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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA antenne di ricezione radio. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante [Si è verificato un errore durante il processo di questa direttiva] I rivelatori oi ricevitori a transistor più semplici hanno poco guadagno e richiedono un livello di segnale significativo all'ingresso, creato dall'antenna, per il normale funzionamento. Tali ricevitori operano nelle gamme di onde lunghe e medie (LW e MW), dove anche un solo circuito oscillatorio è sufficiente per desintonizzarsi dai segnali delle stazioni radio vicine che interferiscono. Verranno discusse le antenne riceventi per queste gamme. Le moderne stazioni radio, fortunatamente, hanno una potenza considerevole e creano una grande intensità di campo, quindi possono essere ricevute anche su un ricevitore rivelatore con un'antenna di dimensioni moderate. Il filo dell'antenna deve essere posizionato lungo le linee di forza del campo elettrico dell'onda ricevuta, ad es. nella direzione del suo vettore campo elettrico E (Fig. 1a). Sulle stazioni radio LW e MW emettono onde con polarizzazione verticale, in cui il vettore del campo elettrico E è verticale e il vettore del campo magnetico H è orizzontale. Di conseguenza, l'antenna magnetica deve essere posizionata orizzontalmente (Fig. 1, b) e l'antenna elettrica - verticalmente (Fig. 1, c).
Un'antenna magnetica è un'asta di ferrite di sezione rettangolare o circolare con una bobina avvolta attorno ad essa, che è anche la bobina dell'ingresso, e forse l'unica nel ricevitore del circuito oscillatorio. L'asta di ferrite, avendo un'elevata permeabilità magnetica, concentra il campo magnetico dell'onda ricevuta nella bobina. L'antenna si trova solitamente all'interno dell'alloggiamento del ricevitore e quindi è molto comoda. È direzionale e dovrebbe essere approssimativamente perpendicolare alla direzione della radio. Se la direzione è sconosciuta, può essere determinata ruotando il corpo del ricevitore e il minimo di ricezione, quando l'asse dell'asta dell'antenna magnetica guarda la stazione radio, è più pronunciato. Da quale parte si trova la stazione (nella direzione trovata) è impossibile determinare con l'aiuto di un'antenna magnetica. Sfortunatamente, la tensione del segnale sviluppata dall'antenna magnetica è del tutto insufficiente per il funzionamento del ricevitore del rivelatore: davanti al rivelatore sono necessari uno o due stadi di amplificazione della radiofrequenza a transistor. Se inizi a padroneggiare l'ingegneria radio con la costruzione del più semplice ricevitore di rivelatori, dovrai utilizzare un'antenna a filo elettrico che sviluppa una tensione molto più elevata. I ricevitori con antenne magnetiche saranno masterizzati in seguito. Un'antenna elettrica classica è un dipolo, che è un pezzo di filo dritto, aperto al centro, con una linea a due fili collegata in questo punto, che collega il dipolo al ricevitore (Fig. 1, c). Il dipolo si trova verticalmente, ha una propria frequenza di risonanza, alla quale la sua lunghezza è pari alla metà della lunghezza d'onda. Ma in NE, e ancor di più in OL, la lunghezza d'onda va da 200 a 2000 M. E, naturalmente, nessuno fa ricevere dipoli più lunghi di 100 m, specialmente quelli posizionati verticalmente. Vengono utilizzati dipoli accorciati, la cui tensione del segnale sviluppata diminuisce in proporzione alla diminuzione della lunghezza. È vero, c'è un modo per accorciare della metà la lunghezza del dipolo senza deteriorarne le prestazioni: utilizzare la messa a terra (Fig. 1d). La terra fungerà da perfetto contrappeso alla metà superiore del dipolo e sostituirà la sua metà inferiore. Questo viene fatto anche nei centri radio trasmittenti, dove l'altezza di un'antenna a grandezza naturale dovrebbe ora essere un quarto di lunghezza d'onda. Ulteriori possibilità per ridurre la lunghezza del dipolo (e quindi la sua altezza - dopo tutto, il dipolo è verticale) sono di utilizzare un carico capacitivo alla sua estremità superiore. Attuale. corrente attraverso la lamella, deve ricaricare questa capacità con la frequenza delle oscillazioni ricevute. Pertanto, maggiore è la capacità, maggiore è la corrente che fluisce attraverso la lamella ed entra nel ricevitore. Il carico capacitivo superiore viene eseguito in diversi modi. Nel caso più semplice si utilizza un filo orizzontale, sospeso su isolatori tra due pali o altri oggetti idonei (case, alberi). Se si tratta di una continuazione del filo di caduta verticale, si ottiene un'antenna a forma di L (Fig. 2, a). Ha una direzionalità debolmente pronunciata: le stazioni vengono ricevute un po' meglio dal basso, quindi è meglio allungare l'estremità libera del cavo lontano dalla stazione radio.
