Fm антенна какая длина штыря

Рабочая антенна диапазона FM.

Многие автомобилисты одновременно являются и увлеченными дачниками.
Когда-то вдоль Киевского шоссе в Москве стояла такая серия рекламных щитов:
На даче радость! На даче здоровье! На даче счастье! На даче красота!
Все это действительно так, но иногда пребывание на даче омрачается отсутствием уверенного приема любимых радиостанций FM в силу удаленности от передающих центров. Однако, в ряде случаев, это может быть поправимо.
Хочу поделиться своей конструкцией штыревой антенны диапазона FM. Делаю это потому, что сам очень долго искал и экспериментировал в поиске приемлемой и эффективной конструкции. Может быть мой рассказ поможет кому-то, кто также озабочен этой проблемой и затрудняется в ее решении.
Потребность сделать хорошую антенну FM диапазона появилась в связи с тем, что мой загородный дом находится в маленьком провинциальном городке-полудеревне – Хвалынске Саратовской области, удаленном от центров вещания на 70 – 150 км. Населенный пункт к тому же расположен на правом берегу Волги среди старых меловых гор и холмов, которые являются дополнительным препятствием прохождению радиоволн.
Но я не оставлял мысль сделать антенну, способную принять хотя бы несколько наиболее близко расположенных радиостанций, хотя местные аборигены говорили мне, что это бесполезно, приема радио у них нет, только по спутниковому ТВ.
Почитав специальную литературу и статьи в интернете, остановился на штыревой антенне с противовесами типа "Ground Plane" или сокращенно — "GP" как наиболее оптимальной и универсальной для приема в FM диапазоне, где большинство передач идет в вертикальной поляризации.
Антенну установил над крышей здания (на высоте примерно 12м от земли), на первом этаже которого находятся гараж и мастерская, где я провожу много времени, а на втором – комнаты для игр внуков и их друзей. Дома же радио можно послушать и по Триколор ТВ.
Конструкция антенны представляет собой штырь длиной 1/4 длины волны вещания, который изолирован от мачты и противовесов. (фото.1 и 2). Противовесы установлены радиально к штырю под углом 135 градусов, чтобы обеспечить волновое сопротивление 50 ом. Фидерный коаксиальный кабель имеет также волновое сопротивление 50 ом.

Фото 1. Фото 2.

В связи с тем, что я предполагал принимать радио в диапазоне 87 – 108 мГц, размеры штыря 0,75 м, что соответствует ¼ длины волны (3м) частоты этого диапазона 100мГц, вокруг которой сосредоточены интересующие меня станции вещания. Изменив длины штыря и противовесов, можно настроить антенну и на другую частоту.
Длина противовесов взята также 0,75м, так как противовесы должны быть длиной равной длине основного штыря. Оптимальное количество противовесов, обеспечивающее приемлемый КПД антенны – 12. При меньшем количестве КПД снижается, при большем – растет несущественно. Идеальная штыревая антенна имеет КПД 47 %. КПД антенны с тремя противовесами — менее 5 %, с 12-ю противовесами – около 19%.
Я испытывал антенну с тремя противовесами. Прием в моем месте был слабый, с приемлемым качеством – 2-3 станции. Пришлось делать усилитель сигнала. Прием улучшился до 5-6 станций с приемлемым качеством. Но меня и это не устроило. Поэтому, в конечном итоге, было решено изготовить другую антенну, ту, которую я сейчас описываю.
Теперь о конструкции антенны.
Штырь и противовесы выполнены из алюминиевой трубки диаметром 8 мм, которую я купил в гипермаркете «OBI» ( 7 двухметровых отрезков по цене около 100 руб. каждый).
Для монтажа штыря и противовесов знакомый токарь изготовил мне из алюминия несущую шайбу с хвостовиком внешним диаметром 22мм и сквозным внутренним отверстием 14мм, который вставляется в мачту из трубы д/у 25 (дюймовая, реальный внутренний диаметр 23мм) и фиксируется на мачте болтом М6 через радиальное резьбовое отверстие в мачте. В несущую алюминиевую шайбу с некоторым натягом запрессована текстолитовая ( или капролоновая) втулка с верхним буртом высотой 10мм наружным диаметром 14мм с осевым отверстем 8мм, в которое вставляется штырь, фиксируемый двумя диаметрально противоположными винтами М4 в резьбовых отверстиях отверстиях текстолитовой втулки. По диаметру алюминиевой шайбы просверлены 12 радиальных отверстий ( через 30 градусов) для противовесов. Противовесы фиксируются в отверстиях при помощи 12 винтов М4. (фото 3).

