Как сделать радиоволну

Обновлено: 10.10.2024

Радиоволны - это тип электромагнитного излучения с длинами волн в электромагнитном спектре больше, чем у инфракрасного света. Радиоволны имеют частоты от 300 гигагерц ( ГГц ) до 30 герц ( Гц ). [1] На частоте 300 ГГц соответствующая длина волны составляет 1 мм (короче рисового зерна); при 30 Гц соответствующая длина волны составляет 10 000 км (больше, чем радиус Земли). Как и все электромагнитные волны, радиоволны в вакууме распространяются со скоростью света , а в атмосфере Земли - с близкой, но немного меньшей скоростью. Радиоволны генерируютсязаряженные частицы подвергаются ускорению , например изменяющимся во времени электрическим токам . [2] Естественные радиоволны излучаются молниями и астрономическими объектами и являются частью излучения черного тела, испускаемого всеми теплыми объектами.

Анимация полуволновой дипольной антенны, излучающей радиоволны , показывая силовые линии электрического поля . Антенна в центре представляет собой два вертикальных металлических стержня, соединенных с радиопередатчиком (не показан). Передатчик подает на стержни переменный электрический ток , который заряжает их попеременно положительным (+) и отрицательным (-). Петли электрического поля покидают антенну и уносятся прочь со скоростью света ; это радиоволны. В этой анимации действие показано сильно замедленным.

Радиоволны искусственно генерируются передатчиками и принимаются радиоприемниками с помощью антенн . Радиоволны очень широко используются в современных технологиях фиксированной и мобильной радиосвязи , радиовещания , радиолокационных и радионавигационных систем, спутников связи , беспроводных компьютерных сетей и многих других приложений. Радиоволны разных частот имеют разные характеристики распространения в атмосфере Земли; длинные волны могут рассеиваться вокруг препятствий, таких как горы, и следовать контуру земли ( земные волны ), более короткие волны могут отражаться от ионосферы и возвращаться на Землю за горизонтом ( небесные волны ), в то время как более короткие волны очень мало изгибаются или дифрагируют и распространяются по прямая видимость , поэтому их расстояния распространения ограничены визуальный горизонт.

Схема электрических полей (E) и магнитных полей (H) радиоволн, излучаемых монопольной радиопередающей антенной (маленькая темная вертикальная линия в центре). Поля E и H перпендикулярны, как следует из фазовой диаграммы в правом нижнем углу.

Анимированная диаграмма полуволновой дипольной антенны, принимающей радиоволны. Антенна состоит из двух металлических стержней , соединенных с приемником R . Электрическое поле ( Е , зеленые стрелки ) входящей волна толкает электроны в стержнях вперед и назад, заряжая концы попеременно положительный (+) и отрицательный (-) . Поскольку длина антенны составляет половину длины волны, осциллирующее поле индуцирует стоячие волны напряжения ( V , представленные красной полосой ) и тока в стержнях. Колебательные токи (черные стрелки) текут по линии передачи и через приемник (представленный сопротивлением R ).

Радиоволны излучаются заряженными частицами при их ускорении . Они создаются искусственно изменяющимися во времени электрическими токами , состоящими из электронов, текущих вперед и назад по металлическому проводнику особой формы, называемому антенной . Электронное устройство, называемое радиопередатчиком, подает колебательный электрический ток на антенну, и антенна излучает энергию в виде радиоволн. Радиоволны принимаются другой антенной, прикрепленной к радиоприемнику . Когда радиоволны попадают на приемную антенну, они толкают электроны в металле вперед и назад, создавая крошечные колебательные токи, которые обнаруживаются приемником.

С точки зрения квантовой механики , как и другое электромагнитное излучение, такое как свет, радиоволны также можно рассматривать как потоки незаряженных элементарных частиц, называемых фотонами . В антенне, передающей радиоволны, электроны в антенне излучают энергию дискретными пакетами, называемыми радиофотонами, в то время как в приемной антенне электроны поглощают энергию в виде радиофотонов. Антенна - это когерентный излучатель фотонов, как лазер , поэтому все радиофотоны находятся в фазе . Однако из соотношения Планка E знак равно час n энергия отдельных радиофотонов чрезвычайно мала, от 10 -22 до 10 -30 джоулей . Он настолько мал, что, за исключением определенных процессов молекулярных электронных переходов, таких как атомы в мазере, излучающем микроволновые фотоны, излучение и поглощение радиоволн обычно рассматривается как непрерывный классический процесс, управляемый уравнениями Максвелла .

