MAGNETIC LOOP czyli antena magnetyczna

Moderatorzy: Hasan-Łódź, Krecik, Moderator

pidey
Posty: 11
Rejestracja: 2010-03-10, 20:32
Lokalizacja: Dolny Śląsk

MAGNETIC LOOP czyli antena magnetyczna

Post autor: pidey »

Na wielu forach czytałem o tej antenie - nie zawsze w superlatywach :mrgreen: - a że jakiś czas temu wykonałem taką antenę, lecz ze względów rodzinnych poszła na żyletki to teraz postanowiłem wrócić do tematu. Uzyskane wtedy osiągi (mimo wielu niepowodzeń) były na tyle interesujące, że warte powtórzenia.

Wybaczcie jeśli poradnik jest trochę chaotyczny, ale nie jestem "bajkopisarzem" tylko amatorem - praktykiem, a wykształcenie elektroniczne tylko mi pomaga w budowie wielu różnych konstrukcji.

Na początku zaznaczam, że nie jest to konstrukcja dla każdego.

Potrzebna jest podstawowa wiedza o konstrukcjach antenowych i minimum przyrządów pomiarowych takich jak dobra i sprawdzona SWR-miarka, miernik uniwersalny, miernik pojemności (bez tego nawet nie zaczynajcie) do generatora szumów raczej nie wielu ma dostęp a jest przydatny przy strojeniu wielu różnych anten. No i oczywiście minimum wiedzy z zakresu elektroniki, elektrotechniki i wiele wyobraźni. Budując tę antenę nie raz zapędziłem się w ślepy zaułek a wystarczyło spojrzeć na problem "z innej strony".

Wszystkie materiały na temat budowy tej anteny zebrałem na necie i jeśli się do nich odwołam, podam źródło. Sam wszystko sprawdzałem, przeliczałem i obliczenia wdrażałem do życia :mrgreen:

Ponieważ czas wolny muszę dzielić między rodzinę, hobby i jeszcze wiele innych zajęć postaram się trochę na raty - w częściach - opisać budowę tej anteny i problemy jakie mogą wystąpić podczas jej budowy.

Moja pierwsza antena magnetyczna była zbudowana z płaskownika alu 5 x 50mm, pętla o śr. ok 85cm (owód 270cm) a pętla sprzęgająca 5-cio krotnie mniejsza czyli śr. ok 17cm a obwód 55cm z płaskownika alu 2 x 20mm.

Obecna konstrukcja jest oparta na rurce instalacyjnej PEX/AL/PEX 16mm z tą samą pętlą sprzęgającą jak wyżej.

Obrazek

Pierwsze uruchomienie i pomiary nie były tragiczne - SWR nie mniej jak 1:1,8
ale kilka poprawek i najważniejsze antena nie toleruje żadnych konstrukcji w odległości mniejszej jak 1m od niej, a więc zarezerwujmy sobie sporo miejsca wokół anteny podczas prób i pomiarów - teraz odbita na "zero" :-D

Obrazek

Układ strojenia anteny niestety nie zadowala mnie i idzie do przeróbki.
Z moich wyliczeń wyszło, że pojemność potrzebna dla pokrycia całego pasma CB (26.000 ~ 28.000MHz) wynosi od 13 do 18 pF. Ponieważ pamiętam jak mnie pokopała moja poprzednia antena - na końcach kondensatora podczas nadawania przy idealnym zestrojeniu odkłada się b.wysokie napięcie (od kilkuset do nawet kilkunastu kilowolt :!: ), zdecydowałem się na budowę kondensatora a nie wykorzystanie jakiegoś z demobilu.
Nie wygląda to elegancko ale ma być wytrzymałe i trwałe. Ponieważ potrzebne jest tylko ok 5 pF regulowane a pozostałe 13 pF stałe, układ muszę tak przeprojektować by to było spełnione.
Konstrukcja kondensatora nie może fizycznie przedłużać długości pętli, bo cały misterny plan weźmie w łeb. Przetrawiłem różne pomysły i tylko konstrukcja kondensatora składanego szeregowo się sprawdziła.