Фото 3.

Штырь делается длиной больше чем 0,75м с учетом того, что его нижний конец расплющивается на длине 10мм, где сверлится отверстие для винта крепления центральной жилы коаксиального кабеля, а также с учетом того, что он должен быть вставлен в текстолитовую втулку до упора в расплющенный конец так, чтобы выше алюминиевой шайбы его размер был 0,75м.
Противовесы также изготавливаются длиной большей, чем 0,75м с учетом того, что их согнутые под углом 45 градусов концы вставляются в радиальные отверстия несущей шайбы. В отверстиях они фиксируются от проворачивания, как я уже говорил, винтами М4.
Хочу обратить внимание, что трубка противовесов хрупкая и изгибать ее нужно на 45 градусов очень осторожно, желательно в гибочном приспособлении.
В нижнем торце полого алюминиевого хвостовика шайбы выполнено резьбовое отверстие М3 для крепления винтом с шайбой оплетки коаксиального кабеля. Так как шайба этого винта может выйти за наружный диаметр 22мм хвостовика в силу того, что ее диаметр больше толщины алюминиевой стенки, в мачте трубы на конце, где будет вставлен этот хвостовик я сделал сквозной пропил шириной примерно 7мм вдоль трубы на длине чуть больше длины хвостовика несущей алюминиевой шайбы.
Теперь ничего не препятствует, и можно вставить собранную антенну в мачту и зафиксировать ее болтом М6. Кабель снижения проходит внутри мачты.
Так как штырь антенны не имеет электрического контакта с мачтой, на нем при определенных условиях будет образовываться статический заряд. В лучшем случае он будет являться причиной помех в виде треска, в худшем – может привести к выходу из строя входного тракта приемника. Особенно во время близкой грозы.
Необходимо выполнить заземление конструкции.
Я это сделал следующим образом. Мачту соединил с контуром заземления здания (контур заземления должен иметь сопротивление менее 4 ом, тогда он считается эффективным и способным выполнять свою функцию) кабелем сечением 25мм2 См. фото 4

Фото 4.

Штырь же антенны нельзя соединять с землей напрямую, антенна станет коротко замкнутой, и не будет работать. Наиболее простым способом защиты является использование короткозамкнутого шлейфа из кабеля длиной L/4, подключенного к фидеру с помощью тройника. Шлейф обеспечивает соединение центральной жилы фидера с заземленной оплеткой по постоянному току и не влияет на согласование антенны. Схема подключения шлейфа приведена на рис10.3.

Длина шлейфа ¼ длины волны является расчетной и не учитывает коэффициент укорочения волны при прохождении в кабеле (коэффициент укорочения коаксиального кабеля). В моем случае применен кабель РК50-4-11, коэффициент укорочения которого 0,66. У другого кабеля он может быть другим, и его нужно уточнить по справочнику.
Таким образом длина шлейфа определяется:

L = 1/4 x 3м x 0,66 = 0,495м, где 3м – длина волны на частоте 100мГц.

Вот таким согласованным шлейфом я выполнил отвод статики со штыря антенны. Как практически это сделано видно на фото 5 и 6.

Фото 5. Фото 6.

Тонкий желто-зеленый провод припаян к концу центральной жилы шлейфа и соединен с «землей» на одном болтовом зажиме на мачте, что и кабель заземления 25мм2 (см фото 4).
Антенна получилась очень удачной. Она обеспечивает прием с приемлемым или отличным качеством ( в режиме «стерео») около 20 радиостанций городов Самара, Тольятти, Сызрань (Самарской области), Балаково, Пугачев ( Саратовской области) без применения усилителя сигнала. На фото 7 приемник, на который работает антенна — Grundig Satellit 750. Пробовал также ее в работе с другими приемниками, меньшей чувствительности и избирательности, результат несколько хуже, но тоже приемлемый.

Фото 7.

Еще раз напомню, все передатчики находятся на расстоянии от моей антенны от 70 до 150 км по прямой.
Миф местного населения об отсутствии какого бы то ни было радиоприема в городе «деревенского типа» Хвалынск, где находится мой загородный дом, разрушился для меня безоговорочно и вчистую.

