Антенна и заземление

Само слово «радио» происходит от латинского radiare — излучать, что значит испускать лучи. Оно имеет общий корень с латинским словом radius — луч. Если ты из точки или окружности проведешь расходящиеся во все сто­роны прямые линии — лучи, то получится рисунок Солнца примерно в том виде, как его часто изображают малыши. А ведь в действительности так оно и есть: Солнце испускает во все стороны лучи-радиусы. Радиовещательная станция подобно Солнцу излучает радиоволны во все стороны по радиусам. Лишь радиостанции специального назначения излучают радиоволны в каком-то одном направлении.

Если бы ты пришел на территорию радиовещательной станции, то прежде всего увидел бы вертикальную ажурную металлическую мачту или провода, поднятые высоко над землей. Это — антенна. Рядом — здание, где находится передатчик радиостанции.

Передатчик представляет собой сложное устройство, вырабатывающее электрические колебания высокой частоты, которые антенна преобразует в энер­гию радиоволн.

К передатчику от радиостудии, которая может находиться далеко от передатчика, идет подземный кабель — хорошо изолированные провода в прочной оболочке. В студии установлен микрофон. Не только разговор и звуки музыки, но и шепот, шорохи микрофон мгновенно превращает в электрические коле­бания звуковой частоты, которые по кабелю поступают к передатчику, чтобы «внедриться» в его высокочастотные колебания. Скольким еще преобразованиям подвергается этот переменный ток, прежде чем приемник превратит его снова в звуки!

Знакомство с радиотехникой радиолюбитель обычно начинает с постройки самого простого приемника — детекторного. Советую и тебе не нарушать эту радиолюбительскую традицию.

Но детекторный приемник, как, впрочем, и многие простые транзисторные и ламповые приемники, которые будут следующим этапом твоего творчества, не будет удовлетворительно работать без хорошей антенны и заземления. С них поэтому тебе и придется начать свои первые практические шаги в радиотехнике.

Слово «антенна» пришло к нам из греческого языка. Греки называли антенной щупальца или усики насекомых.

Приемная антенна — это тоже щупальца, которыми приемник захватывает из пространства энергию радиоволн. Чем больше энергии он получит от своей антенны, тем громче будет работать. Это особенно необходимо для детектор­ного приемника, который работает исключительно за счет энергии, получаемой им из антенны.

Конструкций антенн много. Большая часть из них — это длинные провода, поднятые высоко над землей. Антенны этих видов носят название наружных, так как они находятся снаружи зданий. Те же антенны, которые располагаются внутри зданий, называют комнатными или внутренними. Наружные антенны по приемным свойствам лучше внутренних.

Тебе, пока что начинающему радиолюбителю, рекомендую соорудить наружную антенну. Однако сначала сделай заземление. Дело в том, что под действием атмосферных разрядов в проводе наружной антенны могут накапли­ваться столь значительные электрические заряды, что они будут ощущаться при прикосновении к проводу. Соединив же с землей провод будущей наруж­ной антенны, ты этим отведешь заряды в землю.

Заземление. Возможно ближе к окну, через которое ты предполагаешь вводить провода заземления и антенны, вырой яму такой глубины, где земля всегда сохраняет влагу. В яму уложи какой-нибудь металлический предмет, например старое, но не заржавевшее ведро (рис. 18, а) или лист оцинкован­ного железа (рис. 18, б) размерами примерно 50 х 100 см, предварительно припаяв к ним кусок длинной проволоки. Металлический предмет осторожно засыпь землей, чтобы не перерубить лопатой провод заземления, и хорошо утрамбуй землю.

Провод заземления прикрепи к стене дома скобками, сделанными из гвоз­дей или стальной проволоки.

Рис. 18. Устройство заземления.

Рис. 19. Наружная Г-образная антенна и заземление.

Если ты живешь в городе, то заземлением могут служить трубы водопро­вода, центрального парового или водяного отопления, так как они имеют хорошее соединение с землей. Трубу, по возможности ближе к месту уста­новки приемника, зачисти до блеска напильником. Этот участок трубы туго обмотай концом зачищенного медного провода, который пойдет к приемнику. Надежный контакт провода с трубой можно сделать и с помощью метал­лического хомута (рис. 18, в).

Наружная антенна. Лучше всего соорудить Г-образную антенну, напоми­нающую внешним видом буку «Г» (рис. 19). Такая антенна состоит из про­вода длиной 20—40 м, подвешенного с помощью опор-мачт на высоте 10—15 м над землей, и снижения — провода, свисающего вниз, конец которого подключают к радиоприемнику. Ту часть снижения, которую вводят в дом, называют вводом антенны.

