"Радио Всем", №20, октябрь, 1929 год, стр. 587-591

М. Аркадьев

Наружная антенна.

Хорошо построенная приемная антенна — залог успеха работы каждого радиолюбителя. В этом читатель смог убедиться из статей, посвященных работе приемного контура и теории антенны ¹. В этой статье же мы познакомим читателя с практической стороной дела.

Выбор места для антенны.

При выборе места для установки антенны нужно стремиться к осуществлению двух основных условий: 1) антенна должна быть подвешена по возможности выше и 2) она должна быть так расположена, чтобы различные предметы — крыши, стены домов, столбы и пр. — были на возможно большем отдалении от проводов антенны.

Для подвеса антенны могут быть использованы как существующие сооружения, так и специально устанавливаемые мачты. В деревенских условиях, а иногда и в городах, для подвеса антенн используются высокие деревья.

Нормальной любительской антенной следует считать однолучевую Г- или Т-образную антенну высотою 10—15 метров с горизонтальной частью в 30—45 м. В городских условиях установка антенн осложняется целым рядом причин, как напр. прохождением над токонесущими проводами, загруженностью крыш, непосредственной близостью других антенн и т. д. Все вопросы, связанные с установкой антенн в городах, предусмотрены в «Технических правилах НКПТ по устройству радиоустановок и трансляционных устройств».

Рис. 1

Нормальная однолучевая Г-образная антенна показана на рис. 1. Как уже указывалось ранее, при достаточной длине пролета между точками подвеса, такая антенна является наилучшей как по простоте устройства, так и по своим электрическим качествам.

В том же случае, когда пролет между точками подвеса незначителен (не превышает 20 метров), приходится для некоторого увеличения действующей высоты устраивать двухлучевую антенну. Примерный вид такой антенны показан на рис. 2.

Наконец, в некоторых случаях по местным условиям бывает затруднительно установить Г-образную антенну (близость стен, столбов и пр.) и приходится подвешивать антенну Т-образную, отличающуюся от Г-образной антенны тем, что снижение присоединено точно к середине горизонтального провода.

Рис. 2

Форма антенны мало влияет на детали устройства, и потому в дальнейшем изложении мы будем иметь в виду все из указанных форм антенн.

Провода антенны.

Какой провод применить для антенны, — первый вопрос радиолюбителя, приступающего к постройке своего приемного устройства.

Для наружных частей антенного устройства обычно применяются голые бронзовые или медные провода или специальный антенный канатик из этих же материалов, представляющий собой провод, свитый из нескольких тонких жил. Благодаря своей гибкости канатик значительно удобнее при работах по установке антенн — в этом его преимущество перед круглым проводом. В случае приема на регенеративные приемники, когда сопротивление антенны не играет решающей роли, для антенны может быть применен железный провод (оцинкованный, во избежание окисления). В некоторых случаях находит применение алюминиевый провод. Горизонтальная часть антенны всегда имеет некоторый провес. Обычно этот провес устанавливается «на глаз» при подвесе антенны, но в том случае, когда точно известно расстояние между точками подвеса, провес устанавливается точно применением проводов определенной длины, приводимой ниже в таблице. Следует иметь в виду, что зимой нужно несколько ослаблять натяжение антенны, так как провес из-за сокращения длины проводов уменьшается. Приводим таблицу рекомендуемых длин и диаметров проводов для различных пролетов между точками подвеса.

ТАБЛИЦА.