FM-антенны для музыкальных центров: виды и способы создания своими руками

Качество современных, особенно китайских недорогих радиоприёмников таково, что здесь не обойтись без внешней антенны и усилителя. Проблема эта возникает в весьма удалённых от городов сёлах и деревнях, а также при частых разъездах по региону.

Что это такое?

Радиоантенна FM – это устройство, улучшающее качество приёма радиопередач. Применяется, когда сигнал от нужной станции недостаточен для качественного радиоприёма.

Часто она используется на наибольшей высоте над слушателем, какой только удаётся достичь.

В зависимости от конкретного рода, антенна может быть активной и пассивной. Вид антенны определяется исходя из её диаграммы направленности. Это область пространства, в которой сосредоточен максимум (пучность) основного излучения передаваемого (или принимаемого) радиосигнала. Остронаправленные антенны нужны, чтобы сигнал не распространялся в те стороны, где он не нужен. Птицам и космонавтам наземное FM-вещание ни к чему, а всенаправленное излучение привело бы к перерасходу электричества при работе радиовещательного передатчика. Вместо 15-киловаттного излучения в FM-диапазоне (66… 108 мегагерц) для населения с такой же зоной охвата (в радиусе до 100 км) хватило бы и одного киловатта.

Активная и пассивная

Активная антенна помогает усилить сигнал. Иногда она комплектуется радиоусилителем (по радиусу охвата радиостанции её называют также радиоудлинителем). В характеристиках активной антенны указано значение в децибелах, добавляемое к коэффициенту усиления самого FM-приёмника. Агрегаты бывают пассивные (0 дБ) и активные (1… 6 дБ).

К пассивным относят штыревые, к активным – усовершенствованные конструкции с усиливающим противовесом.

Петлевые. Состоят из единственной детали – петлевого вибратора, к одному выводу которого подключается оплётка кабеля, к другому – его центральный проводник.
«Восьмерные» («бабочки»). Для улучшения приёма спаиваются две «восьмёрки», расположенные под прямым углом друг к другу.
Симметричный вибратор – два разнонаправленных штыря. Разновидность – турникетная антенна: два вибратора, расположенные взаимно под прямым углом.
«Директорные» – являются лучшим вариантом. Направляющие в одну сторону сигнал штыри («директоры») – в количестве от 6 до 10 штук. За ними следует петлевой вибратор. Далее идет рефлектор (отражатель) – сетка или самый большой штырь. Директоры и отражатель изолированы друг от друга и от вибратора. Все детали располагаются параллельно, но перпендикулярно направлению сигнала.
Логопериодические – напоминают директорные. «Директоры» вдвое укорочены и противоположно направлены, стоят в «шахматном» порядке.
«Тарелочные» или дисковые – линейка диполей или петлевой («бабочный») вибратор рядом с диском, отражающим сигнал на него.

На практике выбирается предельно эффективный и дешёвый вариант.

Дисковая

Дисковая антенна – вариант спутниковой «тарелки». Вместо приёмной головки с усилителем – «бабочка» или телескопические штыри (симметричный вибратор). Дисковый отражатель – старый компакт-диск (содержит алюминиевую подложку), любая металлическая сетка с ячейками, размер которых в десятки раз меньше длины волны на нужной частоте.

Стержневая

Стержневая антенна – любой штырь в 25% длины волны. Для FM-диапазона это примерно 3 м (частоты 87,5… 108 МГц), длина штыря составляет примерно 75 см.

Комплектуется противовесами, располагаемыми под прямым углом.

Рамная

«Восьмёрка», если она одна, располагается на упрочняющей её основе, например, пластине из пластика или пропитанной и окрашенной деревяшки. Проводником может быть тонкий профиль, резаные пластины, «вытравленный» фольгированный (стекло) текстолит или гетинакс. Такая конструкция часто применяется в остронаправленных автомобильных антеннах.

Проволочная

Это практически любая конструкция, где основным проводником служит медная или алюминиевая проволока. Фазированные антенные решётки, изготовленные не из микрополосковых или щелевых линий и кусков волновода, а из кусков проволоки или провода, спаянных в решёточную конструкцию, могут считаться проволочными. Но и стоит такая конструкция заметно дороже.

Применяются они уже не столько в радиовещании, сколько в цифровом и аналоговом радиолюбительстве, для военных нужд и гражданской мобильной связи.

