Антенна должна быть доступной к самостоятельному исполнению. Вспоминается, как в былые годы я подвешивал свой «Меридиан 210» с телескопической антенной на сучок дерева, чтобы с расстояния 90 км уверено принимать в УКВ диапазоне (65,8 – 73 МГц) радиостанции «Европа+» и «М-радио». На этих частотах вещание проходило с горизонтальной поляризацией, и телескопический штырь, расположенный параллельно поверхности земли, хорошо брал сигнал.
В диапазоне FM (87,5 – 108 МГц) большее количество радиостанций вещают с вертикальной поляризацией, и телескопическая антенна приёмника, поднятая вертикально вверх, становится всенаправленной. Чтобы на предельных расстояниях уверенно принимать сигнал необходимо иметь приёмник с высокой чувствительностью, а сам приёмник с антенной или саму антенну поднимать как можно выше от земли. Но с музыкальным центром я точно на дерево не полезу, а сделать штыревую стационарную антенну, приподнятую от земли, попробую. Нет, понятно, что в Москве радиостанции можно принимать на палец, а вот на расстоянии 100 км от цивилизации могут возникнуть проблемы с приёмом.
Но столкнулся я с интересной особенностью. Всё дело в том, что телескопическая антенна в УКВ диапазоне (64 – 73 МГц) обеспечивает хорошее согласование только в узкой полосе частот. Диапазон FM имеет полосу в два раза больше, а поэтому телескоп надо полностью выдвигать в начале участка диапазона и частично задвигать в его конце. Напомню, что четвертьволновой штырь на частоте 87,5 МГц должен иметь длину около 86 сантиметров, а на частоте 108 МГц – 70 сантиметров.
В автомобиле Волга проблема решалась одной кнопкой, благодаря которой антенна могла выдвигаться на нужную высоту, обеспечивая приём в двух диапазонах 65,8 - 73 МГц и 87,5 – 108 МГц.
Но мои опыты с пивными баночками, из которых я мастерил антенны для приёма эфирного цифрового телевидения, не пропали даром. Большой диаметр вибраторов обеспечивал широкую полосу согласования. Три мультиплекса без проблем принимались из Москвы с расстояния 80 км.
Конструкция штыревой антенны.
В конструкции я использовал пластмассовые трубки разного диаметра. В разобранном виде, где одна трубка входит в другую, антенна занимает мало места при транспортировке. В качестве проводящего слоя использовал пищевую алюминиевую фольгу, которой обернул трубки внахлёст. Шов скрепил самоклеящейся прозрачной лентой. Верхняя трубка – четвертьволновый вибратор, а нижняя трубка – противовес.
Коаксиальный кабель 75 Ом проходит по центру нижней трубки с помощью диэлектрических вставок. Диэлектрические вставки – полоски вспененного полиэтилена обмотаны вокруг коаксиального кабеля и зафиксированы изоляционной лентой. Оплётку коаксиального кабеля закрепил с помощью винтов, шайб с нейтральным покрытием на противовес, а центральную жилу коаксиального кабеля аналогичным образом присоединил к четвертьволновому вибратору. Такую лёгкую антенну вертикально подвесил на сук дерева. Старенький музыкальный центр ожил после такого симбиоза.
Линейный разрезной вибратор для диапазона FM.
Я рассмотрел самый простой вариант всенаправленной антенны. Сложнее выглядит линейный разрезной вибратор. Его входное сопротивление 73 Ом, а ширина рабочей полосы составляет +/-15 % от средней частоты при толщине трубок 22 мм. И всё было бы просто, если бы не симметрирующе-согласующее устройство. Оно устраняет токи высокой частоты по наружной поверхности экрана коаксиального кабеля, увеличивает помехоустойчивость приёмного тракта.
Рассчитаю линейный разрезной вибратор для средней частоты 98 МГц диапазона FM.
Переведу частоту в длину волны.
Длина волны (м) = 300/частоту (МГц) = 300/98 = 3,06 (м)
Величина 300 связана со скоростью света.
Полная длина разрезного вибратора = длина волны (м)/2 = 3,06/2 = 1,53 (м)
С учётом коэффициента укорочения V = 0,92 (график 3.7) конечная длина вибратора 1,4 м.
Это величина (1,4 м), соответствует длине двух трубочек с диаметром 22 мм, разложенных по одной оси, с разрезом посередине 40 – 60 мм.
Учитывая материал изоляции кабеля, используют коэффициент укорочения, который для коаксиального кабеля из вспененного полиэтилена составляет около Ку = 1.51 (указывается в характеристиках на данный кабель). Реальная длина всех соединений из коаксиального кабеля будет меньше в 1.51 раз.
Такая самодельная антенна из дюралюминиевых трубок от старого парника «Урожай» исправно работает в течение 10 лет. Я столкнулся с проблемой, когда в одном и том же диапазоне частот принимались две радиостанции: основная, вещавшая из Москвы, и через несколько мегагерц - радиостанция, с более уверенным приёмом, с нового ближайшего ретранслятора. Если ваш приёмник принимает оригинал и копию, то конечно, как и я, предпочтение вы бы отдадите оригиналу, поскольку у копии я заметил меньшую девиацию частоты (звучание было тише), а это значит, что динамический диапазон хуже, да и репертуар дополнительной местной рекламы не всех устроит. Горизонтальное расположение вибраторов совпало с горизонтальной поляризацией моей любимой радиостанции вещавшей из Москвы и обеспечило уверенный приём.
Конструкция линейного разрезного вибратора.
Дюралюминиевые трубочки вставлены в пластмассовый трубчатый канал, в котором прокладывают провода. Чисто случайно получилось, что подошли они друг другу, как родные, обеспечивая жёсткость конструкции, которая, несмотря на свою громоздкость, получилась очень элегантной, лёгкой, совершенно не требующей длинного шеста, поскольку расположена она, может быть, под прозрачной для радиоволн крышей загородного дома, беседки, или на деревянной стене дома. Мягкая кровля или кровля из ондулина или пластика, а также стены и перегородки деревянного дома, если используется утеплитель без фольги, не являются преградой для радиоволн, и такой вибратор, расположенный под крышей, совершенно не портит архитектуру дачного или деревенского пейзажа.
Эта антенна в настоящее время используются редко, так как требуют изоляции по центру крепления на мачте и более сложное согласующее устройство, но вполне пригодна для моей конструкции их установки, учитывая тот факт, что приёмники в настоящее время намного чувствительнее, чем раньше и сильно высоко поднимать антенну на шесте нет смысла.