Антенна для рации своими руками. Эксперименты с LPD-радиостанцией Врезная лпд антенна своими руками

В данной публикации речь пойдет не о том, как доработать, а о том, как проверить результат на коленке.
Некоторые радиостанции, например популярная Midland G5 поддаются доработкам даже полными новичками. Но любую доработку надо контролировать, иначе можно испортить хорошую вещь.
Для примитивного контроля нам вполне хватит такого же примитивного индикатора поля.
Для его изготовления нам понадобится индикаторная головка чувствительностью до 200 мкА(желательно), пара диодов, кусочек проволоки и паяльник с припоем.
Индикаторную головку можно вытащить из старого сломанного магнитофона, например такую. Курочить рабочий лично у меня бы не поднялась рука Или купить например в чип и дипе.

Диоды подойдут например КД 419, КД514 (и вообще КД5ХХ), КД922, ГД507, Д18, Д20 (лучше - германиевые)

Схема у меня применена такая, только еще проще - без конденсаторов (просто небыло под рукой на тот момент). Всё отлично работает, на четвертьволновой штырь реагирует отлично, а от Yagi стрелка кладётся со скоростью света.

Длина проволоки-антенны должна быть четвертушной, т.е. для 433-446 мегагерц - около 16.5 сантиметров. Милиметры можно не ловить, прибор нам нужен не для точных измерений, а для контроля пропайки и т.п. Можно вообще поставить дешевую антенну телескопчик за 50 рублей и получить изменяемую длину (и соотв. изменяемую частоту контроля)

При измерении не забывайте о полярности антенны. Если антенна на рации - обычный штырь - желательно ее держать соосно с антенной индикатора и примерно на той же высоте, иначе прибор может и не среагировать. Также проверяйте работу рации на одном расстоянии (до переделок и после)
Очень удобно таким индикатором проверять новые самодельные антенны. Иногда бывает, что пропайка плохая, или контакт отошел, или что-то еще. А так - направил антенну на индикатор - и сразу видно, рабочая она или нет. Не лишним будет напомнить, что при отсутствии антенны (если она не работает как надо) можно спалить передатчик

Картинки
сама схема

пара индикаторных головок от магнитофонов




фото моего индикатора спереди и сзади.



На моей индикаторной головке присутствовал резистор, на него внимания не обращайте (он заметен сзади).

Благодаря этому индикатору я уже пару раз ловил раскручивание BNC разъема на самодельных антеннах, а также плохую пропайку антенны на Midland G5.

Поэкспериментировав с дальностью связи в зависимости от рельефа и сделав для себя некоторое количество выводов, я сосредоточился на работе в сети интернет-ретрансляторов LPDnet .

Также стоит упомянуть о первом опыте работы через кроссбенд. Как-то днем я безуспешно вызывал на 433.500 Колю RN3KK (до этого проводили связи в заранее оговоренное время) и мне ответил Сергей RN3KU. На тот момент у него была Yaesu FT-8800R и он без труда мог прослушивать сразу две частоты. Слово за слово и он предложил мне сделать кроссбенд 433.500<-->145.500 чтобы я имел возможность повызывать RN3KK там. Там-то уже были настоящие радиолюбители, коих на 433 и по сей день встретишь довольно редко. В общем, позвав RN3KK на 145.500 несколько раз, я его не услышал, но ответили другие радиолюбители. После рассказа кто я, откуда и с чего работаю, мне поведали, что Коля RN3KK здесь(145.500) в FM не бывает уже очень давно, а работает в SSB на 144.300. С Колей RN3KK в тот день связь не удалась, зато я познакомился с Сергеем RN3KU, который в дальнейшем несколько раз делал мне кроссбенд на частоту местного Эхолинка. За что ему большое спасибо!

В LPDnet работать получалось без проблем только с балкона, т.к. там были наилучшие показатели по приему\передаче. Полазив по сайту LPDnet , я нашел множество описаний по изготовлению антенн, но внимание привлекла одна – антенна Харченко.

А привлекла она, прежде всего, простотой изготовления (делается из одного куска проволоки), имеет ярко выраженную направленность (при использовании рефлектора) и неплохой коэффициент усиления (8-10Дб).