Поляризация

Как и другие электромагнитные волны, радиоволна имеет свойство, называемое поляризацией , которое определяется как направление колеблющегося электрического поля волны перпендикулярно направлению движения. Плоскополяризованная радиоволна имеет электрическое поле, которое колеблется в плоскости вдоль направления движения. В горизонтально поляризованной радиоволне электрическое поле колеблется в горизонтальном направлении. В вертикально поляризованной волне электрическое поле колеблется в вертикальном направлении. В волне с круговой поляризацией электрическое поле в любой точке вращается вокруг направления движения один раз за цикл. Правая круговая поляризация волна вращается в правом смысле о направлении движения, в то время как левая круговая поляризация волна вращается в противоположном смысле.

Антенна излучает поляризованные радиоволны, поляризация которых определяется направлением металлических элементов антенны. Например, дипольная антенна состоит из двух коллинеарных металлических стержней. Если стержни расположены горизонтально, он излучает радиоволны с горизонтальной поляризацией, а если стержни расположены вертикально, он излучает волны с вертикальной поляризацией. Антенна, принимающая радиоволны, должна иметь ту же поляризацию, что и передающая антенна, в противном случае будет наблюдаться серьезная потеря приема. Многие естественные источники радиоволн, такие как солнце, звезды и излучение черного тела от теплых объектов, излучают неполяризованные волны, состоящие из некогерентных коротковолновых последовательностей в равной смеси состояний поляризации.

Поляризация радиоволн определяется квантово-механическим свойством фотонов, называемым их спином . Фотон может иметь одно из двух возможных значений спина; он может вращаться в правом направлении относительно своего направления движения или в левом. Радиоволны с правой круговой поляризацией состоят из фотонов, вращающихся в правом направлении. Радиоволны с левой круговой поляризацией состоят из фотонов, вращающихся в левом направлении. Плоско поляризованные радиоволны состоят из фотонов в квантовой суперпозиции правого и левого спиновых состояний. Электрическое поле состоит из суперпозиции правого и левого вращающихся полей, в результате чего возникает плоское колебание.

Радиоволны более широко используются для связи, чем другие электромагнитные волны, в основном из-за их желаемых свойств распространения , обусловленных их большой длиной волны . [8] Радиоволны обладают способностью проходить через атмосферу, листву и большинство строительных материалов, а также за счет дифракции могут огибать препятствия, и в отличие от других электромагнитных волн они имеют тенденцию скорее рассеиваться, чем поглощаться объектами, размер которых превышает их длину волны.

Изучение распространения радиоволн , то есть того, как радиоволны движутся в свободном пространстве и над поверхностью Земли, имеет жизненно важное значение при разработке практических радиосистем. Радиоволны, проходящие через различные среды, испытывают отражение , преломление , поляризацию , дифракцию и поглощение . На разных частотах наблюдаются разные комбинации этих явлений в атмосфере Земли, что делает определенные радиодиапазоны более полезными для конкретных целей, чем другие. В практических радиосистемах для связи в основном используются три различных метода распространения радиоволн: [9]

Линия видимости : это относится к радиоволнам, которые проходят по прямой линии от передающей антенны к приемной антенне. Это не обязательно требует наличия свободного пути для обзора; на более низких частотах радиоволны могут проходить через здания, листву и другие препятствия. Это единственный возможный способ распространения на частотах выше 30 МГц. На поверхности Земли луч прямой видимости ограничен визуальным горизонтом примерно до 64 км (40 миль). Это метод, используемый сотовыми телефонами , FM , телевещанием и радаром . Используя тарелочные антенны для передачи лучей микроволн, двухточечные радиорелейные линии связи передают телефонные и телевизионные сигналы на большие расстояния вплоть до видимого горизонта. Наземные станции могут связываться со спутниками и космическими кораблями за миллиарды миль от Земли.
- Непрямое распространение : радиоволны могут достигать точек за пределами прямой видимости за счет дифракции и отражения . [9] Дифракция позволяет радиоволнам огибать препятствия, такие как край здания, автомобиль или поворот в зале. Радиоволны также частично отражаются от таких поверхностей, как стены, пол, потолок, автомобили и земля. Эти методы распространения применяются в системах радиосвязи малого радиуса действия, таких как сотовые телефоны , беспроводные телефоны , рации и беспроводные сети . Недостатком этого режима является многолучевое распространение , при котором радиоволны распространяются от передающей антенны к принимающей по множеству путей. Волны мешают , часто вызывая затухание и другие проблемы с приемом.
На микроволновых частотах атмосферные газы начинают поглощать радиоволны, поэтому радиус действия практических систем радиосвязи уменьшается с увеличением частоты. Атмосферное затухание на частотах ниже 20 ГГц в основном связано с водяным паром. На частотах выше 20 ГГц, в миллиметровом диапазоне волн , другие атмосферные газы начинают поглощать волны, ограничивая практические расстояния передачи до одного километра или меньше. На частотах выше 300 ГГц в терагерцовом диапазоне практически вся мощность поглощается в пределах нескольких метров, поэтому атмосфера фактически непрозрачна. [10] [11]

