Про антенны.

Про антенны.

Просмотров: 25941 | Комментарии (11)
Рубрика: SDRSharp

Оригинал статьи в pdf...

Поговорим об антеннах для RTL-SDR…

Не о выдающихся дорогих антеннах из интернет-магазинов, не о сложных крышных конструкциях, а о тех, с которыми можно поиграть уже "сегодня вечером", сидя в домашних тапках в любимом кресле. Идея состоит в том, чтобы использовать по максимуму ассортимент ближайшего хозяйственного магазина и естественную высоту вашего жилища в многоэтажном доме.

Является ли входящая в комплект с китайским донглом маленькая антеннка на магнитике совсем уж бесполезной? Конечно, нет. На нее вполне можно принять вещательные музыкальные станции FM диапазона и мощные полицейские репитеры, передатчики которых в крупном городе подняты на сотню и то две метров над землей (в Москве - на Останкинской башне). Если разместить штатную антеннку максимально близко к оконному стеклу, можно еще принять послания с самолетов, проходящих на высоте над городом (но не наземную диспетчерскую службу). Это как минимум три-четыре дня радостной игры с новоприобретенной игрушкой. Но потом хочется чего-то большего...

Некоторые находят спортивный интерес в детектировании слабых сигналов от заведомо более далеких передатчиков. Например, от моей панельной многоэтажки до Останкинской телебашни с ее киловаттами мощности примерно 16 км, тогда как мне интересны передатчики за МКАДом, которые удалены километров на 30. Что это за цели? Вот несколько примеров: наземные службы аэропортов, службы скорой помощи (рации "Лен" на 41 МГЦ и ее наследники), рации речных теплоходов (в пределах МКАД), железнодорожники, опять же полиция и МЧС ближайшего Подмосковья - по мощности это не более десятков ватт, по высоте передающих антенн - десятки метров, по частотам 26-500 МГЦ. Для этого к системе потребуется добавить несколько делений усиления, желательно не менее 4-7 dbi, по сравнению со штатной "антеннкой на магнитике".

Где взять (вернее - не потерять) эти заветные 4-7 dbi усиления?

Способов совершенствования как минимум три:

(а) использовать более эффективную антенну с более эффективным размещением ее в квартире/на балконе

(б) использовать антенный кабель и разъемы с меньшими потерями

(в) использовать активный усилитель

Донгл предназначен для использования с антенными системами сопротивлением 75 Ом, поэтому к нему должны априори подходить любые ТВ антенны из ближайшего хозяйственного магазина/АШАНА/МЕТРО. Теоретически это так, но практически все доступные в магазинах антенны судя по схожему внешнему виду - штампуются на одном и том же китайском заводе. Российские импортеры просто лепят на них свои этикетки - не в обиду разным Арбакомам, Gal, РЭМО, Rolsen, Locus...

Добротных и "крепких" изделий вы вряд ли найдете - как следствие надо подумать о легкости демонтажа, чтобы прятать эту хрупкую конструкцию при наступлении сезона гроз/дождей/ветров/снегов. На что стоит обратить внимание, так это на габариты, вес и общую простоту конструкций – простота это то, что нам нужно.

Забегая вперед скажу, что на указанный диапазон 27-500 МГц мне не удалось подобрать одной универсальной антенны. Поэтому ниже пойдет речь о нескольких типах испытанных ТВ-антенн: от комнатных "усов" за 120 руб до наружных компактных логопериодических в районе 1000 руб. Конечно, в продаже есть широкополосные многоэлементные МВ-ДМВ антенны, но по массогабаритным характеристикам они мне показались неподходящими для квартирных экспериментов.

Итак, в качестве всенаправленного вертикального диполя можно использовать комнатную ТВ-антенну типа "усы".

