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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA antenas receptoras de radio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante [se produjo un error al procesar esta directiva] Los receptores de transistores o detectores más simples tienen poca ganancia y requieren un nivel de señal significativo en la entrada, que es creado por la antena, para su funcionamiento normal. Dichos receptores operan en los rangos de ondas largas y medias (LW y MW), donde incluso un circuito oscilatorio es suficiente para desafinar las señales de las estaciones de radio vecinas que interfieren. Se discutirán las antenas receptoras para estos rangos. Las estaciones de radio modernas, afortunadamente, tienen una potencia considerable y crean una gran intensidad de campo, por lo que pueden recibirse incluso en un receptor detector con una antena de tamaño moderado. El cable de la antena debe ubicarse a lo largo de las líneas de fuerza del campo eléctrico de la onda recibida, es decir. en la dirección de su vector de campo eléctrico E (Fig. 1a). En LW y MW, las estaciones de radio emiten ondas con polarización vertical, en las que el vector de campo eléctrico E es vertical y el vector de campo magnético H es horizontal. En consecuencia, la antena magnética debe colocarse horizontalmente (Fig. 1, b) y la antena eléctrica, verticalmente (Fig. 1, c).
Una antena magnética es una varilla de ferrita de sección transversal rectangular o circular con una bobina enrollada a su alrededor, que también es la bobina de entrada, y quizás la única en el receptor del circuito oscilatorio. La barra de ferrita, que tiene una alta permeabilidad magnética, concentra el campo magnético de la onda recibida en la bobina. La antena generalmente se encuentra dentro de la carcasa del receptor y, por lo tanto, es muy conveniente. Es direccional y debe ser aproximadamente perpendicular a la dirección de la radio. Si se desconoce la dirección, se puede determinar girando el cuerpo del receptor, y el mínimo de recepción, cuando el eje de la varilla de la antena magnética mira hacia la estación de radio, es más pronunciado. De qué lado se encuentra la estación (en la dirección encontrada) es imposible determinarlo con la ayuda de una antena magnética. Desafortunadamente, el voltaje de la señal desarrollado por la antena magnética es completamente insuficiente para el funcionamiento del receptor del detector: se requieren una o dos etapas de amplificación de radiofrecuencia de transistores frente al detector. Si comienza a dominar la ingeniería de radio con la construcción del receptor detector más simple, tendrá que usar una antena de cable eléctrico que desarrolla un voltaje mucho más alto. Los receptores con antenas magnéticas se dominarán más adelante. Una antena eléctrica clásica es un dipolo, que es una pieza recta de alambre, abierta en el medio, con una línea de dos hilos conectada en este punto, conectando el dipolo al receptor (Fig. 1, c). El dipolo está ubicado verticalmente, tiene su propia frecuencia de resonancia, en la que su longitud es igual a la mitad de la longitud de onda. Pero en el NE, y más aún en el LW, la longitud de onda es de 200 a 2000 my, por supuesto, nadie hace dipolos de recepción de más de 100 m, especialmente los que están colocados verticalmente. Se utilizan dipolos acortados, cuya tensión de señal desarrollada disminuye en proporción a la disminución de la longitud. Es cierto que hay una manera de acortar la longitud del dipolo a la mitad sin deteriorar su rendimiento: utilizar la conexión a tierra (Fig. 1d). La tierra servirá como contrapeso perfecto para la mitad superior del dipolo y reemplazará su mitad inferior. Esto se hace incluso en los centros de transmisión de radio, donde la altura de un mástil de antena de tamaño completo debería ser ahora un cuarto de longitud de onda. Otras posibilidades para reducir la longitud del dipolo (y por lo tanto su altura; después de todo, el dipolo es vertical) son usar una carga capacitiva en su extremo superior. Actual. corriente a través del cable de bajada, debe recargar esta capacitancia con la frecuencia de las oscilaciones recibidas. Por lo tanto, cuanto mayor sea la capacitancia, mayor será la corriente que fluye a través del cable de bajada y entra al receptor. La carga capacitiva superior se realiza de diferentes maneras. En el caso más simple, se utiliza un cable horizontal, suspendido sobre aisladores entre dos mástiles u otros objetos adecuados (casas, árboles). Si es una continuación del cable de caída vertical, se obtiene una antena en forma de L (Fig. 2, a). Tiene una direccionalidad débilmente pronunciada: las estaciones se reciben un poco mejor desde abajo, por lo que es mejor estirar el extremo libre del cable lejos de la estación de radio.