В приемнике колеблющиеся электрические и магнитные поля входящей радиоволны толкают электроны в приемной антенне вперед и назад, создавая крошечное колебательное напряжение, которое является более слабой копией тока в передающей антенне. [12] Это напряжение подается на радиоприемник , который извлекает информационный сигнал. Приемник сначала использует полосовой фильтр, чтобы отделить радиосигнал нужной радиостанции от всех других радиосигналов, принимаемых антенной, затем усиливает сигнал, чтобы он стал сильнее, а затем, наконец, извлекает несущий информацию сигнал модуляции в демодулятор . Восстановленный сигнал отправляется в громкоговоритель или наушник для воспроизведения звука или на экран телевизионного дисплея для создания видимого изображения или на другие устройства. Сигнал цифровых данных подается на компьютер или микропроцессор , который взаимодействует с человеком-пользователем.

Радиоволны от многих передатчиков проходят по воздуху одновременно, не мешая друг другу. Их можно разделить в приемнике, потому что радиоволны каждого передатчика колеблются с разной скоростью, другими словами, каждый передатчик имеет разную частоту , измеряемую в килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Полосовой фильтр в приемнике состоит из колебательного контура , который действует как резонатор , аналогично камертон. [12] Он имеет собственную резонансную частоту, на которой он колеблется. Резонансная частота устанавливается равной частоте желаемой радиостанции. Колеблющийся радиосигнал от желаемой станции заставляет настроенную схему колебаться в согласии, и она передает сигнал остальной части приемника. Радиосигналы на других частотах блокируются настроенной схемой и не передаются.

Радиоволны - это неионизирующее излучение , что означает, что у них недостаточно энергии для отделения электронов от атомов или молекул , их ионизации или разрыва химических связей , вызывающих химические реакции или повреждение ДНК . Основной эффект поглощения радиоволн материалами заключается в их нагревании, подобно инфракрасным волнам, излучаемым такими источниками тепла, как обогреватель или дровяной камин. Колеблющееся электрическое поле волны заставляет полярные молекулы колебаться вперед и назад, повышая температуру; так готовят пищу в микроволновой печи . Однако, в отличие от инфракрасных волн, которые в основном поглощаются поверхностью объектов и вызывают нагрев поверхности, радиоволны способны проникать через поверхность и отдавать свою энергию в материалы и биологические ткани. Глубина проникновения радиоволн уменьшается с увеличением их частоты, а также зависит от удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости материала ; он задается параметром, называемым глубиной скин-слоя материала, то есть глубиной, на которой выделяется 63% энергии. Например, радиоволны (микроволны) с частотой 2,45 ГГц в микроволновой печи проникают в большинство продуктов примерно на 2,5–3,8 см (от 1 до 1,5 дюймов). Радиоволны применялись к телу в течение 100 лет в медицинской терапии диатермии для глубокого нагрева тканей тела, улучшения кровотока и заживления. Совсем недавно их использовали для создания более высоких температур при лечении гипертермией и для уничтожения раковых клеток. Взгляд на источник радиоволн с близкого расстояния, такой как волновод работающего радиопередатчика, может вызвать повреждение хрусталика глаза из-за нагрева. Достаточно сильный луч радиоволн может проникнуть в глаз и нагреть хрусталик настолько, что вызовет катаракту . [13] [14] [15] [16] [17]

Радиоволны могут быть защищены от проводящего металлического листа или экрана, ограждение из листа или экрана называется клеткой Фарадея . Металлический экран защищает от радиоволн, а также в виде твердого листа до тех пор , как отверстия в экране меньше , чем около 1 / 20 от длины волны волн. [21]

Поскольку радиочастотное излучение имеет как электрическую, так и магнитную составляющие, часто бывает удобно выражать интенсивность поля излучения в единицах, специфичных для каждого компонента. Единица измерения вольт на метр (В / м) используется для электрического компонента, а единица измерения ампер на метр (А / м) - для магнитного компонента. Можно говорить об электромагнитном поле , и эти единицы используются для предоставления информации об уровнях напряженности электрического и магнитного поля в месте измерения.