В основном те передатчики, которые нас интересуют, используют вертикальную поляризацию, поэтому антенна должна быть развернута соответственно. Грубо, смысл вертикального диполя в том, что усики должны быть развернуты один в землю , второй в небо. Причем желательно, чтобы тот ус, который смотрит в небо, был подключен к центральной жиле кабеля, а тот который направлен к земле - к оплетке коаксиального кабеля. От длины усиков зависит полоса пропускания, т.е. эффективность для конкретной частоты. Калькулятор для расчета длины диполя в зависимости от частоты смотрим, например, тут http://stepn.ucoz.ru/index/kalkuljator_antenn/0-7

Опять же грубо, длина каждого усика должна равняться четверти длины волны, как следствие:

- наш диполь не является широкополосным и его надо будет подстраивать , выдвигая и задвигая секции телескопических усиков в зависимости от интересующей частоты.

- если собираетесь принимать на частотах ниже 50 МГц, то при покупке лучше выбирать антенны с большим количеством колен и максимально длинными усиками - в выдвинутом состоянии не менее 85-90 см каждый. В целом такие диполи из усов будут эффективны в диапазоне 30-350МГц

Китайских комнатных "усов" сейчас несметное количество на рынке http://rexantshop.ru/cat_95.htm. Есть усы с петлями, есть еще более продвинутые усы, в которых петля и усы запитаны через маленькую плату -сумматор. Все эти сложности в виде дополнительных петель и сумматоров (постольку поскольку мы не знаем достоверно как они "режут" частоты и насколько качественно они пропаяны) нам не нужны - мы за простоту, как я уже писал. В идеале нам нужен только прямой надежный контакт кабеля с верхним и нижним "усами".

Обратите внимание на кабель, который подходит к усам: в одном случае это может быть коаксиал, как тут: http://rexant-shop.ru/goods/Rexant_34-0100.htm, в другом случае - плоская двужильная "лапша", которая оканчивается квадратным адаптером, как тут http://rexantshop.ru/goods/Rexant_34-0106.htm

В первом случае рекомендую разобрать антенну, вывернув шурупы на дне, безжалостно удалить и выкинуть металлическую круглую петлю (которая, якобы, отвечает за ДМВ), заменить коаксиальный кабель с китайского на свой нормальный, подсоединить его жилу и оплетку к верхнему и нижнему диполю соответственно, пометив как-то "верхний" диполь (например, кусочком изоленты как на рисунке). Какой кабель считать нормальным – об этом чуть ниже. Вертикальный регулируемый диполь за 120 руб.: петля удалена, коаксиальный кабель заменен на более качественный диаметром 4 мм., концы которого надежно соединены с усами, антенна вертикально крепится к оконному стеклу на быстросъемную липучку 3М, которая предназначена для крепления фоторамок и т.д.

Во втором случае надо понимать, что провод-лапша сама по себе - принимающий элемент антенны, и он должен быть по возможности вытянут в пространстве перпендикулярно диполям, т.е. параллельно земле. В этой принимающей лапше тоже будет верхний и нижний проводник, причем верхний должен быть соединен с центральной жилой

(прим автора сайта: Волновое сопротивление диполя обычно отличается от 75 Ом и применяется согласующие устройство. Если антенна с лапшой(симметричной линией) то согласующие устройство установлено в разъёме. Если с диполя выходит коаксиал - согласующее устройство установлено в корпусе антенны. Обычно выполнено в виде трансформатора намотанного на ферритовом кольце. Я не рекомендую удалять его.)