Чем длиннее горизонтальная часть антенны и чем выше над землей она поднята, тем лучше радиоприем.

Для антенны лучше всего применить антенный канатик — много­жильный провод, свитый из тонких медных проволочек, или медную прово­локу толщиной 1,5 — 3 мм. В крайнем случае, можно использовать оцинкован­ную стальную или железную проволоку такой же толщины. Более тонкая проволока не годится: антенна из нее по­лучится непрочной. Непригодна для антен­ны алюминиевая проволока, так как на воздухе она весьма быстро становится хрупкой и обрывается.

Горизонтальную часть, снижение и ввод антенны делай из целого куска про­вода. Если нет куска провода необходи­мой длины, то соединяемые участки проводов зачисть до блеска, прочно скру­ти и обязательно пропаяй места скру­ток.

Определяя места подвески горизон­тальной части антенны, учитывай воз­можность использования крыши своего дома. Близко к железной крыше дома и над деревьями антенну подвешивать не рекомендуется. Если неподалеку про­ходят провода электрического освещения, то горизонтальную часть антенны располагай по возможности перпендикулярно им и подальше от них.

Имей в виду: категорически запрещается подвешивать провод антенны под линией электрического освещения, телефонными, телеграфными и другими про­водами, а также крепить шесты к водосточным, вентиляционным и ды­моходным трубам, телефонным столбам, столбам электрического осве­щения.

Для мачт, устанавливаемых на крышах домов, нужны шесты длиной 3—4 м, диаметром у основания 8—10, а у вершины 4—5 см. В сельской местности в качестве одной из опор можно использовать высокое дерево. К шестам, отступая от вершин на 15—20 см, прикрепи по три куска стальной проволоки длиной несколько больше длины шестов, они будут оттяжками. На вершине одного из шестов укрепи блок. Пропусти через него прочную веревку, а лучше тонкий металлический трос для подъема горизонтальной части антенны, а в дальнейшем для регулировки ее натяжения. Под мачты желательно сделать дощатые опоры — площадки с гнездами для их оснований (рис. 20).

Устанавливать мачты удобнее вдвоем. Один держит мачту в вертикальном положении, другой закрепляет ее оттяжки на костылях или гвоздях, вбитых в крышу. Если кровля железная, оттяжки можно крепить в закроях железа. Провод горизонтального луча антенны подвешивай к мачтам на двух цепочках из антенных изоляторов (рис. 21, а) или фарфоровых «роликах» (рис. 21, б), используемых для комнатной электропроводки. В каждой цепочке должно быть не менее чем по два изолятора. Одну цепочку крепи к вершине мачты без блока, вторую — к веревке (тросу), перекинутой через блок на второй мачте.

Разматывая провод, не выпускай моток из рук, следи за тем, чтобы на нем не образовывались петли, перегибы. Ту часть провода, которая будет снижением, временно, пока не закончишь подъем и крепление горизонтальной части антенны, соедини с заземлением. Если для снижения приходится исполь­зовать отдельный кусок провода, место его скрутки с горизонтальным лучом обязательно пропаяй.

 

Сильно натягивать провод горизонтального луча не следует, так как во время зимних морозов его длина заметно уменьшается, про­вод натягивается и может оборваться или поломать опоры.

Чтобы снижение не болталось и не соприкасалось с кровлей или другими частями дома, укрепи на стене или на краю крыши шест или брусок с роликом и привяжи к нему провод снижения.

В том случае, если в качестве одной опоры антенны будешь использовать дерево, привяжи к его стволу шест с блоком на конце, как показано на рис. 19. Свободный конец троса, пропущенный через блок, к стволу не крепи — во время ветра качающееся дерево может оборвать провод антенны. К нему надо привязать какой-нибудь груз, например камень. Подбирая массу этого груза, легко добиться необходимого натяжения горизонтального луча антенны.

Рис. 21. Цепочки изоляторов.

Если по каким-либо причинам тебе не удастся соорудить Г-образную ан­тенну на двух опорах, сделай ее в виде наклонного луча. В этом случае потребуется одна опора высотой 10 — 15 м. Второй конец провода крепи на изоляторе возле окна, через которое антенну вводишь в дом. Если дом высо­кий, а ты живешь на первом или втором этаже, неплохой наружной антенной может быть провод, вертикально или с наклоном свисающий к твоему окну.