Se la lamella è collegata da qualche parte più vicino al centro della parte orizzontale, si ottiene un'antenna a forma di T (Fig. 2,6). Riceve ugualmente segnali radio da tutte le direzioni. La lunghezza della parte orizzontale può essere di 10 ... 25 m, non è consigliabile renderla troppo lunga, poiché non partecipa direttamente alla ricezione delle onde radio, ma aumenta solo l'efficienza della parte verticale. Per le antenne a forma di L e T sono necessari due supporti: questo è il loro svantaggio Se le condizioni locali lo consentono, è possibile allungare l'antenna del tipo "raggio obliquo" dalla finestra in cui entra la goccia all'oggetto alto più vicino (colmo del tetto, albero). L'estremità libera del filo deve essere isolata con uno o due isolatori di porcellana (i vecchi rulli del cablaggio elettrico andranno bene). Quando fissi l'antenna sugli alberi, cerca di non rompere i rami e di non avvolgere i tronchi con il filo: gli alberi soffrono e muoiono per questo, perché non hanno mezzi per proteggersi dai barbari! È meglio appendere un anello di corda di canapa o cotone molto lento e in nessun caso stringente su una forcella adatta dei rami, e legare già il filo che va al primo isolatore dell'antenna, o questo isolatore stesso, ad esso. Tieni presente che gli alberi ondeggiano al vento, quindi il filo deve essere appeso con un grande "abbassamento" in modo che non si rompa. Il diametro del filo dell'antenna non è importante e viene scelto solo per motivi di resistenza meccanica. Un filo di avvolgimento in rame con isolamento smaltato, avvolto da vecchi trasformatori (scartati), è abbastanza adatto. Anche con un diametro di 0,5 mm, la sua resistenza alla trazione raggiunge i 4 kg, aumentando in proporzione al quadrato del diametro. Questo è abbastanza, inoltre, l'antenna risulta essere molto leggera e, tra l'altro, quasi invisibile da terra. Altre due antenne (Fig. 2, c, d) sono montate sullo stesso albero: un palo di legno verticale, se necessario, rinforzato con controventi. Un palo piccolo e leggero può essere montato sul colmo del tetto, un palo più lungo e pesante è meglio installarlo a terra. Realizza bretelle da una corda sintetica o una lenza di nylon con un diametro di 0,8 ... 1 mm: è resistente, elastica e poco costosa. A proposito, se, camminando lungo la riva del fiume, trovi un rotolo di lenza aggrovigliato e gettato via dai pescatori, non essere troppo pigro per raccoglierlo e sbrogliarlo. Tornare utile. Nell'antenna mostrata in Fig. 2c, il carico capacitivo superiore è formato da una "ruota" di filo di forma e configurazione arbitraria, collegata al filo di caduta e isolata dall'albero da un isolante di porcellana. Un isolante è necessario in caso di tempo piovoso e umido, quando un albero d'albero bagnato diventa, anche se cattivo, ma un conduttore, e può degradare le prestazioni dell'antenna.La famosa antenna "a pannocchia" è realizzata in modo simile, in che invece di una "ruota" viene utilizzato un fascio di fili a ventaglio dall'isolatore. Si sconsiglia di farlo, perché il raggio risulta essere pesante e l'antenna funziona in modo inefficiente, poiché i fili sono troppo vicini tra loro. È meglio prendere solo 6 o 8 fili lunghi circa 0.5 m e allargarli come ferri da maglia. Questo è già abbastanza, ma puoi ancora collegare le estremità dei raggi con un sottile conduttore di rame. Il ruolo del carico capacitivo nella cosiddetta antenna "ombrello" (Fig. 2, d) è svolto dalle parti superiori delle estensioni lunghe 2 ... 3 m, costituite da fili collegati in un punto centrale con una diminuzione . Le estremità dei fili sono isolate dalle smagliature mediante isolanti. Se le prolunghe sono fatte di lenza, che è un buon dielettrico, puoi fare a meno degli isolanti collegando la lenza al filo. Di solito metti tre o quattro smagliature. Abbiamo parlato di antenne, il cui design è adatto ai residenti rurali: hanno più opzioni nella scelta del luogo e dei materiali per realizzare gli alberi delle antenne. Volutamente non diamo dimensioni, perché, entro limiti ragionevoli (altezza non superiore a 10 ... 15 m, lunghezza non superiore a 20 ... 