В качестве направленной VHF-UHF антенны можно подобрать относительно компактную логопериодическую ДМВ-антенну. Я купил в Юлмарте Rolsen RDA-410, но, по-видимому, РЭМО «ЛОГО-Р15» вполне может сойти за аналог. По внешним признакам (но, к сожалению, не по исполнению) такая антенна напоминает отдаленно профессиональную сертифицированную антенну П6-46 http://www.skbriap.ru/products/19

При заявленной полосе частот от 174 МГц до 860 МГц Rolsen обеспечил относительно неплохой прием уже начиная с 144 МГц, естественно, при установке его вертикально. Кстати, вертикальная поляризация антенны накладывает некоторые ограничения при установке. К чему ее привинтить? Голь на выдумки хитра, как говорится, и мачтой с поперечной перекладиной в моем случае послужила... деревянная швабра, купленная в том же хозяйственном за 250 рублей. Швабра в свою очередь ориентируется в нужном направлении и струбциной прижимается к перилам балкона. После сеанса связи с астралом вся конструкция легко разбирается. Важно, чтоб мачта и перекладина не были металлическими. ВАЖНО! Если антенна выступает за габариты балкона, сделайте страховочную петлю из шпагата, привязав ее к перилам, чтоб в случае срыва эти 800 гр. металла не пробили кому-нибудь голову.

Можно ли сделать/приобрести направленную антенну для диапазонов ниже 50 МГц? Наверное, теоретически можно, но мы помним, что чем ниже частота, тем более большая длина у ее элементов. При частоте 27 МГц габариты направленной антенны, скорее всего, выйдут за пределы вашего балкона и даже квартиры. Да и сложное это дело обеспечить нужную направленность с учетом влияния различных соизмеримых окружающих предметов (дома, столбы, деревья).

Про кабель. Основная задача кабеля - провести от антенны до донгла сигнал с минимальным затуханием и без внешних наводок. Чем меньше на пути сигнала разъемов, скруток и спаек - тем меньше затухания (потерь). Чем плотнее внешняя оплетка - тем меньше помех и наводок. Экранированные фольгой, но тонкие провода подойдут только в качестве патчей на полметра-метр. Для более комфортного расположения и питания антенны опробованы и рекомендованных к применению:

- отечественные черные из хозяйственного магазина марки РК75-4-11 (75 Ом, 4 мм в диаметре) - внешняя изоляция у них довольно грубая и твердая, подходит для внешней прокладки, ее можно без последствий защемить балконной дверью, на диаметр хорошо сажаются накручиваемые F-разъемы, оплетка - плотная медная.

- удлинительные ВЧ-кабели от старых японских видеомагнитофонов , которые кое у кого до сих пор хранятся на антресолях. Или добротный, но недешевый кабель Phillips(http://www.shop.philips.ru/audio-video/cable/komplekt-dlja-tv-philips-swv2205w-10.html). Диаметр у них такой же как у РК 75-4, но изоляция более мягкая на ощупь. Таким удлинителем, отрезав от него конец со штекером-мамой , я заменил кабель на "усах" за 120 рублей.

Ну, и напоследок - про усилители. В магазинах можно встретить усилители ТВ-сигнала, как совмещенные с ТВ-антенной, так и в виде отдельного устройства, включаемого встык кабеля. Выглядят они так: http://www.tvdelta.ru/?action=show_price&catalog_mode=tree&class=193 или так http://gal-tm.ru/catalog/production/gain_split/amp_antenna_gal_amp_102/ . Хотя заявленные характеристики выглядят многообещающе, не стоит возлагать на эти изделия чрезмерных надежд. Не то чтобы от них нет вообще никакого эффекта , но, скажем так, эффект непредсказуем.

Тут надо учитывать несколько вещей:

- усилитель имеет смысл применять с направленной антенной, которая ориентирована на передатчик, излучающий полезный вам сигнал; в случае с ненаправленной антенной (штырь, диполь) усилитель будет усиливать слишком много всего вокруг, т.е. вместе с сигналом усилится и шум в геометрической прогрессии.

- поскольку наши китайские поделки не отличаются стабильностью качества, характеристики каждого конкретного экземпляра могут существенно не дотягивать до заявленных, а вносимый шум и потери из-за лишних разрывов в кабеле могут свести на нет всю пользу от "усиления".

