Магнитная рамочная антенна, это интересно, потому что она механически проста и относительно компактна. Всё это можно собирать и тестировать прямо скажем в ограниченном пространстве.
В этой статье не будем вдаваться в детали конструкции самой рамочной антенны — описаний сейчас уже достаточно, и не об этом будем говорить.
Когда антенна полностью готова, остаётся только вынести её на улицу и ещё раз найти точку 50 Ом с помощью настроечного элемента (индуктивной связи) — и можно работать. Давайте возьмём в качестве примера рамку на диапазоны 10–20 метров.
Магнитная рамочная антенна, индуктивная часть антенны
Индуктивная часть антенны не так уж сложна, приобретаете медную трубку диаметром 22 мм длиной около 3 метров. Еще понадобится тройник (T-образный переходник) на 22 мм. Это, по сути, всё, что нужно для самой рамки. Разрезаете трубку на две части, сгибаете их полукольцами и соединяете через тройник. Противоположный конец сплющиваете и сверлите в нём отверстие диаметром 6 мм.
Согласование (индуктивная связь)
Для согласования в основном используется гамма-согласование (Gamma Match). Было протестировано несколько разных способов связи, и все они работают, но один вывод был сделан, что гамма-согласование — лучший способ, для асимметричного подключения антенны и настройки на 50 Ом. По конструкции оно также мне кажется наиболее удобным.
Искажение диаграммы направленности, конечно, можно измерить с помощью измерителя напряжённости поля, но на практике почти не замечают этого эффекта в тех странах, где меня слышат.
Конденсатор для рамки магнитная рамочная антенна
Теперь, конечно, нам нужен ещё и конденсатор. Как это сделать?
Расстояние между пластинами у обычных конденсаторов часто слишком мало, поэтому можно использовать только небольшую мощность, иначе рискуете получить настоящий фейерверк искр. И поскольку это компромиссная антенна, всё, чему вы не уделите внимания, потом сыграет против вас при работе.
Варианты конденсаторов
И остается выбор конденсатора, вакуумный конденсатор слишком велик для такой рамки, поэтому он не подходит. По сути, остаётся только один тип конденсатор-бабочка. И вот как пример самодельный конденсатор.
За основу взяты размеры 8 × 10 см — это хорошее соотношение для рамки диаметром 92 см. Внутри такого конденсатора ротор должен вращаться между статорными пластинами по обеим сторонам. Это, по сути, два конденсатора, включённых последовательно, что означает, что расстояние между пластинами можно уменьшить вдвое, так как напряжение делится между обеими частями — это плюс.
Минус в том, что при последовательном включении общая ёмкость уменьшается вдвое, и нам нужно в два раза больше пластин, чтобы достичь нужной ёмкости. Зато у такого конденсатора очень низкие потери, потому что энергия идёт не через ось, а через ламели ротора.
Вот подготовленный эскиз ротора и статорных пластин, распечатал его на самоклеящейся бумаге А4. Наклеил на алюминиевый лист толщиной 0,5 мм и вырезал по линиям обычными ножницами. Это сработало, но пластины погнулись при резке, и я потратил больше времени на их выпрямление, чем на саму резку.
Пришлось пробовать по-другому, снова распечатал и наклеил на алюминий толщиной 1 мм, но теперь не резал, а выпиливал электролобзиком. Это тоже получилось, но больше я так делать не хочу — надо было искать другой способ. Подумывал заказать пластины на заводе, но это было бы слишком дорого, и тогда теряется весь смысл этой затеи.
Первый вариант моего дизайна оказался дороговат, потому что каждая пластина считалась как отдельный элемент. Однако сотрудник подсказал, что можно соединить всё в одну плату с помощью — так называемых перфорационных перемычек, которые потом легко разломать. Поняв эту идею, я объединил все пластины в один макет — и на этот раз заказ стал рентабельным.
Выбором стал двусторонний материал 0,6 мм — тонкий и удобный. При заказе 25 штук, это дает 75 пластин. В качестве распорок можно использовать латунные гайки М6 с высверленной резьбой. Шасси можно использовать либо стеклотекстолит или подходящий пластик и шпильку М6 длиной около 20 см, чтобы нанизывать пластины.
Всё выглядит прочным и достойным. Такой конденсатор был опробован в рамке, тщательно протестирован — работает отлично. 100 Вт не представляют никакой проблемы. Так что можно и таким образом выйти из положения, либо ручками сделать, а можно и использовать печатные платы.
