Антенны для радио: какими бывают и как подключить?

Антенна для радио в диапазоне FM и УКВ – незаменимый вариант для тех, от которых ближайший ретранслятор находится где-то за горизонтом. На рубеже тысячелетий часто встречались радиослушатели, которые, например, хотели поймать «Европу Плюс», находясь от ближайшего крупного города за 100 км, но музыкальный центр выдавал лишь шум.

Разберемся, какими бывают антенны для радио, и как их подключить.

Антенна для радиоприёмника должна быть несложной в исполнении, но эффективной. Она позволяет выйти из зоны радиотени, для этого её поднимают на несколько метров. Вам повезло, если вы живёте на последнем этаже высотного дома – длина фидера (кабеля) будет небольшой. В противном случае рядом с антенной размещают радиоусилитель: несколько десятков метров кабеля способны поглотить сигнал, принятый наверху, и толку от антенны не будет.

Антенна для радио может быть любой:

• четвертьволновая или на 3/4 волны штырь;
• симметричный вибратор (два четвертьволновых штыря);
• петлевой возбудитель;
• директорная или логопериодическая (конструкция достигает впечатляющих размеров);
• линейка диполей, выстроенных в ряд (такие антенны ставят на ретрансляторах ТВ каналов и радиостанций, для базовых станций сотовой связи);
• магнитная.

Чаще всего встречаются телескопические антенны, они есть в каждом мобильном FM-приёмнике.

Еще один вариант легко получить, присоединив к одной из телескопических антенн центральный проводник коаксиального кабеля, к другой – его оплётку. Антенны разводятся в разные стороны и не лежат в одной плоскости.

Третья конструкция должна быть размером с половину длины волны.

Для FM-диапазона нужны штыри и «петля» длиной в 1,5 м.

Последний вариант будет вышиной с трёхэтажный дом: такие антенны расположены на телебашнях, где места для них вдоволь, для бытового применения они не подойдут.

Автомобильная антенна для FM-приёма – укороченный штырь, к которому для компенсаций потерь сигнала полагается встроенный в корпус усилитель. Эффективность такой антенны можно существенно поднять, нарастив штырь до 75 или 225 см.

В ответ на приходящие радиоволны, представляющие собой переменное электромагнитное поле, антенна откликается появлением разнонаправленных токов, появляющихся при приёме радиоволн. Частота переменного поля совпадает с частотой излучения передающей антенны, подключённой к выходу передатчика. Возникающий в приёмной антенне ток совпадает с частотой тока, на которой и работает передатчик.

Если размеры антенны являются кратными длине волны, то можно добиться резонанса на принимаемой частоте, благодаря которому качество приёма является наилучшим. Этого и добиваются, изготавливая антенны под определённую частоту, среднюю для конкретного диапазона. Например, для FM-диапазона это частота 98 МГц – длина волны чуть больше 3-х метров, следовательно, четвертьволновой штырь достигает чуть больше 75 см. Телескопическая антенна, позволяющая регулировать длину, может быть выдвинута в точном соответствии с частотой принимаемой радиостанции. Так, для частоты 100 МГц длина антенны должна быть строго 75 см.

Единственная функция внешней (дополнительной) антенны – увеличить дальность приёма в местах очень слабой радиосвязи. Так реализуется дальний и сверхдальний приёмы. Большим спросом автомобильная антенна пользуется у дальнобойщиков, которым нужна качественная связь и приём на многие десятки километров пути. В радиомагазинах часто продаются антенны с очень коротким штырём – всего 10-25 см. Непрофессионал, особо не разбирающийся в радио как таковом, берёт, что дают – он не догадывается о том, что, если штырь нарастить до нужной длины, качество приёма заметно улучшится.

Дань моде на миниатюризацию и лёгкость любых устройств одерживает верх – в итоге качество далеко от ожидаемого.

