Wersja końcowa:
Etapy powstawania anteny Magnetic-Loop:
Opis konstrukcji
Projekt:
W literaturze oraz Internecie jest wiele opracowań dotyczących pętlowej anteny Magntic-Loop. W Polsce funkcjonuje głównie pod nazwami: antena ramowa, pętlowa lub pierścieniowa. Mój projekt uwzględnia przede wszystkim informacje zawarte w książce "Anteny łatwe do ukrycia" autorstwa Krzysztofa Dąbrowskiego OE1KDA.
Materiał stanowi 32. tom "Biblioteki polskiego krótkofalowca" i jest łatwo dostępny w sieci. Dostępny jest również tutaj.
Cytując wspomnianą książkę:
Obszerne opracowanie dotyczące tego typu anten znajduje się również tutaj. Przy projektowaniu anteny Mag-Loop pomocne były również kalkulatory dostępne tutaj oraz tutaj. Nieocenione było również wsparcie merytoryczne i techniczne udzielone przez Grzegorza SQ2RBY który zbudował kilka takich anten. Jego wskazówki pozwoliły uniknąć wielu błędów w projekcie oraz na etapie konstrukcji anteny.Najkorzystniejszą formą anten magnetycznych jest okrąg. Typowe średnice fabrycznych anten dla pasm 40-20m wynoszą około 1,5m. [...] Do zasilania i dopasowania anteny służą przeważnie pętle o średnicy 1/5 - 1/6 średnicy pętli anteny. [...] Ze względu na wysokie napięcia występujące na kondensatorze, ręczne dostrajanie anteny jest zasadniczo możliwe tylko przy małych mocach.[...]
Ważnym czynnikiem przy projekcie tej anteny jest uwzględnienie materiału z którego ma zostać wykonana pętla główna anteny. Najepszym przewodnictwem cechuje się miedź, moja konstrukcja wykorzystuje aluminium, najmniej efektywna jest stal. Istotny jest również przekrój poprzeczny przewodnika z którego wykonana jest pętla główna (im większy tym lepiej). Przy antenach wielopętlowych (małych antenach na niskie pasma) istotny jest również odstęp między pętlami.
Budowa:
Antena przyjęła formę okręgu o średnicy 100cm wykonanego z rury PEX PE-XB/AL/PE-RT o średnicy zewnętrznej 20mm. Tym samym pętla zasilająca miała średnicę 20cm (1/5 średnicy pętli głównej). Materiałem użytym do wykonania pętli zasilającej był drut miedziany o polu przekroju 2,5mm2 w izolacji z tworzywa sztucznego. Elementem strojeniowym anteny był dwusekcyjny kondensator zmienny o pojemności 2x 5-120pF. Zastosowałem przełącznik elektryczny pozwalający na zmianę trybu pracy - wykorzystana może zostać jedna sekcja kondensatora lub dwie sekcje połączone w sposób równoległy. W drugim przypadku wzrasta pojemność kondensatora kosztem zmniejszenia maksymalnego napięcia jakie może odłożyć się na kondensatorze zgodnie z wzorem na pojemność kondensatora. Oznacza to że można pracować nadawczo z mniejszą mocą. Na rysunku poniżej został pokazany schemat konstrukcji anteny Magnetic-Loop.
Schemat anteny Magnetic-Loop:
Strojenie:
Antena Magnetic-Loop do strojenia wykorzystuje kondensator zmienny. Aby możliwe było dostrojenie anteny do wybranej częstotliwości, należy zmieniając położenie rotora zmieniać pojemność kondensatora. Przy zmianie pojemności zmienia się częstotliwość rezonansu anteny. Zgodnie z wskazówką Grzegorza SQ2RBY sprawdziłem czy niższe wartości współczynnika fali stojącej możliwe są do uzyskania przy zastosowaniu takiego kształtu pętli zasilającej aby przylegała ona do pętli głównej jak największą długością. Twierdzenie to okazało się słuszne, tym samym pętla zasilająca mojej anteny przyjęła kształt inny niż okrąg. Zaprezentowane zostało to na zdjęciach powyżej. Strojenie anteny Magnetic-Loop jest trudne przede wszystkim przez mało precyzyjne zmiany w pojemności kondensatora.
Wykres SWR anteny Magnetic-Loop:
Antena stroi się bardzo ostro. Zastosowany kondensator posiada duży zakres pojemności (dwie sekcje po ok. 5-120pf). W związku z tym nawet bardzo delikatny ruch rotora oznacza dużą zmianę częstotliwości rezonansowej. Jeżeli dodać do tego ostrą charakterystykę współczynnika fali stojącej (SWR) dokładne dostrojeine okazuje się dużym wyzwaniem. Ale jest to możliwe do wykonania.
Ogólne problemy przy strojeniu anten (nie wynikające z ich konstrukcji) zarówno w przypadku anteny EH jak i Magnetic-Loop były zbliżone. Postanowiłem opisać je dokładniej w jednym miejscu. Szczegóły znajdują się na podstronie Pomiary.