Длина пролета в метрах	Длина провода в метр.	Бронза		Красная медь		Примечание
		Диаметр провода в мм	Число и диа- метр жил ка- натика в мм	Диаметр провода в мм	Число и диа- метр жил ка- натика в мм
25	26	1,0	7 × 0,35	—	—	Для той же дли- ны пролета алю- миниевый провод должен обладать сечением в 3 ра- за больше, чем бронзовый.
40	41	1,5	7 × 0,50	2,1	7 × 0,67
50	52	2,1	7 × 0,67	2,6	19 × 0,52
60	62	2,1	7 × 0,67	3,0	7 × 1,0
70	71	2,1	7 × 0,67	3,0	7 × 1,0
80	82	2,6	19 × 0,52	3,2	19 × 0,54
90	93	2,6	19 × 0,52	3,9	7 × 7 × 0,45
100	103	2,6	19 × 0,82	4,7	7 × 7 × 0,51
110	113	3,0	7 × 1,0	4,7	7 × 7 × 0,51
120	123	3,0	7 × 1,0	4,7	7 × 7 × 0,51

Конечно, можно для антенн употреблять и другие провода, но при этом нужно всегда иметь в виду основное требование — провод антенны должен быть достаточно прочен в механическом отношении; он должен выдержать сильный ветер или значительную нагрузку от гололеда или инея зимой.

По этой же причине не рекомендуется ставить антенны, составленные из нескольких кусков провода, всегда желательно иметь целый кусок между точками подвеса. Лишь в крайнем случае можно допустить подвеску нескольких кусков, но при этом отдельные куски провода должны быть тщательно скручены друг с другом и место скрутки пропаяно оловом.

Изоляторы

Провода антенны должны быть изолированы от точек подвеса и окружающих предметов. Изоляцией от окружающих предметов (от деревьев, крыш и пр.) является воздух, так как антенна установлена так, что провода ни крыши, ни деревьев касаться не могут. Для изоляции проводов от точек подвеса приходится применять специальные антенные изоляторы.

Рис. 3

Наибольшее распространение среди радиолюбителей получили так наз. «орешковые изоляторы» из фарфора (рис. 3). Изолятор имеет два желоба и два отверстия, расположенные так, что провод антенны и провод (или веревка), идущий к мачте, дереву и пр., друг с другом не касаются, между ними остается толща изолятора. Для улучшения изоляции с каждой стороны антенны ставят не один, а несколько последовательно соединенных изоляторов — «цепочку» изоляторов. На рис. 3 показана цепочка из 3-х изоляторов; практически больше трех изоляторов с каждой стороны брать не имеет смысла.

Рис. 4.

В случае отсутствия орешковых изоляторов их с большим успехом могут заменить фарфоровые или стеклянные «ролики», употребляющиеся при проводке электрического освещения. Способ соединения роликов в цепочку показан на рис. 4.

Для соединения в цепочку как роликов, так и орешковых изоляторов можно брать как провод достаточной прочности (хорош для этой цели канатик), так и хорошо просмоленную пеньковую веревку.

Рис. 5.

При отсутствии орешковых изоляторов и роликов их приходится заменять различными суррогатными изоляторами. Не плохие результаты дают деревянные изоляторы, показанные на рис. 5. Они представляют собою деревянные дощечки с отверстиями по концам; в эти отверстия пропускается антенный провод и провод, связывающий изоляторы между собою. Дерево для этих дощечек должно быть взято сухим, достаточно прочным (дуб, бук) и тщательно пропитанным парафином или маслом. Сырое, непропарафинированное дерево не дает достаточной изоляции.

Другой тип суррогатного изолятора, показан на рис. 6. Эти изоляторы делаются из бутылок. Рисунок дает ясное представление об укреплении таких изоляторов и не требует дополнительных пояснений.

Рис. 6.

Подобные суррогатные изоляторы могут быть придуманы самых разнообразных форм. Все они будут вполне хорошо работать при двух условиях: 1) большое сопротивление электрическому току и 2) достаточная механическая прочность.