30 m), più alta e lunga è l'antenna, più forte funzionerà il ricevitore del rivelatore . Coloro che desiderano approfondire la teoria sono invitati a leggere gli articoli in [D-3]. Per ulteriori informazioni sulla progettazione dell'antenna, vedere [4]. L'antenna è inutile senza messa a terra: dopotutto, le correnti ad alta frequenza che scendono devono fluire da qualche parte! Un ricevitore rivelatore senza messa a terra non funzionerà affatto e un ricevitore a transistor sensibile "soffocherà" per le interferenze - come dimostra l'esperienza, quando si utilizza la messa a terra, la ricezione delle stazioni deboli migliora e il livello di interferenza diminuisce, e in modo molto significativo. Inoltre, l'antenna necessita di protezione contro i fulmini, quindi è necessario eseguire prima la messa a terra. In molti casi, hai già la messa a terra se hai l'impianto idraulico. Le tubature dell'acqua scorrono nel terreno e non sono isolate da esso. I tubi del riscaldamento centralizzato fungono da buona messa a terra, sebbene siano isolati, ma nei moderni condomini sono collegati elettricamente al circuito di terra comune della casa, in ogni caso un'ampia rete di riscaldamento funge da ottimo contrappeso all'antenna. È vietato collegarsi ai tubi del gas e la rete elettrica è fonte di interferenze così potenti che è meglio starne alla larga, anche dal punto di vista della sicurezza. Se non c'è acqua corrente e vivi in \uXNUMXb\uXNUMXbuna casa rurale in legno con riscaldamento a stufa, gira attentamente intorno alla tua casa: ci sarà sicuramente un tubo di metallo profondamente piantato nel terreno. Servirà da terreno. I raccordi del pozzo d'acqua funzionano perfettamente, è adatta una recinzione su pali metallici: è possibile collegare più pali con filo posato lungo la recinzione per ottenere contemporaneamente messa a terra e contrappeso. In caso contrario, dovrai utilizzare l'opzione più volte descritta negli anni Venti: scavare una buca in un luogo conveniente, preferibilmente al livello delle acque della libbra o almeno a un livello in cui il terreno non gela attraverso, mettici dentro un vecchio secchio, una lamiera di ferro o un trogolo (l'area è importante, non il nome) con un filo saldato più spesso, cospargi sopra sale e carbone (per migliorare la conduttività elettrica) e seppellisci, pigiando. La messa a terra è pronta. L'antenna deve essere immediatamente dotata di un parafulmine e di uno spinterometro per proteggersi dall'elettricità atmosferica. C'erano una volta gli interruttori del fulmine con uno spinterometro, realizzati sotto forma di un piccolo interruttore a coltello. Sono convenienti, anche se non del tutto sicuri: se si tarda a mettere a terra l'antenna, durante un temporale si può toccare accidentalmente il contatto collegato all'antenna scollegata, cosa che sconsigliamo. Un interruttore a levetta o un interruttore elettrico SA1 di qualsiasi tipo fungerà da interruttore (Fig. 3, a).
L'interruttore parafulmine è montato su un pannello di qualsiasi materiale isolante fissato su un muro o un telaio di una finestra vicino all'ingresso della caduta. Lo scaricatore F1 è servito da due piastre metalliche con denti, tra le quali è lasciato uno spazio di circa 1 mm. In parallelo con lo scaricatore, ti consigliamo di collegare qualsiasi lampada al neon VL1: i suoi lampi segnaleranno l'elettrificazione dell'antenna. Sarai sorpreso di scoprire che ciò può accadere non solo durante un temporale, ma anche in un gelo pungente durante una bufera di neve. E cosa accadrà se l'interruttore del fulmine non viene attivato e l'estremità della caduta dell'antenna non è collegata da nessuna parte e viene lanciata, diciamo, sul davanzale della finestra? L'antenna accumulerà una grande carica, il suo potenziale può salire a decine e centinaia di migliaia di volt (non stiamo scherzando!). Quindi toccare la goccia diventerà mortale (è così che è stato ucciso Richman, un socio di Lomonosov), grandi scintille possono saltare dal filo della caduta, provocando un incendio. Quindi assicurati di mettere a terra! Il metodo più radicale di protezione contro i fulmini (senza escludere il "neon" e lo scaricatore!) Sarà la costruzione di un ricevitore rivelatore secondo lo schema più semplice con regolazione dell'induttanza (Fig. 0.3.b). È preferibile avvolgere la bobina, che "per sempre" collega galvanicamente l'antenna a terra, con un filo piuttosto spesso (0.5 ... 20 mm di diametro) su un telaio di qualsiasi materiale isolante. Andrà bene un pezzo di tubo di plastica usato negli impianti idraulici, una bottiglia di plastica per shampoo o crema, ecc. L'avvolgimento viene eseguito in uno strato, giro dopo giro. Con un diametro del telaio di 40 ... 