Особых проблем в изготовлении самой антенны не возникло, разве что не из чего было сделать рефлектор. Полотно антенны сперва делал из медной проволоки сечением 1,5мм 2 , но позже стал делать из проволоки сечением 2-2,5мм 2 т.к. она более жесткая и не гнется при небольших нагрузках. Также толщина материала вибратора влияет на широкополосность.

Антенну я повесил на балконное окно, благо оно смотрит строго в направлении одного из LPD-линков. Кроме всего прочего окно играет роль поворотного устройства – открывая и закрывая его можно менять направление для приема\передачи. Возможно, не совсем правильно подведено питание к антенне – в трудах Харченко и на рисунке выше фидер подводится по одному из «плеч» антенны, а у меня снизу и сразу в центр. Вполне вероятны искажение диаграммы направленности и большие значения КСВ, но об этом позже.

На тот момент основной проблемой у меня было подключение данной антенны к радиостанции. К антенне кабель просто припаивается, а вот к радиостанции он крепится посредством разъема SMA (в моем случае). Как решить этот вопрос я описывал в статье под названием «Способ обжимки кабеля типа RG-8X SMA-разъемом для кабеля RG-58 ». В итоге подключение у меня выглядело вот так:

В общем и целом ситуация на прием\передачу кардинально поменялась в лучшую сторону – линк я принимал иногда до 9++, а открывал его с 0,5Вт. До установки этой антенны я не слышал Андрея RL3QAM , когда он, находясь у порога здания, где установлен линк, вещал со своей портативки с резинкой. В тот день мне удалось с ним поговорить в прямом канале со 100% разборчивостью. Тем не менее, возникали проблемы с пайкой кабеля к полотну антенны – со временем контакт отходил. Это решалось более качественной перепайкой и тщательным креплением кабеля к раме окна, дабы не создавать нагрузку во время открытия\закрытия окна. Также имела место быть проблема в месте соединения кабеля RG-8X с RG-58 – переход с толстого кабеля в тонкий. Иногда там был плохой контакт, а при частом откручивании\накручивании разъема SMA портился контакт в самом разъеме, вплоть до отсоединения кабеля от разъема в момент откручивания. Все это негативно влияло на прием\передачу.

Решение пришло в виде переходника SMA(папа)-BNC(мама). Проблемой было его раздобыть на тот момент, но сейчас есть на Али .

Откусывается кусок с RG-58 и выкидывается. Оставшийся кабель зачищается и обжимается разъемом BNC (прямой или угловой на Али есть).

BNC-разъемы бывают разные – под разный кабель, с разным типом крепления(обжимка, пайка, под винт), прямые и угловые. Обжать кабель разъемом с винтовым креплением особого труда не оставляет, но, в любом случае пайка будет всегда надежнее и лучше. Но для экспериментов сойдет и так.

Прямые разъемы обжимаются точно так же:

В итоге все выглядит гораздо красивее и надежнее:

После применения такого переходника проблемы с плохим контактом в месте крепления кабеля к разъему станции пропали. Также существуют различные другие переходники, например SMA-PL .

Основная проблема с ними – это их наличие в магазинах и цены на них. Оригинальные от Yaesu стоят на порядок дороже таких вот безымянных.

Следующая проблема, которую предстояло решить – это проблема питания . Заключалась она в том, что портативки мои питались от аккумуляторных батарей. Батареи имеют свойство разряжаться, а на зарядку аккумуляторов требуется время, в течение которого радиостанция должна находиться в выключенном состоянии. Время это было 10-14 часов. Т.е. на протяжении этого времени я не имел возможности ничего принимать и ничего передавать. Заметив на VX-177 подпись к разъему зарядки как «EXT DC», что означало «внешнее питание», я задумался об этом самом внешнем питании, точнее об источнике. Родная зарядка была пригодна только для зарядки аккумулятора, хотя в режиме приема станция могла работать и от зарядки, но в интернете писали, что не стоит зарядку применять не по назначению. Кто-то пробовал и зарядки сдыхали. Да и потом – слушать это одно, а передавать и слушать – это другое. На мидландах 500 работа от чего-либо кроме батарей не была предусмотрена, разве что была возможна зарядка не через стакан, а через разъем микрофона. Об этом писали , но это другая история.