-][---][-

Tak więc bez prawa "łoma" ani rusz :-P


c.d.n.
Nie płacz kiedy odjadę
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Baza - Alan 87 + Sadelta Echo Master + 5/8 Spectrum 1600
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Mobil - Alan 28 + 747 + DV27
pidey
Posty: 11
Rejestracja: 2010-03-10, 20:32
Lokalizacja: Dolny Śląsk

Post autor: pidey »

Ponieważ coś nie tak jest z rozmiarem fotek wklejam linki do galerii:

pętla

skrzynka
Nie płacz kiedy odjadę
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Baza - Alan 87 + Sadelta Echo Master + 5/8 Spectrum 1600
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Mobil - Alan 28 + 747 + DV27
pidey
Posty: 11
Rejestracja: 2010-03-10, 20:32
Lokalizacja: Dolny Śląsk

Post autor: pidey »

Witam ponownie.

Jak obiecałem - dzisiaj dodam trochę info zebranych na necie.
Głównym źródłem na którym oparłem swe boje jest opracowanie kol. VE3ABX na stronie klubowej SP6PNZ Małe Pętlowe Antenny Magnetyczne

Pomysł na wykorzystanie do budowy anteny rurek instalacyjnych PEX/ALU/PEX zaczerpnąłem z tej strony.

Ponadto wiele pomysłów na budowę takiej anteny możecie zaczerpnąć na niemieckim portalu ELECRAFT a także na portalu elektroda

Oczywiście źródeł jest znacznie więcej, ale te mi w zupełności wystarczyły, potrzebowałem tylko odświeżyć swoją wiedzę na temat tych anten i podstawy obliczeń.


c.d.n.
Nie płacz kiedy odjadę
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Baza - Alan 87 + Sadelta Echo Master + 5/8 Spectrum 1600
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Mobil - Alan 28 + 747 + DV27
Awatar użytkownika
HjeniuC
Posty: 1813
Rejestracja: 2009-11-24, 21:22
Lokalizacja: Wrocław

Post autor: HjeniuC »

Czekamy na efekty pracy

A jak poradziłeś z tematem wąskiego strojenia anteny bo chyba nie biegasz za każdym razem na strych/dach.
pidey
Posty: 11
Rejestracja: 2010-03-10, 20:32
Lokalizacja: Dolny Śląsk

Post autor: pidey »

Jeszcze na strychu nie wisi, ale jeśli nie widać na zdjęciu, to stroję antenę zdalnie za pomocą mechanizmu z silniczkiem. Przymierzam się wykorzystać do tego oryginalny siłownik liniowy od zaworów "Johnson Controls" z pozycjonerem, to mi ułatwi sprawę strojenia bez SWR-ka.
Nie płacz kiedy odjadę
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Baza - Alan 87 + Sadelta Echo Master + 5/8 Spectrum 1600
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Mobil - Alan 28 + 747 + DV27
pidey
Posty: 11
Rejestracja: 2010-03-10, 20:32
Lokalizacja: Dolny Śląsk

Post autor: pidey »

Witam ponownie.

Prototyp zakończony (drugi egzemplarz w trakcie budowy) a więc czas na testy. Ponieważ z góry założyłem iż prototyp zostaje u mnie w firmie, nie starałem się o wygląd, ponad to założyłem że antena będzie pracowała wewnątrz budynku (wewnątrz hali ze ścianami zew. z blachy - prawie klatka faradaya).

Zawiesiłem ją w przestrzeni w miarę możliwie jak najdalej od przeszkód - jak wcześniej pisałem, nie toleruje w odległości poniżej 1 m żadnych przedmiotów. Jedyne nie wrażliwe miejsce pętli to (u mnie góra) miejsce gdzie podwieszona jest pętla sprzęgająca. Pętla musi być tak umieszczona jak na foto - w innych pozycjach się nie stroi :-(

[center]Obrazek[/center]
[center]Obrazek[/center]
[center]Obrazek[/center]

Zmieniłem trochę konstrukcję układu przestrajania na precyzyjniejszy, chociaż nie wygląda estetycznie ale po zamknięciu skrzynki i tak nic nie widać

[center]Obrazek[/center]

[center]Obrazek[/center]

Wzór na obliczenie wypadkowe pojemności jest tylko logiczny

[center]Obrazek[/center]

[center]Obrazek[/center]

Przekładnia 1:5 przy tych obrotach silnika i śrubie ciągnącej M 6mm daje ok jednego obrotu na sekundę / czyli 1mm przesuwu zespołu przestrajania (jednak za mało precyzyjne).

A teraz pomiary statyczne:

w takiej formie końcowej antena na środku pasma dostrojona ma odbitą na "zero" :mrgreen: (no wskazówka SWR'a niemrawo rusza się o pół grubości)
natomiast na krańcach pasma SWR nie gorszy jak 1,5 (oczywiście trzeba doganiać - dostrajać pojemnością)
bez dostrajania antena przyzwoicie z odbitą zachowuje się w granicach max 3 kanały w jedną lub drugą stronę rosnąc dalej skrajnie do max odbitej równej padającej.
Sprawdzałem również generatorem szumów i antena w rezonansie jest prawie idealnie jak trzeba - w zależności od częstotliwości pracy albo składowa indukcyjna przeważa albo pojemnościowa, jednak impedancja zawsze dąży do 50 om.

Po niedzieli będę chciał przetestować ją w łączności na różnych bandach i różnych emisjach.
Pobieżne testy łączności potwierdziły jej silną dwukierunkowość i tak sygnał z poza kierunku (tłumienie) był na granicy szumów, natomiast w kierunku wzrósł do S4 do 6.
To na razie tyle z ekspresowych testów.
Nie płacz kiedy odjadę
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Baza - Alan 87 + Sadelta Echo Master + 5/8 Spectrum 1600
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Mobil - Alan 28 + 747 + DV27
Awatar użytkownika
gibol1412
Posty: 157
Rejestracja: 2010-03-31, 16:43
Lokalizacja: Choszczno
Kontakt:

Post autor: gibol1412 »

Ja przynajmniej czekam na więcej testów. Temat anten zawsze bardziej ciekawił mnie jak innych :-> Ciągle tylko te radia i radia :merygreen:
73!
Jarek Choszczno
161NT043
SQ1PRC


Moje filmy
miost
Posty: 174
Rejestracja: 2009-08-03, 19:48
Lokalizacja: Łódź

Post autor: miost »

A jak te ze spłenieniem wymagań ochrony środowiska co do mocy wypromieniowanej ?????
Radio: YOSAN JC 2204
Antena: Sirio ML 145
matti201

Post autor: matti201 »

fotłem w niemczech , z tym ze KF-owe

Obrazek
pidey
Posty: 11
Rejestracja: 2010-03-10, 20:32
Lokalizacja: Dolny Śląsk

Post autor: pidey »

Zapomniałem dodać istotną rzecz o kondensatorze. Nie morze on przedłużać fizycznej długości anteny - obwodu pętli głównej, bo cały misterny plan :evill: wezmą i jak najkrótsze połączenia. Dla przykładu - na te śruby mocujące które widać na zdjęciach zamiast kondensatorów kielichowych miałem przykręconą płytkę z laminatu i wytrawione ścieżki tworzące pojemność, fizycznie przedłużały obwód pętli głównej i :evil: lipa, antena nie "zagadała" jak trzeba a ja jak głupi latałem w koło, nie wiedząc o co chodzi. Zamieszczam przykładowy schemat:

[center]Obrazek[/center]

Także wyliczenia to jedno a sposób wykonania to drugie i nie zawsze w parze one idą. Prawdopodobnie stąd biorą się złe oceny o tej antenie. Być może chodzi tu o wektory prądów w.cz. jakie płyną we wszystkich elementach tej anteny i stąd takie problemy. Jestem tylko praktykiem i rozważania teoretyczne zostawiam ... teoretykom :-)

Edit:

Co do ochrony środowiska - martwić się powinni ci, co będą nadawać mocą większą niż dozwolona, a ta antena by pracowała poprawnie musi być w rezonansie, a anteny w rezonansie same z siebie nie "produkują" nic ponad to co jest pożądane. Natężenie pola maleje / rośnie z kwadratem odległości, a więc jeśli mamy trochę rozumu - nie będziemy jej używać w bezpośredniej bliskości. Informacje o jej szkodliwości chyba wzięły się stąd, że wojska amerykańskie używały je ze względu na jej małe gabaryty i inne "plusy" w dużej bliskości od żołnierzy :-? i jej wpływie na stan ich zdrowia.