Хорошая антенна для УКВ проявит себя ещё лучше, если её использовать как наружную. Антенны с усилителем называют активными (усиливающими). Мощные антенны в основном ставят на радиоретрансляторах, радиорелейных линиях (радиостволах), где качество приёма и передачи должно быть максимальным. К комнатным антеннам относят в основном штыревые (уже знакомые телескопические) и рамочные. Последние встраивают в музыкальные центры, радиоколонки – они располагаются либо в виде дорожки на печатной плате, либо встраиваются в другое место под крышкой корпуса и имеют вид спиральной плёнки, согласующей петли, в виде катушки и другого.

К направленным антеннам относят несколько видов устройств.

Волновой канал (директорная антенна) и логопериодическая. У первой направляющие штыри (директоры) расположены симметрично, у второй – в «шахматном» порядке (половина длины штыря волнового канала). Возбудитель – стандартный петлевой вибратор, а отражатель – фрагмент сетки с ячейками, размер которых во много раз меньше длины волны, то есть он непроницаем для приходящих с фронтальной стороны волн. Они, в свою очередь, отражаются обратно на вибратор, за счёт этого и достигается дополнительное усиление сигнала. Директоры обеспечивают острую направленность в сторону, куда направлена антенна.

«Тарелочная» – достигает значительных размеров. Практически не используется в быту, зато востребована в космических обсерваториях. Чтобы принять с её помощью сигнал на частоте FM, она должна быть высотой с 25-этажную новостройку – линейка диполей по длине при этом достигает высоты 5-этажной «хрущёвки». Но «тарелка» нашла применение в приёме спутникового ТВ, для обмена данных по сетям 3G, 4G (в модемах USB), Wi-Fi и WiMAX.

Двойная телескопическая, или симметричный диполь, применяют для радиоприёма в домашних условиях. Проста в сборке и установке. Её направленность недостаточно острая, но для относительно низкочастотных (по сравнению с теледиапазоном современного цифрового ТВ) она сойдёт. Линейка симметричных диполей из-за больших габаритов используется в основном для сотовой и связи по Wi-Fi.

Магнитная – пара катушек на ферритовом или стальном сердечнике. Применяется не для УКВ, а на средних (530… 1710 килогерц) и длинных (148… 375 кГц) волнах – для приёма используется не электрическая, а магнитная составляющая радиосигнала. Имеет двустороннюю направленность, из-за чего AM-приёмник поворачивают, добиваясь максимума сигнала – особенно при удалении от AM-передатчика на сотни и тысячи километров.

Кроме телескопических и штыревых, к ненаправленным относят метёлочную антенну. Это отрезки проволоки, спаянные в одном месте, к которому присоединён центральный проводник кабеля. В качестве противовеса используется заземление оплётки. Как и штырь, «метёлка» имеет шаровую (ненаправленную) диаграмму – максимум (пучность) направленности излучения у неё отсутствует. В продаже практически не встречается, но каждый может её изготовить самостоятельно.

Четвертьволновой штырь не требует особого подключения – провод припаивается ко входу радиоплаты приёмника. Симметричный вибратор и более сложные антенны требуют коаксиального кабеля, так как одна из сторон является противовесом для другой и припаивается к оплётке кабеля, а не к центральному проводнику. Похожим образом подключаются директорная, логопериодическая, линейка диполей, простейший петлевой вибратор.

Если вы живёте в деревне, где, кроме фонарных столбов, господствующая высота отсутствует, строго рекомендуется к противовесу (оплётке) подключать защитное заземление. Рядом с антенной ставится ещё один штырь, выше неё по действующей высоте, и также подключается к заземлению – это громоотвод. Если о последнем не позаботиться, то при ударе молнии можно не только лишиться радиоприёмника, но и, находясь рядом с ним, получить смертельный удар током – напряжение искрового разряда может достигать 100 млн вольт, что является несовместимым с жизнью.

О том, как сделать FM-антенну для приемника своими руками, смотрите далее.