Кто-то мечтает о новом айфоне, кто-то о машине, а кто-то о наборе деталей и новом динамике для своего радио. не так давно были времена, когда пределом мечтаний золотой молодежи был обычный транзисторный радиоприемник.

Радио было верным спутником человека весь 20-й век. Знаменитые объявления от советского информбюро, первые музыкальные передачи, настоящий прорыв в передаче информации, революция в СМИ – все это радио.

All we hear is radio Ga-Ga. В сегодняшней статье разберемся с тем, что такое радио и как оно работает.

Знаменитое “радио Га-га” из песни группы Queen – не что иное, как детский лепет сына барабанщика группы. Роджер Тейлор услышал, как ребенок бормочет и коверкает слова, а потом решил, что из этого может получиться неплохой припев для песни.

Когда-то радио было круче, чем интернет – факт. Еще один факт – без радио не будет никакого интернета. Пусть приемники слушают не так часто, радио-технологии активно развиваются и используются в спутниковой связи, телевидении, мобильных телефонах, рациях, медицинских приборах… Короче, везде.

Суть радио в самом широком смысле:

Радио - способ беспроводной передачи данных, при котором в качестве носителя информации используется радиоволна.

Давайте же узнаем, как эта штука работает, и кто это придумал.

Попов, Маркони, Тесла?

Кем впервые была открыта радиосвязь? Говорить о конкретном изобретателе радио в принципе неправильно, так как слишком много людей в разное время сделали свой вклад в развитие этой технологии. Здесь и Томас Эдисон, и Никола Тесла, и Александр Попов, и Гульельмо Маркони, и многие другие.

Интересно, что во многих странах есть свой изобретатель радио. Споры о том, кто был первым, велись долго, и на то было много причин.

Безусловно, вклад Попова в развитие радио нельзя недооценивать. Однако считать его единственным изобретателем радио неверно. Мнение, что Александр Попов изобрел радио, во многом было навязано пропагандой СССР, когда все возможные и невозможные изобретения пытались приписать советскому союзу.

Также противостояние вели Тесла и Маркони. Никола Тесла утверждал, что провел эксперименты по беспроводной передаче сигнала раньше 1896 года, когда это сделал Маркони. Однако Маркони, обладавший коммерческой жилкой, успел запатентовать изобретение первым.

Заслуга этого человека в том, что именно он смог найти прежде лишь теоретическим идеям действительно широкое практическое применение.

Настоящей сенсацией в 1901 году стала передача радиосигнала на расстояние 3200 километров. Тогда многие ученые считали, что радиоволна не может распространиться на такую дальность из-за шарообразной формы Земли.

Что такое радиоволна

Волна – это колебание. Морская волна – это колебание поверхности воды.

А радиоволна – изменение электромагнитного поля, распространяющееся в пространстве.

Так же как и свет, радиоволны представляют собой электромагнитное излучение. Разница лишь в частоте и длине волны. Скорость распространения радиоволны в вакууме равна примерно 300000 километров в секунду.

Ниже приведем весь спектр электромагнитных колебаний и покажем место радиоволн в нем.

Радиоволна – это сигнал. То, что передает информацию. Радиоволны делятся на диапазоны: от субмиллиметровых до сверхдлинных. Для каждого диапазона волн характерны свои особенности распространения.

Например, чем больше длина волны и чем меньше частота, тем больше волна способна огибать преграды. Длинные волны огибают всю планету.

Все маяки и спасательные станции настроены на волну длиной 6 метров и частотой 500 кГц.

Средние волны подвержены поглощению и рассеиванию сильнее. Длина их распространения – около 1500 км. Короткие волны проходят небольшие расстояния, их энергия поглощается поверхностью планеты.

Прежде чем разбираться с самим радио, нужно уточнить еще несколько моментов. Как именно передается информация.

Как передается информация. Модуляция

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Сама по себе синусоида не несет никакой информации. Для передачи данных используется модуляция сигнала. Есть разные виды модуляций:
- амплитудная;
- фазовая;
- частотная;
- амплитудно-частотная.
Например, аббревиатура FM означает frequency modulation – частотная модуляция.

Модуляция – это изменение одного из параметров сигнала.

Частотная модуляция – это изменение частоты. Амплитудная – соответственно, амплитуды. Конечно, изменение не простое, а несущее в себе информацию.