[ Dodano: 2011-03-20, 23:13 ]
Po raz kolejny ta konstrukcja dała mi lekcję pokory.
Wykonałem kolejny egzemplarz zmieniając nieznacznie projekt, wszystko super, pomiary reflektometrem, MFJ-em i generatrem szumu - SWR idealnie 1,1:1; montaż anteny na strychu pod spadzistym dachem krytym dachówką - porażka :-( :evil:
SWR nie lepszy jak 1,7:1
przeprowadzka na dach na niewielki maszt - SWR 1,1:1 polaryzacja pionowa (już lepiej :-D ) - i tu zonk :shock: - nie wiem o co chodzi ale to co zdawało się być oczywistym już nie jest takie oczywiste.
Kierunek promieniowania anteny (czyli kierunek pracy) zdawać by się mogło powinien być w osi koła a tak nie jest :-( , na antenie 5/8 sygnał na poziomie 7S a tu ginie w szumach, obrót anteny w kierunku korespondenta o 90st. i zdziwienie - jest zasięg ale tylko 4S :?:
Zmiana polaryzacji na poziomą (czyli do okólną) i jeszcze gorzej :cry: raport tylko 3S
:shock: teoria sobie a praktyka sobie :-(
Wytłumaczenie tego problemu znajduję (nie wiem czy słusznie) w odmienności współpracy anten pionowych (na CB takie są w znacznej większości a więc wykorzystujące falę elektryczną) z magnetycznymi.

Ponad 20 lat temu gdy zbudowałem pierwszy prototyp MPAM (małą pętlowa antena magnetyczna) porównywałem jej osiągi z anteną 1/4 fali wykonaną amatorsko i raczej nie do końca prawidłowo zestrojoną, to też mogłem być tą konstrukcją zachwycony. Teraz jednak porównując z dobrą anteną fabryczną 5/8 fali to porażka :-(
Nie rozumiem czy ja popełniłem jakiś błąd :?: czy tak ma być :evil:
Jedno jest pewne, jeżeli mamy do dyspozycji tylko balkon na zamontowanie anteny CB to ta antena się nadaje.

Tutaj więcej fotek z mojej nowej wersji MPAM

[ Dodano: 2011-03-20, 23:19 ]
Obrazek Obrazek
Nie płacz kiedy odjadę
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Baza - Alan 87 + Sadelta Echo Master + 5/8 Spectrum 1600
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Mobil - Alan 28 + 747 + DV27
Awatar użytkownika
astronom
Posty: 15
Rejestracja: 2011-05-04, 08:37
Lokalizacja: Kraków

Post autor: astronom »

Dodam do tematu swoje 'trzy grosze' gdyż przeprowadziłem kiedyś trochę prób z taką konstrukcją.
Antena tego typu ma raczej więcej minusów niż plusów.
Do minusów należą: niska efektywność , problemy konstrukcyjne (duża podatność na rozstrojenie pod wpływem warunków atmosferycznych) , duży wpływ otaczających przedmiotów na charakterystykę promieniowania.
Właściwie jedynym plusem i to tylko w niektórych przypadkach jest bardzo duża wąskopasmowość anteny (eliminacja sygnałów harmonicznych i pasożytniczych pochodzących ze źle odfiltrowanych końcówek mocy) oraz stosunkowo małe gabaryty.
Jest to na dobrą sprawę obwód rezonansowy dostrojony do ściśle określonej częstotliwości.
Większa składowa magnetyczna niż elektryczna w praktyce nie daje żadnych wymiernych korzyści choć niektóre źródła podają że tego typu pole elektromagnetyczne z większą łatwością pokonuje przeszkody typu budynki żelazobetonowe.
Niestety w ogólnym rozrachunku nie jest to prawdą ponieważ równie ważna jest składowa elektryczna.
Chciałem jednak pochwalić kolegę za podjęcie prób , jest to jak najbardziej pozytywne.

Pozdrawiam 73
ODPOWIEDZ

Wróć do „Stacjonarne”