Самодельные вещательные антенны и АМ передатчики диапазона 200 метров

[RZ6FE]

Бесполезно. Эти не проснутся.

А вдруг?! Надежда основана на философском девизе в подписи одного из этих:

ПЬЯНЫЙ проспится, ДУРАК - никогда!

[RN2D]

Чтоб я так жил - сопля в 17 лет выбрала "профессию"..

Что Вас в этом возмутило? Что плохого в том, что молодой человек обозначил себе цель?

[RN2D]

Вы полагаете, что зеленоглазые вещатели не нарушат порядок на ВЕЩАТЕЛЬНЫХ участках эфира?

Илья, уважаемый, всё зависит от воспитанности отдельно взятого человека, а неадекватных хватает и среди обладателей легальных позывных.

[RX3X]

всё зависит от воспитанности отдельно взятого человека,

Конечно!!
Но, прочтя пост 244, вывод напрашивается совсем другой.
Традиционное радиолюбительство опошлено деньгами, деградировало, и насквозь погрязло в матершине.
Туда нельзя пускать не то чтоб детей, но даже студентов, которым, как известно, палец в рот не клади ни по части острого словца, ни по части всех остальных радостей жизни.
Вот такой можно сделать вывод.
Но мы-то знаем, что это далеко не так.
ТС-у совет: посещать не только раздел, посвященный свободновещательным антеннам, но и технические разделы на этом, и соседнем сайте, плюс невредно походить по персональным страницам многих радиолюбителей.
Там можно с удивлением узнать, что любители не только разрабатывают и делают самодельные трансиверы, смесители, детекторы, синтезаторы, пульты управления, удаленные шэки, усилители, блоки питания, измерительную технику, антенны, но и те-же UW3DI&UA1FA и другие, не потому, что в этом есть практический смысл, а просто от души и для души.
Пост 244 - это очень замечательный пост.

[UD4A]

Пост 224 - это очень замечательный пост.

Прошу пардону, 224 это в каком исчислении? Если в моем (с начала темы), это вроде-бы обычный пост Александра RZ6FE?

[UA3AIF]

Прошу пардону, 224 это в каком исчислении?

Ну, это совсем просто --- получается 244

[RX3X]

прямая ссылка
http://forum.qrz.ru/24-radio-i-tv-ve...ml#post1421428
С некоторыми тезисами, увы, согласиться можно.
Но общий тренд поста мной оценивается крайне негативно.

[micyaylo]

Кто желанный, кто не очень..
Какие тут могут быть возражения?

Возражений нет...

[R3DE]

Пост 244 - это очень замечательный пост.

Мне этот пост НЕ НРАВИТСЯ.
Что не слово - то высосано из пальца. Какое то гипертрафированное личное мнение человека оторванного от реальности. Иностранный агент какой то . Чесссное слово.
Ну например вот:

Помнится, в радиоклубах и экзамен по радиотехнике принимался! И люди к нему готовились! И книжки читали! Помнится и полгода на постройку радиостанции отводилось! Помнится, и экзамен по морзянке был!

Я две неделе назад был в клубе. Новичек сдавал экзамен. Сам. Никто не помогал(хотя могли). Сдал. Его поздравили. Начались разговоры...какой передатчик, какие антенны, как лучше сделать.... Атмосфера - как когда то, я удовольствия получил ...больше чем от карточек.



Через неделю опять поеду. Особенно и не надо, но... НОВЫЙ ГОД отметим. Что может быть лучше?

[RZ6FE]

не всем тут писать можно - да? Александр?

При чём здесь я? Пишите на здоровье. По писанному о вас и судить будут:

Михаил, а вот это наверное не для вас задача , а для студенток,
выбравших себе на будущее "нелегкий хлеб" вещателей.
Послушал по ссылке Сергея впервые запись их программы
они, блин, там оказывается на "продюссеров" реально учатся..
Чтоб я так жил - сопля в 17 лет выбрала "профессию"..

Не стыдно человека соплёй называть?!

[UA3ALW]

Когда в диалогах на форумах иссякает предмет разговора, или участники по каким-либо причинам некомпетентны в объявленной теме на уровне фактов (а пофлудить хочется) начинаются личные разборки или словоблудие из разряда "нравится-ненравится". Или того хуже - высказывание личных мнений (кому какая разнится, что кто-то там чего-то себе мнит?) вместо того, чтобы оперироваль исключительно фактами и практическими результатами (как это делают уважающие себя люди).

Поэтому добавляю конкретный предмет, который обещал.

Какой должен быть КПД антенны (сколько должно уйти в тепло), что бы прогреть... зимой... полотно антенны изготовленного из добротного, медного канатика.

