Рамочные КВ антенны: компактность и неожиданные возможности

Рамочные антенны (magnetic loop antennas) – это особый класс антенн, отличающийся компактными размерами и высокой эффективностью, особенно в условиях ограниченного пространства. Они широко используются радиолюбителями на КВ-диапазонах, поскольку обеспечивают хорошее подавление помех и могут работать даже в городской застройке. В этой статье разберём принцип работы, расчёт и практические конструкции рамочных антенн для коротковолнового диапазона.

Принцип работы рамочных антенн

Рамочная антенна представляет собой замкнутый контур (круглый, квадратный, треугольный), в котором токи текут синфазно, создавая магнитное поле. В отличие от дипольных антенн, рамки излучают преимущественно магнитную составляющую, что делает их менее чувствительными к электромагнитным помехам.

Основные типы рамочных антенн:

• Магнитная рамочная антенна (Magnetic Loop) – компактная, с высокой добротностью, требует точной настройки.
• Дельта-петля (Delta Loop) – треугольная рамка, сочетающая свойства рамочной и проволочной антенн.
• Квадратная рамка (Quad Loop) – работает аналогично дельте, но с немного другой диаграммой направленности.
• Вертикальная рамка – удобна для установки в ограниченном пространстве.

Расчёт и настройка рамочных антенн

Размеры рамки

Рамка должна быть достаточно большой, чтобы эффективно работать на выбранном диапазоне. Оптимальная длина окружности – от λ/4 до λ/10.

Формула для расчёта резонансной частоты:

f (МГц) = 300 / L (м)

где L – длина окружности рамки.

Пример: Для частоты 14 МГц (20 м):

L = 300 / 14 ≈ 21.4 м (периметр)

Если рамка круглая, её диаметр будет:

D = L/π ≈ 6.8 м

Точка питания и согласование

• Рамочные антенны обычно питаются в разрыв контура или через гамма-согласование.
• Для узкополосных магнитных петель используется конденсатор переменной ёмкости (КПЕ) для точной настройки.

Добротность (Q) и полоса пропускания

Чем меньше рамка относительно длины волны, тем выше её добротность и уже полоса пропускания. Например, магнитная петля диаметром 1–2 м на 20-метровом диапазоне может иметь полосу всего 10–50 кГц, что требует частой подстройки.

Практические конструкции

Магнитная рамочная антенна (Magnetic Loop)

Пример фото взят с форума qrp.ru 

• Материал: медная трубка (10–25 мм) или толстый провод.
• Конденсатор: вакуумный или воздушный КПЕ (100–300 пФ).
• Размеры: диаметр 1–3 м (для 20–40 м диапазонов).

Преимущества:

• Компактность (можно разместить на балконе).
• Хорошее подавление помех.

Недостатки:

• Узкая полоса пропускания.
• Требует точной настройки.

Дельта-петля (Delta Loop)

• Форма: треугольная, питание в углу или середине стороны.
• Размеры: периметр ≈ λ (например, 20 м для 14 МГц).
• Поляризация: зависит от точки питания (вертикальная/горизонтальная).

Преимущества:

• Широкополосность.
• Хорошая эффективность на DX.

Квадратная рамка (Quad Loop)

• Аналогична дельте, но с более равномерной диаграммой направленности.
• Часто используется в составе направленных антенн (двухэлементный квадрат).

Преимущества и недостатки рамочных антенн

Плюсы:

• Компактность (особенно магнитные петли).
• Хорошее подавление помех.
• Возможность работы вблизи металлических конструкций.
• Низкий угол излучения (хорошо для DX).

Минусы:

• Узкая полоса (для магнитных петель).
• Сложность настройки (требуется точный подбор ёмкости).
• Потери на сопротивлении провода/трубки (особенно на ВЧ).

Заключение

Рамочные антенны – отличный выбор для радиолюбителей, работающих в стеснённых условиях или желающих минимизировать помехи. Магнитные петли идеальны для городских условий, а дельта-петли и квадратные рамки хорошо подходят для дальних связей.

Экспериментируйте с разными конструкциями – и вы найдёте оптимальный вариант для ваших условий!

73! DE R9LAB