Если уж решили потратиться на усилитель, проконсультируйтесь с опытными радиолюбителями на предмет выбора малошумящих усилителей (LNA), или например, попробуйте достать те модели, которые сертифицированы в РФ и используются для разводки кабельного ТВ http://www.planar.chel.ru/products/amplifiers/antenna-amplifiers или такие http://www.unitedtelecom.ru/catalog/sistemy-efirnogo-i-kabelnogo-televideniya/usiliteli/kvartirnyeusiliteli/ai-131_detail.html.

Итак, вперед, к экспериментам!

Валерий

Комментариев: 11 RSS

1 Артем 20-07-2015 09:37

Здравствуйте! Что-то мало чего ловится. Конечно понимаю что первый этаж.В качестве антенны кусок провода 2 метра. Вертикально расположенного. Принимаются таксисты на 40 мегагерц. Слышал милицию на 146-149. Принимались брелки от сигнализаций на 433. На этом всё. Спаял усилитель по схеме https://pp.vk.me/c623426/v623426247/3556e/CJ-THyiMKrM.jpg. Вопрос к знатокам - имеет ли смысл мучать эту схему, правильно ли я выбрал транзисторы? В качестве транзисторов применил BF199. Вроде до 1100 мегагерц. На на практике вижу завал уже после 120 мегагерц. Возможно мешают станции диапазона 88-108. Хорошо усиливает таксистов на 40 мегагерц. На 27 мегагерц только помехи. Кстати вообще помех много. Помехи от FM станций попадаются что ли не до 800 мегагерц. Вещательная вышка совсем рядом. Около километра. Видна в окно.

3 трулли 04-08-2015 04:54

на родную антенну слушал полисманов в 40км. от города.

на 140+мгц частотах.

был впечатлен)

но за статью спасибо, все равно смастерю нормальную и бюджетную антенну

4 Александр 22-09-2015 09:44

Антенна должна быть высоко,как минимум на крыше,на самом максимально возможном высоком месте и тогда по настоящему откроются все возможности приёма.Это же укв,а он требует прямой видимости...Какая антенна имеет меньшее значение,чем высота подъёма.У меня штырь четвертьволновый на 144 и на него всё ловит,даже 27 мгц.

5 Иван 24-09-2015 01:23

Случайно прочитал вашу статью, и так понял что для юсб-тюнеров необходим кабель 75ом? я же подключил радиолюбительскую антенну 433мгц с кабелем 50ом (radiolab 8D-FB).. получается собрал неэффективную систему? что скажете

6 Георгий 24-09-2015 11:47

Большой разницы в приеме вы не увидите (вообще не увидите), А дешевле конечно обычный RG-6 использовать.

7 Иван 24-09-2015 23:31

Значит можно спокойно продолжать 50омный кабель использовать? Главное сама антенна на нужный диапазон и ее усиление, правильно?

А радиолаб мне бесплатен был сейчас, он много лет валялся без дела, остатки от былой роскоши. Сейчас ценник негуманный на него.

RG-6 не сильно уважаю, даже телевизоры всегда sat-50 проводил, он тоже есть у меня в запасе. Думаю он предпочтительнее по меньшим потерям будет. Кстати длинна кабеля снижения у меня где-то 25 метров.

8 Георгий 25-09-2015 08:53

Значит можно спокойно продолжать 50омный кабель использовать? ....
RG-6 не сильно уважаю, даже телевизоры всегда sat-50 проводил, он тоже есть у меня в запасе

Без проблем можно использовать 50-омный кабель.

А sat кабель отлично подходит для приемных антенн. Наверно и на передачу, при небольшой мощности тоже подойдет.

9 Иван 26-09-2015 00:11

Спасибо за ответыsmile значит со спокойной душой буду дальше исследовать радиоэфирsmile

11 Chris 02-11-2015 08:08

This one is broadband as well as cheap..

http://www.wa5vjb.com/references/PlanarDiskAntennas.pdf

Оставьте комментарий!

     

  

(обязательно)