Побеседовав на эту тему с Колей RN3KK и с Андреем RL3QAM, я пришел к выводу, что самый простой источник питания – это переделанный БП от компьютера. У меня как раз такой был без надобности. После визита к RN3KK я имел в наличии разобранный БП с большим количеством выкусанных проводов, перемычку для включения БП и помеченные места для пайки. Припаяв + и – я приступил к экспериментам.

К станции решил подключаться не через разъем зарядки, а непосредственно к клеммам для аккумулятора. Просто не было под рукой штекера подходящего. Для этого сперва определил, где + и где – у батарейки, и потом подключил питание с помощью «крокодилов».

Станция включилась и показала вольтаж 12В. Ну, иногда 11,9В.

Все бы хорошо, но при приеме сигналов из динамика помимо речи корреспондентов доносилось какое-то гудение, жужжание и очень осложняло разборчивость. Кроме этого сам БП издавал треск.

По совету Андрея RL3QAM, благо он имел опыт переделки компьютерных БП для питания своих линков, были куплены два конденсатора и один стабилизатор КРЕН (дальше маркировку не помню, а на фото не видно…).

После визита к Андрею RL3QAM, БП у меня был с впаянными кондюками для фильтрации помех от самого БП и стабилизатором, для снижения выходного напряжения до 9В(на всякий случай). Кардинально это ситуацию исправило – пропал гуд и треск в динамике станции, а вот треск в самом БП не пропал. В любом случае спасибо Андрею за помощь!

Этим БП я питал VX-177 не очень долго, т.к. несколько позже появился вариант использования другого компьютерного БП, но в любом случае использование БП гораздо удобнее, нежели аккумуляторов, которые надо заряжать. А позже я где-то раздобыл древний компьютерный БП, который после переделки, которая заключалась в пайке перемычки, установки тумблера включения, выкусывания всех ненужных проводов и припаивания проводов нужной длины к +и- 12В, работал вообще бесшумно(только вентилятор крутился) и давал 10-11В. Также впоследствии я использовал подключение станции через соответствующий разъем посредством штекера. За этот БП стоит поблагодарить Колю RN3KK, которому старый БП был отдан на опыты. Позже Коля сообщил, что трещащий БП был как замедленная бомба.

Но на этом эксперименты с питанием не закончились. Как-то появилась у меня пара отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов из ИБП. Аккумуляторы были CSB GP 1272 емкостью 7,2 Ач, с напряжением 12В. Идея попробовать в качестве источника питания такой аккумулятор пришла в тот момент, когда надолго отключили свет. Да, есть родная аккумуляторная батарея, но при интенсивном использовании она быстрее выйдет из строя, и стоит новая гораздо дороже, чем CSB GP 1272 или подобные. Так вот, почему бы, будучи в домашних условиях, но без электричества(временно) не использовать такую батарею? В общем, эксперимент прошел успешно – станция без проблем питалась от такой батареи, и на 5Вт мощности все работало нормально, сильной просадки напряжения не было. Правда аккумуляторы уже были изношены, и хватало их минут на 30 передачи. Я приобрел пару таких новых батарей и зарядное устройство от 220В для них. Позже мне эти батареи очень пригодились, но на тот момент это выглядело так:

Минусом было то, что батарею нельзя было разряжать ниже 10,8В, иначе уже идет разрушение свинцовых пластин. Дабы знать текущее напряжение надо было либо смотреть на встроенный вольтметр VX-177 и при этом не видеть никакой другой информации на дисплее, либо, как и было сделано, подключить отдельный вольтметр и всегда видеть текущий уровень напряжения. Правда, в мультиметре батарейку приходилось менять довольно часто.

В качестве подведения итога отмечу тот факт, что, как-то, сам того не замечая, я из портативки старался сделать базовую станцию… и это получалось. Внешняя антенна, БП от 220В, тангента….