Si el cable de caída se conecta en algún lugar más cerca del centro de la parte horizontal, se obtiene una antena en forma de T (Fig. 2,6). Recibe igualmente señales de radio de todas las direcciones. La longitud de la parte horizontal puede ser de 10 ... 25 m, no es recomendable que sea demasiado larga, ya que no participa directamente en la recepción de las ondas de radio, sino que solo aumenta la eficiencia de la parte vertical. Para las antenas en forma de L y T, se necesitan dos soportes, esta es su desventaja Si las condiciones locales lo permiten, es posible estirar la antena del tipo "haz oblicuo" desde la ventana donde ingresa la gota hasta el objeto alto más cercano (cumbrera del techo, árbol). El extremo libre del cable debe aislarse con uno o dos aisladores de porcelana (los rodillos viejos del cableado eléctrico servirán). Cuando fije la antena en los árboles, trate de no romper las ramas y no envuelva los troncos con alambre; los árboles sufren y mueren por esto, ¡porque no tienen medios para protegerse de los bárbaros! Es mejor colgar un lazo de cuerda de cáñamo o algodón muy suelto y en ningún caso apretado en un tenedor adecuado de las ramas, y ya atar el cable que va al primer aislador de antena, o este aislador mismo, a él. Tenga en cuenta que los árboles se balancean con el viento, por lo que el cable debe colgarse con un gran "sag" para que no se rompa. El diámetro del cable de la antena no es importante y se elige únicamente por motivos de resistencia mecánica. Un alambre de bobinado de cobre con aislamiento de esmalte, enrollado de transformadores viejos (desechados), es muy adecuado. Incluso con un diámetro de 0,5 mm, su resistencia a la tracción alcanza los 4 kg, aumentando en proporción al cuadrado del diámetro. Esto es suficiente, además, la antena resulta ser muy ligera y, por cierto, casi invisible desde el suelo. Otras dos antenas (Fig. 2, c, d) están montadas en el mismo mástil: un poste de madera vertical, si es necesario, reforzado con abrazaderas. Se puede montar un poste pequeño y liviano en la cumbrera del techo, es mejor instalar un poste más largo y pesado en el suelo. Haga aparatos ortopédicos con un cordón sintético o hilo de pescar de nailon con un diámetro de 0,8 ... 1 mm: es fuerte, elástico y económico. Por cierto, si, mientras camina por la orilla del río, encuentra un rollo de hilo de pescar enredado y tirado por los pescadores, no sea demasiado perezoso para recogerlo y desenredarlo. Ser util. En la antena mostrada en la Fig. 2c, la carga capacitiva superior está formada por una "rueda" de alambre de forma y configuración arbitrarias, conectada al cable de bajada y aislada del mástil por un aislador de porcelana. Se necesita un aislante en caso de tiempo lluvioso y húmedo, cuando un árbol de mástil húmedo se convierte, aunque sea en un mal, pero en un conductor, y puede degradar el rendimiento de la antena. que en lugar de una "rueda" se usa un haz de cables que se abren en abanico desde el aislador. No recomendamos hacerlo, porque el haz resulta pesado y la antena funciona de manera ineficiente, ya que los cables están demasiado cerca uno del otro. Es mejor tomar solo 6 u 8 cables de aproximadamente 0.5 m de largo y separarlos como agujas de tejer. Esto ya es suficiente, pero aún puede conectar los extremos de los radios con un conductor de cobre delgado. El papel de la carga capacitiva en la llamada antena "paraguas" (Fig. 2, d) lo realizan las partes superiores de las extensiones de 2 ... 