После получения наблюдательского или личного позывного у любого начинающего радиолюбителя встает два вопроса: какую приобрести или построить аппаратуру и какие установить антенны для работы в эфире. Вот об антеннах и пойдет речь в этой статье. Для чего нужна антенна – знает каждый, имея хотя бы даже опосредованное отношение к радиотехнике. А вот какие бывают антенны, как их изготовить, установить и настроить начинающий радиолюбитель зачастую не знает.

Радиолюбители в основном работают на коротких (КВ-диапазон) и ультракоротких (УКВ-диапазон) волнах. Возможна ли нормальная работа в эфире без наличия хорошо настроенных и грамотно установленных антенн? Отвечу – невозможна!!! Проводить даже относительно ближние связи (речь идет, конечно же, не о соседе по квартире или дому) без хорошей антенны нельзя, и причин тому как минимум две. Первая причина – несогласованная антенна (например, кусок провода произвольной длины, идущий вдоль плинтуса, свисающий с балкона, щуп от тестера и т.д.) имеет крайне малый коэффициент усиления как на прием, так и на передачу (поскольку антенна – устройство обратимое), и ничего кроме ближних мощных станций и огромного количества помех на нее принять никак не удастся. Вторая причина – передатчик откажется работать на несогласованную антенну, так как согласование между антенно-фидерным хозяйством и трансивером будет отсутствовать, в фидере (коаксиальном кабеле, питающем антенну) возникнет огромная стоячая волна и вся мощность вместо излучения, как положено, в эфир, уйдет обратно в передатчик. О таком явлении еще говорят – высокий КСВ (коэффициент стоячей волны) – то есть отношение прямой волны, которая излучается в эфир, к отраженной волне, которая бесполезно отражается от рассогласованной антенны в выходной каскад трансивера или усилителя. Идеальный КСВ, к которому стремятся все радиолюбители и профессионалы-связисты – 1.0, то есть единица. Это говорит о том, что отраженная волна отсутствует и антенна согласована. Работать с КСВ выше чем 1.5-2 среди радиолюбителей считается дурным тоном.
Чем опасен высокий КСВ? Вот представьте, что Ваш трансивер имеет выходную мощность в 100 Вт. При нормальном режиме работы вся эта мощность уходит в эфир, а на коллекторе выходного транзистора или на аноде лампы рассеивается незначительная мощность потерь, переходящая в теплоту (вспомним школьную физику, закон Джоуля-Ленца). А теперь представьте, что произойдет, если мощности некуда станет выходить, не будет нормальной нагрузки? Правильно, она вернется в виде тепла и беспощадно сожжет дорогостоящий выходной транзистор или лампу, попутно уничтожив или изрядно подпортив другие элементы выходного каскада передатчика (катушку, конденсаторы, реле и др.). Как говориться, вам оно надо? КСВ измеряется прибором, который называется КСВ-метр (см. на фото ниже).

Но никакая антенна не будет работать, если не обеспечить ее связь с радиостанцией. Линией связи между антенной и трансивером служит фидер, а совокупность антенны и фидера называют антенно-фидерным устройством (АФУ). В качестве фидера чаще всего выступает коаксиальный кабель. Устроен он так: главным проводником сигнала в коаксиальном кабеле является центральная жила – внутренний проводник. Она выполнена в виде гибкого проводника из меди или (реже) покрытого медью алюминия. Почему алюминий иногда покрывают медью? Проводимость меди гораздо выше, нежели алюминия, но и стоимость больше, а поскольку ток высокой частоты течет по поверхности проводника, то наружную сторону проводника выполняют из обладающего лучшими радиотехническими свойствами материала, а сердечник делают из более дешевого, но с худшими свойствами. И такой кабель в результате стоит дешевле. Центральная жила любого коаксиального кабеля покрывается диэлектрической оболочкой, то есть изоляционным материалом. Он обеспечивает электрическую изоляцию центральной жилы и необходимую волновую проводимость (передачу радиоволны внутри кабеля). Внутреннюю оболочку часто делают из полиэтилена, вспененного полиэтилена, фторопласта. Оболочку покрывает внешний проводник, также называемый экраном или оплеткой. Он выполняется в виде оплетки, метализованной фольги, реже – гофрированной трубки. Используемые материалы, как правило – медь (что лучше), алюминиевые сплавы. Внешний проводник (оплетка) защищен от механических повреждений и погодных воздействий слоем наружной изоляции из прочного поливинилхлорида или полиэтилена.

На фото: коаксиальный кабель РК50-7-11

Важно следить, чтобы наружная изоляция кабеля не была повреждена, на ней отсутствовали порезы, проколы, прожженные участки, трещины. Любое соединение коаксиального кабеля нужно надежно герметизировать, иначе в кабель попадет вода и он потеряет все свои первоначальные свойства.