Как выбрать?

Готовая антенна выбирается из того ассортимента, что предоставляют российские и китайские интернет-магазины. Это единственный вариант для тех, у кого в райцентре или ближайшем городе нет радиорынка или радиомагазина. Знающим кое-что ещё о радиосвязи людям легче выбрать недорогую антенну, что обеспечит даже приём FM-радиостанций из близлежащих райцентров и посёлков с расстояния даже в 100-150 км. Чтобы преодолеть шум (когда в музыкальном центре FM-тюнер не обладает шумодавом), потребуется дополнительный антенный усилитель.

Как сделать своими руками?

Вам потребуются.

Паяльник, припой и канифоль, паяльный флюс. Вместо последнего раньше использовали хлористый цинк – готовится он из таблеток, содержащих соляную кислоту. Такими таблетками пользуются желудочные больные. В качестве источника цинка – любая щелочная (солевая) батарейка, отработавшая свой ресурс: её «стакан» сделан из цинка.
Медная проволока – толстый обмоточный провод. Альтернатива – скручиваются всевозможные более тонкие многожильные провода. Для прочности и надёжности они пропаиваются припоем, чтобы медь не окислялась, а проводник не «рассучивался».
Диэлектрическая основа. Ею может быть любая доска, фанера, ДСП, ДВП, а также самодельный или промышленный гетинакс (или стеклотекстолит), с которого удалены печатные дорожки. Можно использовать и плоские куски пластика от старых, отживших своё электроприборов.
Крепёж. Болты, винты, саморезы, гроверные шайбы, гайки. Запаситесь их нужным количеством. Возможно, пригодятся и пластиковые «монтажки».
Коаксиальный кабель (с волновым сопротивлением в 50 или 75 ом), штекер (под антенное гнездо вашего принимающего устройства).
Простейшие слесарные инструменты. Это может быть плоская и фигурная отвёртки, пассатижи, бокорезы, ножовки по металлу и по дереву, возможно, разводной ключ и молоток. Ускорят процесс изготовления антенны также болгарка и дрель.
Водостойкий лак или краска. Проводники и место присоединения к ним кабеля должны быть окрашены. Это защитит их от коррозии, появляющейся в результате попадания капель воды.

Если вы – не радиоспециалист, то возьмите готовый чертёж. В качестве примера – рамочная антенна. Чтобы её изготовить, сделайте следующее.

Ориентируясь по размерам из чертежа, согните из медной проволоки рабочий элемент – «бабочку».
Разместите её на прочной основе из диэлектрика, привязав с помощью «монтажек» к деревянной или пластиковой пластине. Более «продвинутый» вариант – вертикальные подставки по краям и в центре «восьмёрки» на винтовом креплении. Так в 1990-х поступали «самодельщики», изготавливавшие антенны для приёма ДМВ каналов телевидения.
Припаяйте кабель. Центральная жила подключается к одной стороне антенны, оплётка – к другой. Между частями «восьмёрки» и ними должен быть зазор до 1 см. Аналогично подключается к кабелю и дипольная антенна.
Окрасьте всю конструкцию.
После высыхания краски закрепите конструкцию на шесте или трубе. Привяжите кабель в нескольких местах к опоре.
Присоедините штекер к другому концу кабеля и поднимите антенну повыше. Направьте её на город вещания. Если расстояние слишком велико, прямого сигнала нет – находят отражённый, например, от горы или самого высокого здания неподалёку от вас.

Проверка антенны производится по качеству приёма нужной радиостанции. Радиопередатчики сегодня располагаются в произвольных городах и райцентрах – появилось много частных радиовещателей, зарабатывающих на рекламе. Радиостанции размещаются не в месте городской телебашни (на «телецентровской» горке), а на невысокой мачте высотой порядка 30 м. Не все хотят арендовать «стратегическую высоту» города или региона, вещая с крыши 9… 25-этажного дома через маломощный (до 100 Вт) FM-передатчик.

Шума на фоне радиопередачи должно быть как можно меньше. Радиоприём должен идти в стереоформате. Получить стереопередачу нельзя, когда сигнал слаб – появляется заметный шум на его фоне. Вращайте антенну, пока не добьётесь лучшего качества. Если станция слишком далеко, а шум остался – подключите радиоусилитель в разрыв кабеля, рядом с антенной.