3 m de largo, hechas de cables conectados en un punto central con una disminución . Los extremos de los cables están aislados de las estrías por aisladores. Si las extensiones están hechas de hilo de pescar, que es un buen dieléctrico, puede prescindir de los aisladores conectando el hilo de pescar al cable. Suele poner tres o cuatro estrías. Hablamos de antenas, cuyo diseño es adecuado para los residentes rurales: tienen más opciones para elegir un lugar y materiales para hacer mástiles de antena. Deliberadamente no damos dimensiones porque, dentro de límites razonables (altura no más de 10 ... 15 m, longitud no más de 20 ... 30 m), cuanto más alta y larga sea la antena, más fuerte funcionará el receptor del detector . Se recomienda a aquellos que deseen profundizar en la teoría que lean los artículos en [D-3]. Para obtener más información sobre el diseño de antenas, consulte [4]. La antena es inútil sin conexión a tierra; después de todo, las corrientes de alta frecuencia que bajan deben fluir a alguna parte. Un receptor detector sin conexión a tierra no funcionará en absoluto, y un receptor de transistor sensible se "ahogará" por la interferencia; como muestra la experiencia, cuando se usa la conexión a tierra, la recepción de estaciones débiles mejora y el nivel de interferencia disminuye, y muy significativamente. Además, la antena necesita protección contra rayos, por lo que primero se debe realizar la conexión a tierra. En muchos casos, ya tiene conexión a tierra si tiene plomería. Las tuberías de agua corren en el suelo y no están aisladas de él. Las tuberías de calefacción central sirven como buena conexión a tierra, aunque están aisladas, pero en los edificios de apartamentos modernos están conectadas eléctricamente al circuito de tierra común de la casa; en cualquier caso, una extensa red de calefacción sirve como un excelente contrapeso a la antena. Está prohibido conectarse a tuberías de gas, y la red eléctrica es una fuente de interferencia tan poderosa que es mejor mantenerse alejado de ella; esto también es cierto desde el punto de vista de la seguridad. Si no hay agua corriente y vive en una casa rural de madera con calefacción por estufa, recorra cuidadosamente su casa; seguramente habrá una tubería de metal profundamente clavada en el suelo. Servirá de suelo. Los accesorios del pozo de agua funcionan perfectamente, una cerca sobre postes de metal es adecuada: puede conectar varios postes con un cable tendido a lo largo de la cerca para obtener conexión a tierra y contrapeso al mismo tiempo. Si este no es el caso, deberá utilizar la opción que se describió repetidamente allá por los años veinte: cavar un hoyo en un lugar conveniente, preferiblemente al nivel de las aguas de la libra o al menos a un nivel donde el suelo no se congela. a través, poner un balde viejo, una lámina de hierro o un abrevadero (la zona es importante, no el nombre) con un alambre soldado más grueso, espolvorear sal y carbón encima (para mejorar la conductividad eléctrica) y enterrar, apisonar. La puesta a tierra está lista. La antena debe equiparse inmediatamente con un interruptor de rayos y una vía de chispas para protegerse de la electricidad atmosférica. Érase una vez, se produjeron interruptores de rayos con un espacio de chispa, hechos en forma de un pequeño interruptor de cuchillo. Son convenientes, aunque no del todo seguros: si tarda en conectar a tierra la antena, puede tocar accidentalmente el contacto conectado a la antena desconectada durante una tormenta eléctrica, lo cual no recomendamos. Un interruptor de palanca o interruptor eléctrico SA1 de cualquier diseño servirá como interruptor (Fig. 3, a).