Наружная антенна может быть и одномачтовой, например типа «метелка» (рис. 22). Она состоит из 40 — 80 прутков голой проволоки толщиной 1,0—1,5 мм и длиной по 40 — 50 см. Все они зачищены с одного конца и туго стянуты концом провода, предназначенного для снижения. Нижнюю часть «метелки» желательно залить расплавленным свинцом, чтобы обеспечить надежный кон­такт между отдельными ее прутками. Пучок прутков вставлен в отверстие большого фарфорового изолятора, предназначенного для уличной электропро­водки (можно толстостенный фарфоровый или стеклянный стакан подходящего диаметра), а затем залить варом или смолой. Свободные концы прутков рас­правляют наподобие метлы. Изолятор крепят к мачте железным хомутиком или проволокой.

Вводы антенны и заземления. Если ты живешь в сельской местности, то для оборудования ввода наружной антенны кроме изоляционных материалов потре­буется еще грозовой переключатель — небольшой рубильник с зубча­тыми пластинками, образующими искровой промежуток (рис. 23). Провода снижения и заземления вводи внутрь комнаты через отверстия, просверленные в стене, оконной колоде или неоткрывающейся раме окна. Сверли их с неболь­шим наклоном в сторону улицы, чтобы через них не могла затекать в комнату дождевая вода. Возможно ближе к этим отверстиям укрепи грозовой пере­ключатель (рис. 24).

В отверстие антенного ввода с наружной стороны вставь фарфоровую воронку, а с внутренней — втулку. Вставь в них резиновую, хлорвиниловую или другую изоляционную трубку, а через трубку пропусти в комнату конец провода снижения. Если нет фарфоровых воронки и втулки, можно обойтись одной изоляционной трубкой.

Провод заземления вводи без изоляционных материалов, только со сто­роны комнаты вставь в отверстие втулку, чтобы не испортить внешнего вида стены. Ввод антенны укрепи на роликах и, сделав на конце петельку, закрепи ее под верхний зажим грозопереключателя. Ввод заземления прибей к стене проволочными скобами. На конце его провода тоже сделай петельку и прочно зажми ее под винт ножа грозопереключателя. Далее заготовь два куска изоли­рованного провода такой дины, чтобы дотянуть их до твоего рабочего места. Подойдет провод, применяемый, для электросети. Концы проводов зачисть от изоляции. Один из них закрепи под нижний свободный зажим грозопереклю­чателя, другой — под его верхний зажим (с которым соединен ввод антенны). Противоположными концами эти провода будешь подключать к приемнику.

Зачем нужен грозопереключатель? Чтобы отводить в землю электрические заряды, возникающие в наружной антенне под действием различных атмосфер­ных явлений. Когда приемником не пользуются, антенна должна быть зазем­лена — нож грозопереключателя устанавливают в верхнее положение. Перед тем как начать слушать радиопередачи, нож грозопереключателя перекидывают вниз, переключая заземление на приемник. Если в телефонах или громкого­ворителе приемника появляется треск, являющийся признаком приближения грозы (в это время заряды из антенны уходят в землю через искровой про­межуток), прием надо прекратить, а антенну заземлить. При этом приемник перестает работать, а создающиеся в антенне сильные заряды через нож переключателя стекают в землю, не причиняя вреда ни приемнику, ни слушателю.

Этих предосторожностей вполне достаточно, чтобы не иметь неприятностей от наружной антенны во время грозы.

Комнатные антенны. Для более чувствительного приемника, чем детектор­ный, а иногда и для детекторного, если радиовещательная станция находится недалеко, можно использовать комнатную антенну. Для ее устройства нужно в углах комнаты под потолком привернуть фарфоровые ролики и натянуть между ними изолированный или голый провод. Его можно протянуть вдоль одной, двух, трех или всех четырех стен комнаты. Один из концов провода идет вниз, к приемнику. Такая антенна будет тем лучше, чем длиннее ее провод и чем выше над землей находится комната.

Можно также соорудить спиральную комнатную антенну (рис. 25), пред­ставляющую собой изолированный или голый провод длиной 10 — 15 м, свитый в спираль на круглой болванке. Спираль подвешивают на шнуре или капро­новой леске между стенами комнаты. Снижение к радиоприемнику можно сделать от любого конца или витка спирали.

Грозопереключатели для комнатных антенн не нужны. Следует отметить, что в современных домах из железобетонных панелей комнатные антенны малоэффективны.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель