua/pristavka-dlya-izmereniya-induktivnosti-i-ee-primenenie-v-praktike-radiolyubitelya/
      Тоже нормальное устройство.

        1. Он продавался без корпуса. Называется LC-метр Макеевский. Покупал 10 лет тому назад. Работает очень хорошо. Особенно для замера малых значений индуктивности и емкости. Ссылку нашел для вас, в вашей стране: https://riprnd.ru/goods/LCF

      1. Есть esr тестер с Али, он катушку намотанную от руки на кв диапазон определяет как сопротивление, а дросселя мерит без проблем

        1. Если имеете ввиду тестер LCR-T4, то он совершенно не пригоден для замера малых индуктивностей. Здесь, у меня на сайтев рубрике «Измерителльные приборы» есть аж 4 статьи, посвященные этому тестеру и сравнению его возможностей. Есть там отдельно статья и об индуктивностях.

          1. Прочитал статью, вот и у меня такая же ситуация, он не пригоден для замера мелких катушек. L/C метр на pic контроллере поделитесь ссылкой где покупали или собрали самостоятельно?

          1. Извиняюсь, проглядел. Спасибо за помощь!!!

  6. Здравствуйте! А при подключении данного усилителя с антенной к регенеративному приёмнику, катушка я так понимаю не нужна, рамка будет выполнять роль катушки ???

    1. Катушка будет нужна, потому что, эта антенная рамка широкополосная и ненастраиваемая. Поэтому катушка ( точнее-колебательный контур) в регене будет нужна.
      Хотя в сети есть варианты, когда рамочная антенна играет роль катушки, но в этом случае, параллельно ей включен переменный конденсатор.

      1. Собрал антену подключил к регену, теперь принимаю ssb в многоэтажном доме. Параллельно с подключением антенны появился самовозбуд. Может я не правильно подключил? Выход я подключаю к одному из концов катушки связи, другой конец катушки на минус платы приемника. Сначала думал что дело в УНЧ или в генераторе, собрал даже ещё один реген — не тут то было…

        1. Регенераторы, как и Восток, дело тонкое. Предполагаю, что самовозбуд-это ваша антенна принимает сигналы вашего же генератора и подает опять же на вход вашего приемника. Попробовал бы сорвать генерацию-будет ли возбуд? Возможно, поможет включение антенны через конденсатор небольшой емкости ( 50-100 пФ или больше). По крайне мере, я бы так действовал.

  7. Интересная антенна. Можно попробовать сделать отвод на катушке по середине, типа на 7мгц, и попробовать стандартный 49 SWA усилитель с антенны «решётка», там нагрузка в развязке на телевизор — дроссель и транзисторы до 1,8ггц. Конденсаторы на антенне соединить меж собой, эту среднюю точку со входом УВЧ. Ну а второй конец на корпус. Добротность антенны больше — резонанс больше. Да и на крышу, если понравится. Добавить третий провод на реле, переключающей середину катушки 7мгц на всю катушку 14 мгц. И засунуть всё это в пивную кегу 30л. и запенить после настройки. Да ещё на входе усилителя полезно поставит вч диод катодом к входу УВЧ. 🙂

  8. Добрый день! Уважаемый Admin, как величина конденсаторов С1 и С2
    влияет на «полосу пропускания» антенны ?

    1. День добрый. Здесь под «антенной» уместно понимать всю систему-рамка+антенный усилитель. Конденсаторы С1 и С2 влияют, но не особо. Конечно, уменьшение их емкости ослабит сигнал в низкочастотной области (около 3 МГц). Туда можно поставить, на мой взгляд, от 1000 пФ и больше.

    1. Можно запитать напрямую от 9 В. Или подать 9 В через резистор 470 Ом- на нем упадет около 3 В. Можно поставить простейший стабилизатоор на 6,2 В.

  9. Подключаю рамку с Ванюшей от одного аккумулятора, всё работает. Резистор R3 подстроечный — кручу усиление больше меньше, всё ок. Подключаю рамку от другого аккумулятора никакого эффекта в плане усиления сигнала. Не подскажите что за особенность?