El interruptor de rayos está montado en un tablero hecho de cualquier material aislante fijado en una pared o marco de ventana cerca de la entrada de caída. El pararrayos F1 está servido por dos placas de metal con dientes, entre las cuales se deja un espacio de aproximadamente 1 mm. En paralelo con el pararrayos, le recomendamos que conecte cualquier lámpara de neón VL1; sus destellos indicarán la electrificación de la antena. Se sorprenderá al descubrir que esto puede suceder no solo durante una tormenta eléctrica, sino también en una helada amarga durante una ventisca de nieve. ¿Y qué sucederá si no se hace el interruptor del rayo y el extremo de la caída de la antena no se conecta en ninguna parte y se arroja, por ejemplo, al alféizar de la ventana? La antena acumulará una gran carga, su potencial puede ascender a decenas y cientos de miles de voltios (¡no estamos bromeando!). Luego, tocar la gota se volverá mortal (así es como Richman, un socio de Lomonosov, fue asesinado), grandes chispas pueden saltar del cable de caída y provocar un incendio. ¡Así que asegúrese de conectar a tierra! El método más radical de protección contra rayos (¡sin excluir el "neón" y el pararrayos!) Será la construcción de un receptor detector según el esquema más simple con ajuste de inductancia (Fig. 0.3.b). Es mejor enrollar la bobina, que "para siempre" conecta galvánicamente la antena a tierra, con un cable bastante grueso (0.5 ... 20 mm de diámetro) en un marco hecho de cualquier material aislante. Un trozo de tubo de plástico usado en plomería, una botella de plástico para champú o crema, etc. El bobinado se realiza en una capa vuelta a vuelta. Con un diámetro de marco de 40 ... 100 mm, se necesitan alrededor de 300 vueltas para recibir estaciones de radio en el rango CB, y alrededor de 100 en el rango DV. En la última versión, puede hacer un toque desde la bobina número XNUMX y instalar un interruptor de rango. Para sintonizar, se inserta en la bobina una barra de ferrita de la antena magnética de cualquier receptor de transistores. Mejor selectividad, es decir la desafinación de las señales de las estaciones de interferencia la proporcionan los receptores detectores con un circuito de antena sintonizado, cuyos circuitos se muestran en la fig. 4. Si la antena es grande y la bobina de acoplamiento L1 tiene una gran inductancia, es mejor usar un esquema de sintonización en serie (Fig. 4a). y con una antena corta y baja inductancia L1 - paralelo (Fig. 4,6). Las bobinas están enrolladas en marcos separados y sintonizadas con capacitores variables separados (KPI) C1 y C2. Puede sintonizar bobinas y varillas de ferrita desde antenas magnéticas. La sintonización resulta bastante complicada: se deben ajustar tres parámetros: dos frecuencias para sintonizar los circuitos con condensadores y la conexión entre las bobinas, juntando y separando sus marcos. Pero por otro lado, puedes conseguir buenos resultados en cuanto a volumen y calidad de recepción.
Los datos de la bobina son los mismos que en el caso anterior. El KPI puede ser de cualquier tipo, con una capacidad máxima de al menos 150 ... 200 pF (adecuado para cualquier radio antigua). Si se utilizan bloques KPE de dos secciones. es mejor conectar ambas secciones en paralelo para expandir el rango de afinación. Con los receptores descritos, solo puede usar teléfonos de alta resistencia con una resistencia (ambas cápsulas están conectadas en serie) 3600 ... 4400 Ohm Condensador de bloqueo C1 en la fig. 3, by C3 en la figura 4 sirve para cerrar corrientes de alta frecuencia después del detector y puede tener una capacitancia de 2000 a 10 pF. Pero, ¿qué pasa con un habitante de la ciudad que quisiera experimentar con receptores detectores, pero no tiene la oportunidad de penetrar el techo de una casa e instalar una antena grande? Por cierto, no es necesario subir al techo, ya que bajar la antena a lo largo de la pared de una casa de concreto reforzado no funcionará de manera efectiva. en la dirección horizontal. En estas condiciones, una antena con carga capacitiva (Fig. 2, c), colocada en un poste horizontal de dos metros de largo desde el balcón, puede ser mucho más efectiva. Si hay un árbol o algún tipo de objeto imponente frente a la ventana, puede extender un "haz oblicuo" hacia él. Sea inteligente y vea si hay "antenas sustitutas" cerca de la ventana, como un tubo de desagüe o un asta de bandera. Es muy posible conectarles el cable de la antena. Incluso si la tubería está conectada a tierra en algún lugar o conectada al techo, la antena seguirá funcionando, pero lo bueno o lo malo depende de las condiciones locales específicas. Solo trata de no caerte por la ventana cuando alcances esas antenas. ¡Seguridad primero! Sin embargo, no es necesario sacar la antena al exterior, ya que el campo de las estaciones LW y MW penetra bien en los edificios. ¡Utilice una antena interior! La configuración del campo dentro de los edificios es impredecible, por lo que debe experimentar. Recoja cualquier cable aislado de 5 ... 10 metros de largo, conéctelo al receptor (no se olvide de la conexión a tierra) y mueva el cable alrededor de la habitación y cerca de la ventana, mientras configura el receptor y observa el volumen de recepción. No es necesario que el cable esté debajo del techo, a veces, tirado al suelo, ¡funciona mejor! Una vez elegida la posición óptima del cable, fíjelo escondiéndolo detrás de una cortina, debajo de una alfombra, detrás de un sofá, estirándolo a lo largo de la unión de la pared y el techo, etc. Dado que la habitación está seca, no hay requisitos especiales para el aislamiento de la antena, el cable incluso se puede clavar al zócalo con clavos pequeños. Si el cable de la antena se enruta a lo largo de los cables de la red telefónica o de transmisión sin estar en contacto con ellos, la recepción puede mejorar debido al acoplamiento capacitivo de la red y la antena. Hay otra posibilidad interesante. A veces, se colocan varias tuberías de metal en la habitación (o en la pared de la habitación), por ejemplo, calefacción central. Procura colocar el cable de la antena interior cerca de ellos, ya que en estos conductos, como en cualquier antena, también se inducen corrientes por el campo electromagnético de las emisoras de radio. Si el volumen de recepción aumenta, enrolle unas pocas vueltas de cable aislado alrededor del tubo y conecte el extremo del cable al conector de antena (o abrazadera) en el receptor. Se obtendrá un condensador que proporcione acoplamiento capacitivo de esta antena sustituta con el receptor.