Избегайте своими руками делать антенны на рации для автомобилей по той простой причине, потом оборудование сложно настроить. Штатные устройства у основания содержат узел, напоминающий гайку, позволяющий водителю настроить прибор на используемую волну. Для ручных моделей дело обстоит иначе. Антенна для рации своими руками быть сделана может, однако для крупных предприятий, покупающих частоту, возникнут проблемы. Государственный комитет следит за проданным товаром, чтобы потребители избегали взаимных помех. Железные дороги не пересекаются с судоремонтными заводами. Иногда требуется промышленникам связь, каждый начнет оборудование улучшать, найдем ситуацию: абоненты услышат друг друга. Работая на разных предприятиях. Спросите ГКРЧ: дадут рекомендации, быть может, достаточно будет продемонстрировать специалистам в действии доработку для оценки влияния на соседние домены связи.

Связь и антенны раций

Неоднократно говорили: в обыденности чаще используются линейная, круговая поляризация, последняя – преимущественно на спутниках. Не исключение рации. Горизонтальную поляризацию забрало телевидение, оставив вертикальную радиовещанию… рациям. Логично. Когда держим рацию, антенна расположена вертикально. Виден сигнал, отраженный местностью, повернутый на фиксированный угол. Благодаря эффекту, туповатый военный демонстрирует “нарушение” законов физики… Идеальный прием ведется вертикально стоящей антенной. Не верите – делайте наоборот!

Прочитавшие обзоры про самодельные антенны, будут поражены, но не удивлены. Опять несимметричные четвертьволновые вибраторы, изготовленные из куска стандартного коаксиального кабеля. Поляризация, частоты, почему нечто должно меняться. Однажды сказали: телевизионную антенну из кабеля можно ставить вертикально, ловить радио, найдись таковое на нужной волне…

Родная антенна рации. Внутри набалдашника медная спираль, кончик которой крепится в районе вершины. У некоторых раций просто можно добраться до завитков, у прочих – проблема нерешаемая. Почему спираль?

Согласно курсу электродинамики распространения радиоволн, антенна излучает в направлении оси, волна будет поляризована кругом, согласно направлению завивки. Только если длина витка близка значением длине волны. Рассматриваемый контекст предполагает цифру полметра и выше, о близости забудьте.

Представление о диаграмме направленности дает программа MMANA. Доброжелатели любезно забили туда антенну рации (145 МГц), избегая менять параметры, посмотрели поле (открыв приложение):

1. В вертикальной поляризации вышел по азимуту ровный круг. Понятно, тело человека диаграмму исказит! Действительно, спиралька излучает вертикальную поляризацию почти ровно. Уровень составляет – 3 dBi.
2. Горизонтальной поляризации формой напоминает восьмерку, уровень намного ниже. Если держать рацию со спиральной антенной по горизонтали, прием ухудшится, нуля не достигнет.

По углу места с горизонтальной поляризацией образуется полукруг, с вертикальной – вдоль оси провал. Полезный сигнал вверх не излучается. Пусть человек с рацией заберется на дерево. И оба держат приборы вертикально, прием будет обусловлен только горизонтальной составляющей, а также отраженным сигналом. Вот какие антенны используют рации… Неудивительно, что любителей грызет желание изменить конструкцию. Посему используются спирали.

На деле - и на файле MMA - антенна состоит из спирали, немалую роль играет колпачок. Задумка ясна. В реальных условиях связь должна вестись по всем направлениям, четвертьволновый вибратор неспособен обеспечить заданные требования. Почему четверть. Полуволновой вибратор более длинный. Габариты имеют значение. Спирали начали вить не от полноценной жизни. Просто длинная антенна для рации слишком великая роскошь. Карман проткнет, рукой замучаешься держать, ветреная погода вырвет. Приходится идти на жертвы. Напомним, по вертикальной поляризации диаграмма направленности демонстрирует подобие тора, типично. Горизонтальная добавляет нечто вроде гантели (грубое приближение), формирующей недостающие углы, участки пространства. На прием и передачу диаграмма направленности одинакова.