    1. Резистором R3 нельзя регулировать усиление. Им нужно один раз выставить режим работы транзисторов примерно как на схеме. Если уж очень нужно регулировать усиление, то нужно для этого заменить резистор R4 на переменный. К его движку подключить конденсатор С3.
      По поводу разных аккумуляторов-чудес не бывает. Значит, один из них не отдает ток или еще что. Нужно просто проверить режимы работы транзисторов. думаю, всё станет ясно.

  10. Добрый день! Уважаемый Admin, возможно ли применение в качестве
    T1 и Т2 транзисторов ВС547 и ВС557 ?
    С уважением, Сергей.

  11. Здравствуйте!
    Подскажите: а настройку усилителя производить при подключённом приёмнике?
    И можно ли настраивать без него?
    Извините, что пишу ещё раз. Просто в первый раз мой комментарий закинуло выше нужного.

    1. Илья, какие извинения? Всё нормально. Главное, чтобы у вас всё получилось с настройкой.

      1. Кстати, на счёт настройки.
        Возникла небольшая проблемка.
        При настройке напряжения на указанных точках почему-то одинаково, около 5,5Вольт.
        Все детали были проверены до пайки, и ещё раз после, все в исправном состоянии. R3 взял подстроечный на 1кОм, пляшу от 300Ом туда-сюда.
        Вместо S9013 взял BC547, как вышеупомянутый возможный аналог. Греются ели ели только VT2 и VT3, VT1 холодный.
        На вращение R3 не реагирует.
        Подскажите пожалуйста, в чём может быть проблема?
        Проверил наличие ошибок в разводке платы, и на наличие замыканий, ничего не нашёл, всё должно работать.

        1. У меня на схеме указаны аж пять напряжений на электродах транзисторов. И это не считая напряжения питания +6 В. У вас что, везде 5,5 Вольт?? И грется там ничего не должно вообще. Там токи мизерные.

          1. На точке с напряжением 3.4В у меня 5.5В.
            На точке с 2.6В у меня 4.9В
            На 1.6В у меня 4.9В.
            На точке 0.9В у меня 0.4В. А где 1.9В у меня тоже 5.5В.
            Кажется, будто где-то замыкание нежелательное, однако все дорожки находятся далеко друг от друга, за исключением двух, но между ними проводил иголкой во избежании замыканий.
            Будем пробовать ещё.

  12. Здравствуйте.
    Простите, что достаю вас расспросами.
    Пересобрал усилитель, уже без замыканий.
    Транзисторы все взял по схеме, без аналогов.
    Стал реагировать усилитель на повороты R3, но напряжение при вращении совпадает только в точке с напряжением на схеме 0.9В.
    В точке с 3.4В у меня 4.3В.
    Там, где 2.6В у меня 4.5В.
    Где 1.9В у меня 3.0В.
    Скажите, что может быть причиной данного несоответствия?
    Заранее спасибо.)

    1. Причиной данного несоответствия есть то, что у вас что-то НЕИСПРАВНОЕ. Иначе никак.
      Не нужно добиваться строгого соответствия напряжений как у меня на схеме-они могут отличаться.
      Запомните простое правило: биполярный транзистор, работающий в линейном режиме (усиления) имеет
      напряжение между базой и эимттером 0,6…0,7 В для кремниевого транзистора, и 0,15…0,2 В для германиевого.
      Именно таки и есть у меня на схеме. А у вас что???
      Вот схема оригинала, котрый я повторял:

      Здесь тоже есть режимы работы.

      1. Спасибо больше!
        Проверил напряжения, между эммитером и базой каждого транзистора в пределах нормы.
        Надеюсь, что в работе покажет.
        За оригинальную схему спасибо)
        Извините за столь назойливые сообщения, просто как начинающий, не мог знать, делаю ли я что-то правильно, или нет.
        Спасибо!