100 mm, sono necessari circa 300 giri per ricevere stazioni radio nella gamma CB e circa 100 nella gamma DV In quest'ultima versione, è possibile effettuare un tocco dalla XNUMXa bobina e installare un interruttore di gamma. Per la sintonizzazione, nella bobina viene inserita un'asta di ferrite dall'antenna magnetica di qualsiasi ricevitore a transistor. Migliore selettività, ad es. la dissintonizzazione dai segnali delle stazioni interferenti è fornita da ricevitori di rivelatori con un circuito di antenna sintonizzato, i cui circuiti sono mostrati in fig. 4. Se l'antenna è grande e la bobina di accoppiamento L1 ha una grande induttanza, è meglio utilizzare uno schema di sintonizzazione seriale (Fig. 4, a). e con un'antenna corta e bassa induttanza L1 - parallela (Fig. 4,6). Le bobine sono avvolte su telai separati e sintonizzate con condensatori variabili separati (KPI) C1 e C2. Puoi sintonizzare bobine e barre di ferrite da antenne magnetiche. L'accordatura risulta essere piuttosto complicata: è necessario regolare tre parametri: due frequenze per sintonizzare i circuiti con condensatori e la connessione tra le bobine, unire e separare i loro telai. Ma d'altra parte, puoi ottenere buoni risultati in termini di volume e qualità di ricezione.
I dati della bobina sono gli stessi del caso precedente. Il KPI può essere di qualsiasi tipo, con una capacità massima di almeno 150 ... 200 pF (adatto a qualsiasi vecchia radio). Se vengono utilizzati blocchi KPE a due sezioni. è meglio collegare entrambe le sezioni in parallelo per espandere la gamma di accordatura. Con i ricevitori descritti si possono utilizzare solo telefoni ad alta impedenza con una resistenza (entrambe le capsule sono collegate in serie) 3600 ... 4400 Ohm Condensatore di blocco C1 in fig. 3, b e C3 in figura 4 servono a chiudere le correnti ad alta frequenza dopo il rivelatore e possono avere una capacità da 2000 a 10 pF. Ma che dire di un cittadino che vorrebbe sperimentare con i ricevitori di rilevatori, ma non ha l'opportunità di penetrare nel tetto di una casa e installare una grande antenna? A proposito, non è necessario salire sul tetto, poiché l'abbassamento dell'antenna lungo il muro di una casa in cemento armato non funzionerà in modo efficace. in direzione orizzontale. In queste condizioni, un'antenna con carico capacitivo (Fig. 2, c), posta su un palo orizzontale lungo due metri dal balcone, può essere molto più efficace. Se c'è un albero o qualche tipo di oggetto imponente davanti alla finestra, puoi estendere un "raggio obliquo" verso di esso. Fatti furbo e vedi se ci sono "antenne surrogate" vicino alla finestra, come un tubo di scarico o un pennone. È del tutto possibile collegare il filo dell'antenna a loro. Anche se il tubo è messo a terra da qualche parte o collegato al tetto, l'antenna funzionerà comunque, ma il bene o il male dipende dalle specifiche condizioni locali. Cerca solo di non cadere dalla finestra quando raggiungi tali antenne. La sicurezza prima! Tuttavia, non è affatto necessario portare l'antenna all'esterno, poiché il campo delle stazioni LW e MW penetra bene negli edifici. Usa un'antenna interna! La configurazione del campo all'interno degli edifici è imprevedibile, quindi è necessario sperimentare. Raccogli un filo isolato lungo 5 ... 10 metri, collegalo al ricevitore (non dimenticare la messa a terra) e sposta il filo nella stanza e vicino alla finestra, mentre imposti il ricevitore e osservi il volume di ricezione. Non è necessario che il filo sia sotto il soffitto, a volte, buttato per terra, funziona meglio! Scelta la posizione ottimale del filo, fissatelo nascondendolo dietro una tenda, sotto un tappeto, dietro un divano, stendendolo lungo la giunzione tra parete e soffitto, ecc. Poiché la stanza è asciutta, non ci sono requisiti speciali per l'isolamento dell'antenna, il filo può anche essere inchiodato al battiscopa con piccoli chiodi. Se il cavo dell'antenna viene instradato lungo i cavi della rete telefonica o di trasmissione senza essere in contatto con essi, la ricezione può essere migliorata grazie all'accoppiamento capacitivo della rete e dell'antenna. C'è un'altra possibilità interessante. A volte nella stanza (o nel muro della stanza) vengono posati vari tubi metallici, ad esempio il riscaldamento centralizzato. Cerca di posizionare il filo dell'antenna interna vicino a loro, perché in questi tubi, come in qualsiasi antenna, le correnti sono indotte anche dal campo elettromagnetico delle stazioni radio. Se il volume di ricezione aumenta, avvolgere alcuni giri di filo isolato attorno al tubo e collegare l'estremità del filo al jack dell'antenna (o morsetto) sul ricevitore. Si otterrà un condensatore che fornisce l'accoppiamento capacitivo di questa antenna surrogata con il ricevitore.