Будем конструировать рации, убирая необычные свойства приема по всем направлениям. Энергия устремится в направлении тора. Дальность вещания возрастет. Если переоборудовать обе рации, получим дополнительный выигрыш ценой утраты окончательно приема (передачи) сверху-снизу. Напоминаем, диаграммы направленности на прием и передачу одинаковые (идентичны).

Увеличим дальность радиостанции, переделав антенну

Вывод очевиден: хотим увеличить дальность - видели диаграмму направленности заводской антенны - нужно мощность направить на вертикальную поляризацию, в тор. Как сделать, ясно, однако на горизонте маячит один вопрос – волновое сопротивление антенны рации. Знаете значение? Говорили, как померить! Если длина фидерной линии питания кратна половине длины волны, сопротивление антенны передается на выход без изменения. Эффект используем для измерения.

Используются различные приборы (ВЧ-генератор). Задумавшимся взять такой, скажем: гетеродин телевизора способен выдать похожую частоту, другое дело настроить. Поговорим отдельно. Понадобится высокочастотный вольтметр, обычный для целей измерения непригоден. Прибор измеряется напряжением ВЧ генератора в подвешенном состоянии, шкалу калибруют, чтобы показывала 100%. Собирают схему последовательно соединенных:

• антенны;
• переменного резистора.

Подключают генератор к цепи, измеряют напряжение резистора. Крутят регулировку, пока начнет стрелка показывать 50%. Сопротивление переменного резистора становится равным волновому сопротивлению антенны. Необходимо брать неиндуктивное сопротивление (у которого отсутствует собственная индуктивность). Самодельная антенна рации по возможности должна повторять электрические параметры заводской. Волновое сопротивление берется близким исходному. Процесс измерения читателям понятен.

Выбор конструктора невелик: два глобальных семейства. Кабели волновым сопротивлением 50, 75 Ом. Первый применяются связью, второй – телевидением. Антенна портативной рации делается из того, который ближе номиналом измеренному значению. Четвертьволновый вибратор (лишенный спирали) обладает сопротивлением 35 Ом. Параметры покупной антенной предугадать сложно. Практикам проще изготовить две антенны для рации, используя кабель разного сорта. Затем каждую испытать на местности, оценивая характер изменений.

Изготовление антенны рации

Кратко напомним процесс изготовления антенны для рации. Рассматривали цифровое телевидение, WiFi, 3G. Аудитория портала ВашТехник знает, как сделать антенну для рации. Копируйте смело методики. Прежде нужно знать частоту. Точнее – лучше. Рации имеют несколько каналов, частоты прописаны паспортом. Выберите канал, задавая размеры антенны.

Пусть частота равна 435 МГц. Находим длину волны по школьной формуле, деля скорость света на указанную величину: 299792458 / 435000000 = 689 мм. Чтобы изготовить четвертьволновый вибратор, необходимо число поделить еще на 4, получим – 172,25. Длина антенны для рации составит 17 см. Постарайтесь точнее выдержать миллиметры. Экран можно не счищать. Будет приемной поверхностью, увеличится полоса. Руки чешутся – счистите, как кожуру, оплетку, диэлектрик вокруг главной жилы оставьте.

Старая антенна выпаивается, под новую готов хомут. Осталось заделать на место, наслаждайтесь связью. Антенна для рации своими руками сделана. Кстати, если нет желания снимать экран, запаяйте вместе с жилой в одну связку при монтаже на микросхему. Расширение диапазона считаете лишним – экран лучше снимите. Первый и второй варианты наделены достоинствами, цельный кабель прочнее. Лучше оставить как есть. Антенна для рации прослужит дольше. Позаботьтесь приклеить симпатичный колпачок-наконечник, чтобы медь перестала окисляться. Прощаемся ровно до следующего раза.

Копируйте заводские конструкции. Рации предприятий ломаются. Адаптеры остаются, приборы выбрасывают. Неоценимый шанс радиолюбителя проявить себя. Антенна покрыта резиной, легко обдираемой. Либо используйте аксессуар сломанного изделия. Процесс копирования напрямую не запрещен, исключая изделия, защищенные патентами. Дело касается промышленного выпуска продукции с целью сбыта, получения фиксированной прибыли за счет выполнения указанных действий.