Для герметизации можно использовать автомобильный герметик, клей и (на худой конец) пластилин. Но у пластилина есть свой минус – на морозе он трескается, а в жару может запросто стечь, обнажив место герметизации и сведя все Ваши старания на «нет». Для радиосвязи кабель, залитый водой и имеющий механические повреждения, использовать нельзя. Определить по внешним признакам, попадала ли в кабель вода, можно – для этого на несколько сантиметров с обеих сторон зачистите оплетку и центральную жилу. Если на меди есть зеленый налет (грязно-серый на алюминии), следы коррозии, оплетка влажная или (бывает и такое) из бухты кабеля сочится вода – не используйте такой кабель, как бы вас в этом не убеждали – работать нормально он не будет, увы, никогда. Не пытайтесь каким-то образом просушить кабель – это бесполезно. Любой коаксиальный кабель, как правило, характеризуется несколькими параметрами.

Основной, и наиболее важный параметр – это волновое сопротивление. Чаще всего встречаются кабели с волновым сопротивлением в 50 и 75 Ом, реже – 100 Ом. В последнее время стандартом де-факто для систем радиосвязи является волновое сопротивление в 50 Ом, в телевизионной технике как правило кабельные линии имеют сопротивление в 75 Ом.
Что касается выбора кабеля – то лучше выбирать кабель большего диаметра и с более густой оплеткой – такой кабель сможет выдержать большую мощность, а потери в нем гораздо ниже, чем в тонком коаксиале с редкой оплеткой. Также по возможности старайтесь избегать кабелей с омедненной центральной жилой и редкой алюминиевой оплеткой – несмотря на дешевизну, такой кабель работает относительно плохо даже на низких частотах, потери в нем велики как на прием, так и на передачу. Еще один нюанс – подобный некачественный кабель может начать пропускать излучение через экран, то есть сам стать паразитной «антенной», что несомненно наведет помехи на бытовую аппаратуру (телевизоры, магнитолы, колонки). У соседей это выразится в виде «хрюканья» и фона из динамиков, ряби на мониторах при Вашей работе телефоном или щелчков при работе телеграфом. Не хотите проблем с соседями? Постарайтесь найти хороший кабель и правильно настроить антенну. Как известно, скупой платит дважды.

Также стоит коснуться вопроса антенных изоляторов. Задача антенного изолятора – создать диэлектрическую (не проводящую ток) среду, разделить элементы антенны, обладающие различным потенциалом. Вы наверняка встречались с изоляторами, используемыми в электроэнергетике. На изоляторы крепятся провода линий электропередач, сети проводного радиовещания, сети уличного освещения. Для антенного хозяйства также были созданы специальные виды изоляторов. Чаще всего радиолюбителями используются «орешковые» изоляторы из фарфора. Такие изоляторы разрабатывались для военной связной техники. Они неприхотливы, имеют достаточную механическую и электрическую прочность, способны безотказно служить не один десяток лет. Сейчас достать их не проблема, однако если их нет, можно изготовить изоляторы самостоятельно, к примеру, из плотного текстолита, фторопласта или толстого оргстекла. Ни в коем случае не пытайтесь выполнить деревянные «дощатые» изоляторы – они подведут Вас при первом же дожде, ухудшив параметры антенны или вовсе вызвав электрический пробой. Не лучше и «изоляторы» из капроновых веревок и прочих подручных средств. Помните, одно дело когда вы работаете с постоянным током или током низкой частоты, другое дело – высокочастотные устройства и оборудование. Понятия об электрической изоляции на низкой и высокой частоте несколько разнятся, и материал, который нормально бы себя вел в низкочастотной электрической цепи, в высокочастотной с легкостью может Вас подвести.

На фото: орешковые изоляторы

Немаловажным вопросом является материал, из которого можно изготовить антенное полотно. Хорошим вариантом является антенный канатик – это особый довольно прочный сплав электротехнической меди, проводники которого сплетены между собой и напоминают канатик. Антенный канатик, увы, имеет недостаток – он окисляется на воздухе, поскольку ничем не защищен от окружающей среды. Для антенного полотна можно использовать гибкий многожильный медный провод сечением 1,5 и (желательно) более кв.мм. в хлорвиниловой изоляции. Единственное, чего стоит опасаться при использовании такого провода – он более чувствителен к механическим нагрузкам, и при определенных условиях (порывистый ветер, перенатяжение, обледенение, воздействие восседающих на полотне антенны ворон и других птиц) может оборваться, особенно если длина антенного полотна значительна. Радиолюбители также нередко используют полевой витой телефонный кабель – «полевку». Она представляет собой две сплетенных вместе жилы, состоящие из нескольких медных и сталистых проводников. Полевка обычно прочная и дешевая, но из-за присутствия стальных проводников, обладающих большим удельным сопротивлением и малого сечения для изготовления КВ-антенн пригодна ограниченно.

На фото: антенный канатик

И напоследок, старая радиолюбительская мудрость:
ЗАПОМНИТЕ: САМЫЙ ЛУЧШИЙ УСИЛИТЕЛЬ - ЭТО АНТЕННА!

В следующей части рассмотрим основные виды КВ и УКВ-антенн, а так же простые конструкции антенн, пригодных для повторения начинающему радиолюбителю.

Продолжение следует!

73!
Дмитрий Борисов (UA3EID),
г.Орел

http://r3e.ucoz.ru/publ/antenny_nachinajushhego_radioljubitelja_chast_1/1-1-0-2