RadioCat: Funkční FM anténa

Autor: Buster333, [email protected]
Zveřejněno 29.10.2015
Vytvořeno pomocí KotoRed.

Rád bych se podělil o svůj návrh FM bičové antény. Dělám to proto, že jsem sám strávil velmi dlouhou dobu hledáním a experimentováním při hledání přijatelného a efektivního designu. Možná můj příběh pomůže někomu, koho tento problém také trápí a těžko ho řeší.
Potřeba vyrobit dobrou FM anténu vznikla kvůli skutečnosti, že můj venkovský dům se nachází v malém provinčním městečku-polovině – Chvalynsk, Saratovská oblast, 70 – 150 km od vysílacích center. Osada se také nachází na pravém břehu Volhy mezi starými křídovými horami a kopci, které jsou další překážkou pro průchod rádiových vln.
Ale nevzdal jsem se myšlenky vyrobit anténu schopnou přijímat alespoň několik nejbližších rádiových stanic, ačkoli mi místní domorodci říkali, že je to zbytečné, nemají rádiový příjem, pouze satelitní televizi .
Po přečtení odborné literatury a článků na internetu jsem se usadil k bičové anténě s protizávažím typu „Ground Plane“, zkráceně „GP“, jako nejoptimálnější a nejuniverzálnější pro příjem v pásmu FM, kde je většina přenosů ve vertikální polarizaci.
Anténu jsem nainstaloval nad střechu objektu (ve výšce cca 12 m od země), kde v prvním patře je garáž a dílna, kde trávím hodně času a ve druhém patře jsou dětské herny. Doma můžete poslouchat rádio na Tricolor TV.
Konstrukce antény je 1/4 vysílací vlnové délky, která je izolována od stožáru a protizávaží. (foto 1 a 2). Protizávaží jsou namontována radiálně ke sloupku pod úhlem 135 stupňů, aby byla zajištěna charakteristická impedance 50 ohmů. Koaxiální kabel napáječe má rovněž charakteristickou impedanci 50 ohmů.

Vzhledem k tomu, že jsem předpokládal příjem rádia v rozsahu 87 – 108 MHz, jsou rozměry pinu 0,75 m, což odpovídá ¼ vlnové délky (3 m) frekvence tohoto rozsahu 100 MHz, kolem kterého vysílají stanice zájem se soustředí. Změnou délek tyče a protizávaží můžete anténu naladit na jinou frekvenci.
Délka protizávaží je rovněž brána jako 0,75 m, protože délka protizávaží musí být stejná jako délka hlavního čepu. Optimální počet protizávaží, který poskytuje přijatelnou účinnost antény, je 12. S menším počtem se účinnost snižuje; při větším počtu se nepatrně zvyšuje. Ideální bičová anténa má účinnost 47 %. Účinnost antény se třemi protizávažími je menší než 5 %, s 12 protizávažími – asi 19 %.
Testoval jsem anténu se třemi protizávažími. Příjem v mé lokalitě byl slabý, s přijatelnou kvalitou – 2-3 stanice. Musel jsem vyrobit zesilovač signálu. Příjem se zlepšil na 5-6 stanic s přijatelnou kvalitou. Ale ani to mi nevyhovovalo. Proto bylo nakonec rozhodnuto vyrobit jinou anténu, tu, kterou nyní popisuji.
Nyní o konstrukci antény.
Čep a protizávaží jsou z hliníkové trubky o průměru 8 mm, kterou jsem koupil v hypermarketu OBI (7 dvoumetrových sekcí za cca 100 rublů).
K montáži čepu a protizávaží mi známý obraceč vyrobil nosnou podložku z hliníku se stopkou o vnějším průměru 22 mm a průchozím vnitřním otvorem 14 mm, která se vkládá do stožáru z 25 palců. trubka (palec, skutečný vnitřní průměr 23 mm) a připevněna ke stožáru šroubem M6 přes radiální závitový otvor ve stožáru. Je vložena textolitová (nebo kaprolonová) průchodka s horní přírubou vysokou 10 mm, vnějším průměrem 14 mm a axiálním otvorem 8 mm, do kterého je vložen čep, upevněný dvěma diametrálně protilehlými šrouby M4 v otvorech se závitem textolitové pouzdro. Podél průměru hliníkové podložky bylo vyvrtáno 12 radiálních otvorů (každých 15 stupňů) pro protizávaží. Protizávaží jsou upevněna v otvorech pomocí 12 šroubů M4. (foto 3).