Ну, что ж, давайте посчитаем.
Положим, что "добротный медный канатик" имеет следующие параметры:
Пусть он будет из жесткой (неотожжённой) меди с внешним диаметром 3,5 мм.
Структура его пусть будет двойного плетения: внутренний повив 7 жилок, будет в одну сторону, а наружный - из 12 жилок, в другую.
Куда какой повив направлен (влево или вправо) для данной задачи значения не имеет. Главное, что б в разные стороны.
Таким образом, толщина канатика в 3,5 мм образуется пятью жилками (одна центральная, две из внутреннего повива и две из внешнего).
И получается, что диаметр каждой жилки должен быть 0,7 мм. А всего таких жилок 1 + 6 + 12 = 19.
Погонная масса одного метра такого канатика составит: 19 х 8,93 х Пи х 0,7 х 0,7 / 4 = 65,3 грамма.
Здесь удельная масса меди 8,93 грамма на кубический сантиметр.
Если бы через такой канатик протекал постоянный ток, то его электрическое поперечное сечение было бы равно геометрическому и составило бы 19 х Пи х 0,7 х 0,7 / 4 = 7,3 квадратных миллиметра.
Но через канатик течет переменный ток высокой частоты и из-за скин эффекта, течет он лишь по поверхности проводника.
Эквивалентная глубина скин слоя в микронах в медном проводнике для средней частоты 200 метрового диапазона 1532 кГц, составит: s = 66,2 / (корень из частоты в МГц) = 53,5 микрона или 0,0535 мм. Подробнее тут: http://www.cqf.su/technics/img/Skin-effekt.GIF
Таким образом, получается, что электрическое сечение канатика будет значительно меньше, и в нем будут участвовать лишь внешние 12 жилок, да и то, лишь наполовину, внешней стороной, обращенной наружу канатика.
Посчитаем: ВЧ-сечение = 12 х 0,5 х Пи х 0,7 х 0,0535 = 0,7 квадратных миллиметра.
И погонное сопротивление такого канатика в 200 метровом диапазоне составит: 0,0175 / 0,7 = 0,025 ома на метр.
Здесь 0,0175 - удельное сопротивление меди: ом на миллиметр квадратный / на метр.

Далее надо задаться типом антенны, поскольку распределение тока в ней неравномерное (в антенне – стоячая волна и ток изменяется в общем случае по синусоидальному закону). Будем считать, что антенна представляет собой относительно высоко повешенную «Веревку», длиной четверть волны с учетом, разумеется, коэффициента укорочения. То есть, 46,5 метра. И распределение тока в ней косинусоидальное от точки питания к ее концу. Ток в начале антенны максимален, в конце – равен нулю. То есть, антенна будет нагреваться неравномерно. И ее кончик, да, что там, и похоже весьма длинный ее конец, останется холодным.
В первом приближении, считая коэффициент формы синусоиды 0,7071 и при квадратичной зависимости мощности от протекающего тока, можно сказать, что интенсивно греться будет половина антенны, обращенная к передатчику, а дальний хвост в половину длины останется холодным. На самом деле тепло будет плавно спадать к концу антенны.

Итак, в первом приближении, будем считать, что греется половина антенны.
Длина половины антенны – 23 метра.
Масса половины антенны – 1500 грамм.
Сопротивление (на ВЧ, разумеется) проводника половины антенны – 0,575 ома.

Чтобы определить ток, протекающий в антенне, необходимо знать ее входное сопротивление. Поскольку мы договорились, что «Веревка» из «добротного медного канатика» – резонансная, и висит оносительно высоко, то ее входное сопротивление активно и по классике равно 36,6 ома.

Таким образом, эквивалентная схема нагревателя будет представлять собой два сопротивления, включенных последовательно: 36,6 ома, мощность с которого улетает в эфир и 0,575 ома, мощность которого греет антенну.
Соотношение этих сопротивлений будет: (36,6 + 0,575) / 0,575 = 64,7.
То есть, в первом приближении одна 65-ая часть мощности передатчика будет греть антенну.

Теперь давайте посчитаем, а сколько же надо мощности, чтобы при (ну, например) двадцати градусах мороза антенна нагрелась до 20 градусов тепла.
Перепад температур – 40 градусов.
Будем считать, что погода безветренная. Иначе с ветром мы просто ничего не посчитаем.

Q = с х m (t2 – t1) = 0,38 х 1,5 х 40 = 22,8 джоуля.

Иными словами, чтобы нагреть полтора килограмма меди, куском, на 40 градусов, необходимо сообщить 22,8 джоуля энергии. Это можно сделать тепловой мощностью 22,8 Вт – за одну секунду или мощностью 10 Вт за 2,3 секунды. Однако, надо не забывать, что из-за контакта с окружающей средой мощность уходит на теплопроводность воздуха, конвекцию и тепловое излучение и реально лишь половина идет на нагрев самого куска меди.
Если же эта же медь растянута в проволоку, то здесь надо учитывать уход тепла в пространство за счет теплового излучения и теплопроводности воздуха и конвекции в гораздо большей степени. Задачка не сложная, но уж больно муторная и долгая. Если честно, мне надоело читать лекцию по элементарной физике из школьного курса.
Для особо интересующихся, есть великолепная книга: "Элементарный учебник физики" под ред. акад. Ландсберга в трех томах. Лучший учебник!!!