Подвеска антенны

Антенну можно подвешивать просто, натянув веревки, идущие от последнего изолятора изоляторной цепочки, и привязав их к мачте, дереву и пр. Однако такой способ укрепления антеннны неудобен по двум причинам: 1) неудобно регулировать натяжение антенны и 2) затруднителен спуск антенны, например для ремонта. Поэтому в большинстве случаев антенну привязывают не непосредственно к мачте и пр., а поднимают с помощью блока. На рис. 7 показано крепление блока к верхушке мачты. Через блок перекидывается веревка или тросс, держащий антенну; последняя натягивается до требуемой величины и веревка укрепляется у основания мачты. Желательно иметь блоки у обеих точек подвеса сети; в крайнем случае можно ограничиться укреплением блока только на одном конце антенны.

Рис. 7.

При сильном ветре или зимой от чрезмерной нагрузки гололедом или инеем провода антенны могут не выдержать нагрузки и оборваться. Для предупреждения обрыва антенны рекомендуется ставить с одного конца у блока так наз. предохранительную веревку (см рис. 7). Веревка берется такой толщины, чтобы ее крепость была заведомо меньше проводов антенны и подъемного тросса. При перегрузке антенны предохранительная веревка лопается, антенна несколько опускается, отчего увеличивается ее провес, а вместе с ним уменьшается натяжение.

Рис. 8.

В особенно тяжелых условиях находятся антенны, подвешенные к деревьям. Деревья от ветра обычно сильно раскачиваются и тем самым создаются чрезвычайно неблагоприятиые условия, способствующие быстрому обрыву антенны. Поэтому приходится применять особый способ подвески антенны к деревьям, показанный на рис. 8. Антенна не наглухо прикрепляется к дереву, а подъемная веревка, перекинутая через блок, имеет на своем конце груз, величину которого подбирают таким образом, чтобы создать нужное натяжение антенны. При раскачивании дерева груз поднимается и опускается, оставляя натяжение антенны постоянным. Такое приспособление может быть рекомендовано не только при креплении антенны к дереву, но и во всех других случаях, когда требуется свести к минимуму возможность обрыва антенны.

Конечно, такой груз следует подвешивать только с одного конца антенны.

Снижение

От горизонтального провода антенны идет вертикальный или наклонный провод в помещение, где производится прием. Этот провод носит название «снижающего провода», или просто — «снижения».

Рис. 9.

В случае Г-образной антенны снижение делается от самого конца горизонтальной части, в случае Т-образной антенны — строго посередине. При двухпроводной антенне делать снижение в два провода нет смысла и следует поступать так, как показано на рис. 2.

Рис. 10.

Обычно для снижения применяется такой же провод, какой взят для горизонтальной части, но, вообще говоря, снижение можно делать из любого провода, лишь бы он не был слишком тонок и его сопротивление не слишком велико (о механической прочности особенно беспокоиться не приходится, так как провод снижения имеет очень малую нагрузку). В случае Г-образной антенны при одинаковом проводе в горизонтальной части и снижении вся антенна может быть сделана из одного куска провода. Для этого конец провода пропускается через изолятор и не обрезается, а служит в качестве снижения; конечно, около изолятора провод должен быть закреплен простой скруткой или небольшим куском другого провода. Во всех других случаях провод снижения должен быть тщательно припаян к проводу горизонтальной части.

Рис. 11

Часто по местным условиям (особенно часто в городах) снижение не удается прямо ввести в окно здания, а приходится вести каким-либо сложным путем. В качестве примера можно указать на случай, когда снижение берется от части антенны, находящейся над крышей дома. В этом случае прибегают к установке дополнительного шеста с роликовым изолятором на конце; этот шест служит для направления снижения по нужному пути (рис. 9). Снижение вводится в комнату не непосредственно, а сначала закрепляется на изоляторе, помещенном около окна снаружи здания (рис. 10); от изолятора снижение через специальное вводное приспособление подводится к приемнику внутри помещения. Снижение всегда должно быть несколько натянуто, чтобы при ветре не было сильного качания снижения, связанного всегда с возможностью касания стен и, кроме того, с некоторым влиянием на настройку приемника.