Čep je vyroben delší než 0,75 m s přihlédnutím ke skutečnosti, že jeho spodní konec je zploštělý v délce 10 mm, kde je vyvrtán otvor pro šroub zajišťující středové jádro koaxiálního kabelu a také s ohledem na skutečnost, že musí být vložena do textolitové manžety až na doraz ve zploštělém konci tak, aby její velikost nad hliníkovou podložkou byla 0,75 m.
Protizávaží se vyrábí i s délkou větší než 0,75 m s přihlédnutím k tomu, že jejich konce zahnuté pod úhlem 45 stupňů se vkládají do radiálních otvorů nosné podložky. V otvorech jsou zajištěny proti pootočení, jak jsem již řekl, šrouby M4.
Upozorňuji na to, že trubka protizávaží je křehká a musí se velmi opatrně ohýbat o 45 stupňů, nejlépe v ohýbačce.
Na spodním konci dutého hliníkového dříku podložky je otvor se závitem M3 pro upevnění opleteného koaxiálního kabelu pomocí šroubu a podložky. Vzhledem k tomu, že podložka tohoto šroubu může přesahovat vnější průměr dříku 22mm vzhledem k tomu, že jeho průměr je větší než tloušťka hliníkové stěny, v trubkovém stožáru na konci, kam bude tento dřík vsazen, jsem vyrobil průchozí řez o šířce přibližně 7 mm podél trubky v délce o něco větší, než je délka hliníkové podložky podpírající stopku.
Nyní již nic nestojí v cestě a sestavenou anténu můžete vložit do stožáru a zajistit šroubem M6. Spouštěcí lano vede uvnitř stožáru.
Vzhledem k tomu, že anténní kolík nemá žádný elektrický kontakt se stožárem, vyvine za určitých podmínek statický náboj. V nejlepším případě to způsobí rušení ve formě praskavého zvuku, v nejhorším to může vést k selhání vstupní cesty přijímače. Zvláště při blízké bouřce.
Konstrukce musí být uzemněna.
Udělal jsem to takhle. Stožár byl připojen k zemní smyčce budovy (zemní smyčka musí mít odpor menší než 4 ohmy, pak je považována za efektivní a schopnou plnit svou funkci) kabelem o průřezu 25 mm2. Viz foto 4.

Anténní kolík nelze připojit přímo k zemi; anténa se zkratuje a nebude fungovat. Nejjednodušším způsobem ochrany je použití zkratovaného kabelu z kabelu délky L/4 připojeného k podavači pomocí T-kusu. Kabel zajišťuje stejnosměrné spojení mezi centrálním jádrem napáječe a uzemněným opletením a neovlivňuje přizpůsobení antény. Schéma zapojení kabelu je na obr. 10.3.

Délka smyčky ¼ vlnové délky je vypočtena a nebere v úvahu faktor zkrácení vlny při průchodu kabelem (faktor zkrácení koaxiálního kabelu). V mém případě byl použit kabel RK50-4-11, jehož faktor zkrácení je 0,66. U jiného kabelu to může být jiné a je potřeba to zkontrolovat v návodu.
Délka kabelu je tedy určena:

L = 1/4 x 3m x 0,66 = 0,495m, kde 3m je vlnová délka při frekvenci 100 MHz.

Použil jsem takovou koordinovanou smyčku k odstranění statické elektřiny z pinu antény. Jak to bylo prakticky provedeno, je vidět na fotografiích 5 a 6.

Tenký žlutozelený vodič je připájen ke konci centrálního jádra kabelu a připojen k „země“ na stejné šroubové svorce na stožáru jako zemnící kabel 25 mm2 (viz foto 4).
Anténa se ukázala jako velmi úspěšná. Poskytuje příjem s přijatelnou nebo vynikající kvalitou (ve stereo režimu) asi 20 rozhlasových stanic ve městech Samara, Tolyatti, Syzran (Samarská oblast), Balakovo, Pugačev (Saratovská oblast) bez použití zesilovače signálu. Na fotce 6 přijímač, ke kterému anténa funguje – Grundig Satellit 750. Zkoušel jsem i v práci s jinými přijímači, méně citlivými a selektivními, výsledek je poněkud horší, ale také přijatelný.

Takže mýtus místního obyvatelstva o absenci jakéhokoli rozhlasového příjmu ve městě „vesnického typu“ Chvalynsk, kde se nachází můj venkovský dům, byl pro mě zcela a totálně zničen.