Здесь поможет универсальный кабель, в котором, кроме «коаксиала», под внешней защитной оболочкой спрятана пара дополнительных проводов. Линия питания изолируется от центрального проводника оплёткой основного радиокабеля. Если такого кабеля нет – питание усилителя по проводам к радиоприёмнику подводится рядом, отдельно.

Усилители требуют постоянного напряжения в несколько вольт (не более 12, таковы автомобильные радиоусилители) и силу тока в единицы-десятки миллиампер.

О том, как сделать FM-антенну своими руками за 15 минут, вы можете узнать ниже.

Fm-антенны для музыкальных центров: виды и способы создания своими руками

Хорошая антенна для УКВ проявит себя ещё лучше, если её использовать как наружную. Антенны с усилителем называют активными (усиливающими). Мощные антенны в основном ставят на радиоретрансляторах, радиорелейных линиях (радиостволах), где качество приёма и передачи должно быть максимальным. К комнатным антеннам относят в основном штыревые (уже знакомые телескопические) и рамочные. Последние встраивают в музыкальные центры, радиоколонки – они располагаются либо в виде дорожки на печатной плате, либо встраиваются в другое место под крышкой корпуса и имеют вид спиральной плёнки, согласующей петли, в виде катушки и другого.

Направленные

К направленным антеннам относят несколько видов устройств.

Волновой канал (директорная антенна) и логопериодическая. У первой направляющие штыри (директоры) расположены симметрично, у второй – в «шахматном» порядке (половина длины штыря волнового канала). Возбудитель – стандартный петлевой вибратор, а отражатель – фрагмент сетки с ячейками, размер которых во много раз меньше длины волны, то есть он непроницаем для приходящих с фронтальной стороны волн. Они, в свою очередь, отражаются обратно на вибратор, за счёт этого и достигается дополнительное усиление сигнала. Директоры обеспечивают острую направленность в сторону, куда направлена антенна.

«Тарелочная» – достигает значительных размеров. Практически не используется в быту, зато востребована в космических обсерваториях. Чтобы принять с её помощью сигнал на частоте FM, она должна быть высотой с 25-этажную новостройку – линейка диполей по длине при этом достигает высоты 5-этажной «хрущёвки». Но «тарелка» нашла применение в приёме спутникового ТВ, для обмена данных по сетям 3G, 4G (в модемах USB), Wi-Fi и WiMAX.

Двойная телескопическая, или симметричный диполь, применяют для радиоприёма в домашних условиях. Проста в сборке и установке. Её направленность недостаточно острая, но для относительно низкочастотных (по сравнению с теледиапазоном современного цифрового ТВ) она сойдёт. Линейка симметричных диполей из-за больших габаритов используется в основном для сотовой и связи по Wi-Fi.

Магнитная – пара катушек на ферритовом или стальном сердечнике. Применяется не для УКВ, а на средних (530… 1710 килогерц) и длинных (148… 375 кГц) волнах – для приёма используется не электрическая, а магнитная составляющая радиосигнала. Имеет двустороннюю направленность, из-за чего AM-приёмник поворачивают, добиваясь максимума сигнала – особенно при удалении от AM-передатчика на сотни и тысячи километров.

Ненаправленные

Кроме телескопических и штыревых, к ненаправленным относят метёлочную антенну. Это отрезки проволоки, спаянные в одном месте, к которому присоединён центральный проводник кабеля. В качестве противовеса используется заземление оплётки. Как и штырь, «метёлка» имеет шаровую (ненаправленную) диаграмму – максимум (пучность) направленности излучения у неё отсутствует. В продаже практически не встречается, но каждый может её изготовить самостоятельно.

В зависимости от конкретного рода, антенна может быть активной и пассивной. Вид антенны определяется исходя из её диаграммы направленности. Это область пространства, в которой сосредоточен максимум (пучность) основного излучения передаваемого (или принимаемого) радиосигнала. Остронаправленные антенны нужны, чтобы сигнал не распространялся в те стороны, где он не нужен. Птицам и космонавтам наземное FM-вещание ни к чему, а всенаправленное излучение привело бы к перерасходу электричества при работе радиовещательного передатчика. Вместо 15-киловаттного излучения в FM-диапазоне (66… 108 мегагерц) для населения с такой же зоной охвата (в радиусе до 100 км) хватило бы и одного киловатта.