Ввод

Место, где снижение входит в помещение, называется «вводом». Так как при вводе снижения последнее всегда должно так или иначе соприкасаться с какой-либо частью здания, то главное внимание должно быть обращено на хорошую изоляцию провода снижения от частей здания. Обычно для ввода используется окно. Один из наиболее совершенных вводов показан на рис. 12. Здесь в оконном стекле просверливается отверстие, в котором укрепляется специальный проходной изолятор с проходным болтом. Более простое устройство показано на рис. 11, где просто в оконном стекле вставлен проходной болт; конечно, такая система возможна лишь при достаточно толстом стекле.

Рис. 12

В радиолюбительских условиях приходится делать более простой ввод. Наиболее распространенное устройство ввода в радиолюбительских установках показано на рис. 13. Провод антенны в месте ввода заключается в резиновую трубку и пропускается через фарфоровую воронку, вставленную в отверстие, провернутое в раме окна. Во второй раме вставляется простая проходная фарфоровая втулка. При отсутствии воронки и втулки их можно заменить стеклянными втулками или, в крайнем случае, трубочками, свернутыми из картона и пропарафинированными.

Грозовой переключатель и искровой предохранитель

Читателю уже известны те опасности, которые могут иметь место от действия атмосферного электричества ². Также известно, что для предотвращения могущих быть повреждений каждая приемная установка с наружной антенной, согласно технических правил НКПТ, должна иметь грозовой переключатель и искровой предохранитель. Назначение грозового переключателя — замыкать антенну непосредственно на землю в то время, когда прием не производится или тогда, когда поблизости имеют место грозовые явления.

Рис. 13

В качестве грозового переключателя обычно используют однополюсный перекидной рубильник на силу тока порядка 5—6 ампер (рис. 14). Этот переключатель должен быть смонтирован на панели из изолирующего материала и должен иметь плотные, надежные контакты между ножом и контактными щеками.

Рис. 14

Среди радиолюбителей наиболее распространена схема включения грозового переключателя, показанная на рис. 15. При замыкании ножа на нижний контакт приемник включен последовательно в антенну и прием возможен. При замыкании ножа на верхний контакт антенна заземляется помимо приемника.

Недостатком этой схемы является то, что приемник не совсем отключается от антенны, а оказывается приключенным к ней одной своей клеммой; это создает возможность некоторого ответвления антенного тока через приемник (в силу существования емкости между приемником и землей).

Рис. 15

Более простой переключатель показан схематически на рис. 16; здесь просто зажимы приемника замыкаются накоротко переключателем.

Устанавливать грозовые переключатели лучше всего вне помещения (например снаружи оконной рамы), но это связано с неудобством пользования переключателем и поэтому обычно переключатели устанавливаются внутри комнаты около приемника.

Рис. 16

Заземление может быть как общее для переключателя и приемника, так и отдельное. В последнем случае для переключателя следует пользоваться нормальным заземлением, а для приемника можно использовать в качестве заземления трубы водопровода или отопления.

Кроме грозового переключателя, приемная установка снабжается также искровым предохранителем, являющимся как бы резервом для грозового переключателя в том случае, когда последний почему-либо не заземляет антенну (напр. просто забыли после приема его переключить на землю).

Рис. 17

Искровой предохранитель представляет собою два металлических острия, смонтированных на изолирующем материале; расстояние между остриями берется 0,5 мм. Искровой промежуток включается параллельно грозовому переключателю, как это показано на рис. 17.

Следует всегда, когда прием не производится или когда вблизи приемного устройство гроза, заземлять антенну.

Заземление

Заземление является одной из наиболее ответственных частей приемной установки, и от его качеств в сильной степени зависит сила приема. Основное требование, предъявляемое к любому заземлению, — это хороший контакт провода заземления с проводящими (сырыми) слоями почвы.