        1. Я думаю, просто уже пора подключать к усилителю антенну и приемник и пробовать)))

          1. Опрубую, и отпишусь.
            Спасибо большое за советы!

  13. Здравствуйте.
    1) можно ли усилитель запитать через дроссель по кабелю, как это реализоавнно в антенне mini-whip? Это для того, чтобы конструкцию можно было бы поставить у окна.
    2) критична ли толщина провода антенны? Есть провод толще, и жесткость конструкции будет лучше.
    И как изменить конструкцию антенны, чтобы собств.резонанс был примерно 7 мГц.

  14. Здравствуйте.
    1) да, можно. не вижу никаких препятствий этому.
    2) конечно же, можно использовать и провод потолще-здесь нет никаких ограничений.
    3) Антенна, совместно с антенным усилителем, нерезонансная конструкция. то есть, примерно одинаково будет работать в широкой полосе частот. Саму антенну смысла изменять не вижу. Разве что, для резонанса на 7 МГц можно попробовать подключить параллельно ей переменный конденсатор. Но я этот вариант не пробовал.

  15. Здравствуйте!
    Спасибо за схему. В моих тяжёлых условиях антенна показала себя очень хорошо.
    Вопрос : возможно ли использовать диапазонные
    фльтры совместно сантенной ? Если да — то как
    лучше их подключать ?

    1. Добрый вечер.
      Очень интересно, с каким приемником эту антенну используете и на каких диапазонах.
      По поводу фильтров-в любом приемнике они есть на входе, дополнительно что-то не вижу смысла ставить.
      Но если хочется-можно просто применить узкополосный перестриваемый преселектор с вх/вых сопротивлениями около 50/75 Ом. Я бы так сделал.

  16. Добрый день !
    Спасибо за ответ.
    Приемник Icom R20. Диапазоны 3,5 и 7 MHz. Работа антенны-усилителя
    сопоставима с работой на 4-х метровый кусок
    провода на балконе. Других вариантов у меня
    попросту нет.
    Где лучше установить ДПФ ? До или после
    усилителя ?

  17. День добрый.
    ДПФ нужно ставить после усилителя.
    Но тут вот какое дело.
    Ваш Айком Р20 имеет телескопическую антенну. Следовательно, у него высокое входное сопротивление по входу. То есть нужны ДПФ с входным сопротивлением 50 Ом и выходным хотя бы 1…1,5 кОм. Такие схемы есть в сети.
    Я бы еще попробовал в вашем случае подключить вход вашего Айкома через кондер 510…1500 пФ к базе транзистора VT3. Будет никак не хуже по приему, возможно и лучше.

  18. Добрый вечер.
    По мануалу у R20 антенный вход 50 Ом.
    Подключил приёмник к базе VT3 через
    конденсатор 1500pF. Прием на слух стал чуть-чуть
    тише, но и шумов стало меньше.

    1. Ну раз вход 50 Ом, то можно и ДПФ поставить Вх/вых 50 Ом.
      Интересно, станции по расстоянию какие принимаются? Есть хоть за 400-500 км или нет?

  19. Добрый вечер.
    Антенной пользуюсь с апреля.
    Самые дальние (при хорошем проходе):
    6 район (Калач-на-Дону — мощная станция),
    пару раз 7 и 9 районы.
    Из моего «колодца» одна дорога — на юг.
    Нахожусь 60км на север от Москвы.

    1. Вполне достойные результаты. Не знаю, где у вас расположена антенна. Если рядом с приемником, можно еще попробовать её выставить куда-нибудь в окно, просто удлинив кабель.
      Еще есть вариант, если есть балкон, можно успешно
      попробовать вот такую рамочную антенну даже без антенного усилителя:

      1. Добрый вечер.
        Спасибо за ответ.
        Антенна и приемник располагаются на подоконнике.
        Нечто подобное предлагаемое Вами уже пробовал — оказалась очень «шумной». Пришлось
        «убраться» в комнату.
        Ваша активная рамочная антенна показала себя
        лучше других других вариантов (примерно с
        десяток).
        Ещё раз спасибо за схему.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.