Por supuesto, si se usa la misma tubería como conexión a tierra, el éxito es poco probable, pero es posible, en el caso de espaciar los puntos de conexión de la "antena" y la conexión a tierra entre sí. Se pueden obtener muy buenos resultados si la tierra está conectada, por ejemplo, a tuberías de agua, y la antena está conectada capacitivamente a tuberías de calefacción. ¿Qué hacer si no quiere enredar todo el apartamento con cables o sus padres no lo permiten, y solo hay una tubería en la habitación, por ejemplo, calefacción central? Y hay una salida: el autor obtuvo muy buenos resultados usando una antena magnética colocada cerca de la tubería y perpendicular a ella. ¡Ni siquiera necesita conectarse a este último y quitarle la pintura! Un esquema de un receptor experimental con tal antena se muestra en la Fig. 5. El circuito oscilatorio del receptor está formado por la bobina de la antena magnética L1 y KPE (de cualquier tipo) C1.El detector, como en los receptores anteriores, será cualquier punto de diodo de germanio de la serie D2. D9, D18, D311, GD507, etc El condensador de bloqueo C2 y los teléfonos se discutieron anteriormente. La antena magnética se puede usar prefabricada (junto con la bobina) desde cualquier receptor de transistor o enrollada por usted mismo. La bobina del rango CB en la varilla de la antena magnética contiene 60 .. 80 vueltas de cualquier cable delgado aislado, el rango DV es 180 ... 240 vueltas. El núcleo puede ser la mitad del circuito magnético de un transformador horizontal de un televisor viejo desechado o la mitad del anillo de un sistema deflector. El número de vueltas de la bobina en este caso se reduce aproximadamente a la mitad, ya que la permeabilidad magnética y la sección transversal de tales circuitos magnéticos son mayores. El método de colocar la antena resultante cerca de la tubería queda claro en la Fig. 5, donde la sección transversal de la tubería se muestra con una línea discontinua. Todas las partes del receptor se colocan en una pequeña placa de getinax (textolita, madera contrachapada, cartón, etc.). Evite solo vueltas en cortocircuito alrededor del circuito magnético de la bobina cuando la fije a la placa. Al llevar el circuito magnético a varios objetos metálicos extendidos, puede encontrar el mejor lugar. En un edificio administrativo, resultó ser el marco de metal de la ventana y, curiosamente, la esquina del hueco del ascensor. ¿Cómo funciona un sistema así? corriente de alta frecuencia inducida por el campo de la estación de radio y fluyendo a través de la tubería, crea un campo magnético, cuyas líneas de fuerza parecen anillos concéntricos desgastados en la tubería. Este campo magnético se concentra en el circuito magnético de ferrita e induce un EMF en la bobina del circuito. Todo es muy simple y efectivo. La conexión con la tubería aumentará si, al otro lado de la misma, llevas la segunda mitad del circuito magnético del transformador horizontal, formando un sistema magnético cerrado alrededor de la tubería. En este caso, la inductancia del circuito aumenta, lo que debe compensarse con una disminución de la capacitancia del capacitor C1. En general, es posible reemplazar el capacitor por uno constante y realizar el ajuste por movimiento mutuo de las mitades del circuito magnético. ¡Le deseamos éxito en sus experimentos! Literatura
Autor: V.Polyakov, Moscú
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