Нормальное заземление осуществляется путем зарытия на некоторую глубину в землю металлического предмета большой площади (лист оцинкованного или луженого железа, ведро, бухта проволоки и пр.) с тщательно припаянным к нему проводом толщиной 2—3 мм, идущим к грозовому переключателю. Глубина ямы, в которую закапывают данный предмет, должна быть такой, чтобы был достигнут уровень грунтовых вод или, по крайней мере, чтобы почва на дне ямы была всегда (зимой и летом) сырая. Закапывание заземляющего предмета в сухую почву не имеет никакого смысла, и такое заземление будет очень плохим. В последнем случае надо засыпать яму древесным углем или коксом и в него поместить заземляющий предмет. При наличии поблизости от места установки приемника колодца, пруда или реки хорошее заземление может быть получено опусканием в указанные пруд, колодец или реку металлического предмета.

Хорошие результаты дает заземление, осуществленное железными трубами, вбитыми на глубину 2—3 метра в землю. Трубы могут быть любого диаметра и число их может быть от 4 до 10—12. Больше чем 12 труб вбивать в землю не имеет смысла. Располагать трубы необходимо на достаточном расстоянии друг от друга, примерно равном двойной длине трубы. В месте погружения трубы земля должна быть разрыхлена. В почвах с плохой проводимостью можно применять пропитку почвы солью. Такое заземление из труб имеет очень малое сопротивление — порядка омов, в то время как нормальное любительское заземление имеет сопротивление порядка десятков омов. Ввиду сложности трубчатого заземления его имеет смысл применять только в случае приема на детекторный приемник или для передающих любительских станций.

Рис. 18

В городских условиях, где осуществить нормальное или трубчатое заземление представляет значительные трудности, в качестве заземления используются трубы водопровода или центрального отопления.

Присоединение к трубам лучше всего производить при помощи пайки, но так как пайка к трубам — дело очень трудное, то можно обойтись и без нее. Надежен и удобен способ присоединения при помощи хомутика. Предварительно с трубы очищают краску, ржавчину и прочие налеты до блеска металла. Затем берут латунную полоску шириной 1½—2 см, толщиной 1—2 мм и такой длины, чтобы она могла обхватить трубу. На концах полоски пробивают по дыре. Хомутик накладывается на зачищенное место трубы, в дырки закладывается болт и затягивается гайками настолько, чтобы хомутик крепко был прижат к трубе. Под гайку поджимается провод заземления (рис. 18). Более простой способ присоединения заключается в следующем. Очищают от изоляции конец провода заземления длиной около метра, и плотно накручивают виток к витку на зачищенное место трубы. Затяжка провода должна быть как можно плотнее. Выполненное таким способом заземление изображено на рис. 19.

Рис. 19

Провод, идущий от заземления к грозовому переключателю, может быть, как голым, так и изолированным; диаметр его не меньше 2—3 мм. Этот провод можно вести прямо на гвоздях; внутри здания проводку лучше делать на роликах, причем нужно избегать острых углов и ненужных загибов; провод должен кратчайшим путем подходить к грозовому переключателю.

Противовес

В тех случаях, когда по местным условиям устройство хорошего заземления связано с большими затруднениями или когда хотят уменьшить влияние помех местного значения (трамвай, токонесущие провода), прибегают к устройству противовеса.

Противовес представляет собой систему изолированных от земли проводов, подвешенных под антенной. Форма, число проводов и расположение противовеса полностью обусловливаются местными условиями. Нужно стремиться к тому, чтобы площадь, занимаемая противовесом, и число его проводов были по возможности больше, а также, чтобы было больше расстояние между антенной и противовесом. В сельских условиях противовес подвешивается на столбах на высоте 2—3 метров от земли; в городах противовес часто приходится устанавливать на крыше. Для противовеса берутся такие же провода и изоляторы, которые употребляются для устройства антенн.

В заключение следует еще раз напомнить, что тщательно устроенная и высокая антенна нужна, главным образом при приеме на детекторный приемник; при приеме на ламповый приемник с обратной связью антенна может быть менее совершенной.