Ovviamente, se lo stesso tubo viene utilizzato come messa a terra, il successo è improbabile, ma è possibile - nel caso di distanziare i punti di connessione dell '"antenna" e della messa a terra l'uno dall'altro. Si possono ottenere ottimi risultati se la terra è collegata, ad esempio, ai tubi dell'acqua e l'antenna è collegata capacitivamente ai tubi del riscaldamento. Cosa fare se non vuoi aggrovigliare l'intero appartamento con i cavi oi tuoi genitori non lo consentono e c'è solo un tubo nella stanza, ad esempio il riscaldamento centralizzato? E c'è una via d'uscita: l'autore ha ottenuto ottimi risultati utilizzando un'antenna magnetica posta vicino al tubo e perpendicolare ad esso. Non hai nemmeno bisogno di connetterti a quest'ultimo e togliere la vernice su di esso! Uno schema di un ricevitore sperimentale con tale antenna è mostrato in Fig. 5. Il circuito oscillatorio del ricevitore è formato dalla bobina dell'antenna magnetica L1 e KPE (di qualsiasi tipo) C1.Il rivelatore, come nei precedenti ricevitori, sarà un qualsiasi diodo al germanio puntiforme della serie D2. D9, D18, D311, GD507, ecc. Il condensatore di blocco C2 e i telefoni sono stati discussi sopra. L'antenna magnetica può essere utilizzata già pronta (insieme alla bobina) da qualsiasi ricevitore a transistor o avvolta da soli. La bobina della gamma CB sull'asta dell'antenna magnetica contiene 60 .. 80 giri di qualsiasi filo sottile isolato, la gamma DV è 180 ... 240 giri. Il nucleo può essere metà del circuito magnetico di un trasformatore orizzontale di un vecchio televisore scartato o metà dell'anello di un sistema di deflessione. Il numero di spire della bobina in questo caso è approssimativamente dimezzato, poiché la permeabilità magnetica e la sezione trasversale di tali circuiti magnetici sono maggiori. Il metodo per posizionare l'antenna risultante vicino al tubo è chiaro dalla Fig. 5, dove la sezione trasversale del tubo è rappresentata da una linea tratteggiata. Tutte le parti del ricevitore sono posizionate su una piccola piastra di getinax (textolite, compensato, cartone, ecc.). Evitare solo spire in cortocircuito attorno al circuito magnetico della bobina durante il fissaggio alla scheda. Portando il circuito magnetico su vari oggetti metallici estesi, puoi trovare il posto migliore. In un edificio amministrativo, questo si è rivelato essere il telaio metallico della finestra e, stranamente, l'angolo del pozzo dell'ascensore. Come funziona un sistema del genere? corrente ad alta frequenza. indotto dal campo della stazione radio e che scorre attraverso il tubo, crea un campo magnetico, le cui linee di forza sembrano anelli concentrici indossati sul tubo. Questo campo magnetico è concentrato nel circuito magnetico della ferrite e induce un campo elettromagnetico nella bobina del circuito. Tutto è molto semplice ed efficace. La connessione con il tubo aumenterà se, dall'altra parte, porti la seconda metà del circuito magnetico del trasformatore orizzontale, formando un sistema magnetico chiuso attorno al tubo. In questo caso, l'induttanza del circuito aumenta, che deve essere compensata da una diminuzione della capacità del condensatore C1. In genere è possibile sostituire il condensatore con uno costante ed effettuare la regolazione per movimento reciproco delle metà del circuito magnetico. Vi auguriamo successo nei vostri esperimenti! Letteratura
Autore: V.Polyakov, Mosca
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