Если прикинуть, то уход тепла с тонкой проволоки составит почти 90%. И для того, чтобы она нагрелась, надо сообщить ей, соответственно раз в 10 больше энергии – пусть будет 228 джоулей.

То есть, при исходной расчетной мощности потерь в проводе антенны, к примеру, 10 Вт, мощность передатчика должна быть в 650 раз больше. То есть, 6500 Вт. Многовато.... Хотя коэффициент наглости 6,5 не так уж и много. В соревнованиях, догадываюсь, и больше бывает. Хотя, сам не видел.

Однако!
Если мы с Вами вспомним из нашего детства кабинет физиотерапии в поликлинике и прогревание токами УВЧ – многие, наверное, подвергались этой процедуре, то для согревания достаточно тогда было мощности генератора 40 или 80 Вт (два режима было на приборе). Так, что полагаю, воробьи грелись не от нагретой проволоки, а ВЧ полем, которое есть вокруг антенны. Тогда передатчик в 25 – 50 Вт создаст для воробьев вполне комфортные условия.

Впрочем, чтобы приготовить воробьиное мясо в микроволновке, нужна также меньшая мощность, раз в 10, чем необходимая для нагрева проволоки. :-)

[UA3ALW]

Из вашего, богатого опыта вещания, насколько большие потери в мощности при оледенении антенны?

Из "богатого опыта вещания" не столько принципиальны потери мощности из-за обледенения (даже 50% это лишь 3 дБ, и не такое уж принципиальное сокращение дальности вещания на СВ (там дальность вещания и напряженность поля в точке приема зависит от квадратного корня из мощности), сколько расстройка антенного контура и снижение излучаемой мощности именно из-за ухода от резонанса (а это уже больше чем 3 дБ). Ну, и перекос АЧХ, вдобавок, приводит к искажениям модуляции весьма широкополосного вещательного сигнала с полосой 16 кГц. Боковые становятся разными и это неприятно звучит.
Этот эффект можно компенсировать самому слушателю противоположной расстройкой радиоприемника (если он аналоговый), но создается неприятное ощущение что станция "уходит" и частота ее нестабильна. Хотя, синтезатор стоит как вкопанный!!! Вспомните, как слушали "вражьи голоса" в 70-е годы. Там, правда, эффект перекоса боковых возникал как следствие отражения от ионосферы. Позже, для борьбы с этим эффектом даже придумали излучать в эфир радиовещательный сигнал, содержащий одну боковую с половиной несущей. До сих пор в ГОСТ-е на вещательные КВ передатчики есть требование к режиму модуляции R3E. Но качества это не добавило. Хотя энергетика радиолинии поднялась, но появление линейного тракта в передатчиках напрочь убило весь выигрыш КПД снизился). И такие станции как бы смещались по частоте на половину сетки (на КВ вещательная сетка 5 кГц). Много с чем экспериментировали....

Как вы с этим боретесь?

Для проволочных антенн - это многопроводные объёмные или плоские излучающие полотна. Отсюда - "многохвостки" или "колбаски". Они применялись в радиовещании задолго до моего рождения и даже до того, как родился Сергей Иванович Надененко. :-). Их обледенение не приводит к расстройке. В книге приведены практические чертежи их конструкций.

Для антенн-мачт из трубок - это конструкция, рассчитанная на продуваемость снизу тёплым (не горячим!) феном с большой производительностью вентилятора. И греть надо не снизу, а с середины мачты! А подавать туда теплый воздух следует внутри мачты с помощью длинной теплоизолированной пластмассовой трубки (противоток). Собственно, именно такая антенна приведена в книге под названием "Зонтик-25". Приведены все чертежи и даже список всего крепежа и такелажа и чертежи заделки. Бери и делай! Ее проект родился, когда успешно переживший обледенение 2010 года "Зонтик-14" оттаивал больше недели, а отбивать лед с подпятника и опорных изоляторов мне совсем не хотелось.

[R3DE]

толщина канатика в 3,5 мм ..............., мощность передатчика должна быть ..........., 6500 Вт.

Никому в голову не придет 6500вт вдувать в 3.5 мм канатик.
Расчеты ...ради расчетов. Хи

[RV3MP]

Задачка не сложная, но уж больно муторная и долгая. Если честно, мне надоело читать лекцию по элементарной физике из школьного курса.

Спасибо большое. Не смотря на занятость, объяснили, рассказали.

Будем считать, что погода безветренная. Иначе с ветром мы просто ничего не посчитаем.

Это - точно.
Конец декабря, вылезли на мачту 45 метров, "прохладно"... -25С°, ветерок освежающий...
Паяльник 40Вт, можно было в руках держать... за нагреватель... без ожогов.
Увеличив ему площадь "нагрева"... инеем бы покрылся.
Впрочем, я... всё понял, на основные вопросы вы ответили очень подробно (еще раз спасибо).
Пожелаю вам успехов в развитии безнадежного дела СВ вещания.

[R3DE]

Не знаю как воробьи греются на работающих антеннах, у них должны в первую очередь обгореть лапки, но это не имеет отношения к нагреву полотна.