У нас есть несущий сигнал (несущее колебание) и информационный сигнал (речь, звук, музыка). Модуляция несущего сигнала позволяет зашифровать в нем информацию. Причем параметр этого сигнала изменяется в соответствии с информационным сигналом.

Далее будем рассматривать частотную модуляцию, так как FM-радиостанции – самые популярные, а говорить приятнее о том, что привычно. При частотной модуляции сигнал не изменяется по амплитуде. В соответствии с изменениями уровня информационного сигнала меняется частота несущего колебания.

Вот как это выглядит:

Как работает радио

При этом приемник не просто передает, а кодирует сигнал, применяя модуляцию. Передатчик также должен произвести обратное действие, то есть раскодировать сингал. И вот тогда мы получим тот же сигнал, что нам передали.

Спектр ее сигнала имеет примерно такой вид. Это – информационный сигнал.

Чтобы передать его на расстояние, эту информацию нужно зашифровать. Передатчик на радиостанции отправляет несущую синусоидальную волну в пространство, проводя частотную модуляцию.

Приемник в кабине у водителя, наоборот, выделяет из пришедшего сигнала полезную составляющую. Далее сигнал отправляется на усилитель, с усилителя - на динамик. Как следствие – все счастливо путешествуют под музыку!

Зная принцип действия радио, можно при желании самостоятельно собрать радиоприемник из простых компонентов. Как это сделать с помощью картошки – узнаете из видео. Сразу скажем, сами не проверяли, но если вы попробуете - расскажите нам, как получилось. А если перед вами задачка посложнее и нужна помощь в ее решении обращайтесь в студенческий сервис.

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Сделать антенну для радио своими руками несложно, если понимать, что из себя представляет и каким образом распространяется радиоволна. Всегда можно подобрать простую и недорогую конструкцию.

Какие есть виды антенн

Радиоантенны делятся по назначению:
- для домашних детекторных приемников и музыкальных центров;
- автомобильные;
- авиационные;
- специальные (спутниковой связи, военные).
Улавливающие устройства отличаются диапазоном — от КНЧ (крайне низкие частоты) с длиной волны 10000 км и более) до ГВЧ (гипервысокие частоты) с размером колебаний 0,1-1 мм.

Для эфирного вещания используются частоты 148,5 кГц — 108 МГц.

В быту используют следующие конструкции:
- устройства с разворотом — апертурная антенна;
- изделия с бегущей волной;
- линейные приборы.
Антенны классифицируют по форме и материалу на:
- телескопические;
- рамочные;
- штыревые;
- проволочные;
- стержневые;
- фольгированные;
- коаксиальные.
По диаграмме направленности конструкции могут быть узконаправленными и круговыми. По полосе пропускания различают узко- и широкополосные приборы.

Особенности распространения радиоволн

Ультракороткие волны с частотной модуляцией — frequency modulation (FM) — не огибают препятствия, имеющие размеры больше нескольких метров. Ионосфера земли для них прозрачна. Поэтому считается, что УКВ распространяются только в пределах прямой видимости. В помещениях радиоприемник улавливает в большинстве случаев неоднократно отраженный от разных объектов сигнал.

На качество передачи информации влияют осадки в виде снега и дождя, а также источники электромагнитных помех:
- распределительные подстанции;
- линии электропередачи;
- работающий у дома крупногабаритный транспорт.
Например, однотонный низкочастотный звук в магнитоле — следствие работы расположенного недалеко генератора переменного тока.

Дальность распространения волны зависит от мощности радиостанции.

При отражении радиоволн от препятствий они взаимно усиливаются при синфазном сложении или ослабляют друг друга в случае противофазы. Кроме этого, если присутствует синфазное переотражение от поверхности земли, то формируются участки с максимальным уровнем сигнала — зоны Френеля.

Картина распределения волн для выбранного места определяет диаграмму направленности антенны, которая нужна, чтобы обеспечить качественный прием.

Создаем антенну

Для устойчивой работы приемного устройства требуется обеспечить следующие параметры:

Наиболее простая схема у полуволнового вибратора, который подойдет для мобильных аппаратов, но не отличается направленностью и помехозащищенностью.

Если нужна антенна для стационарного радио, а расположение передающей станции точно скоординировано, лучше выбрать изделие по типу волнового канала. Узкий луч такой конструкции обеспечивает избирательный прием с минимальным захватом посторонних шумов и помех.

Когда требуется расширить диапазон у имеющейся антенны, можно добавить параллельно несколько вибраторов, пересчитав длину по специальной таблице.

Трубная антенна

Чтобы сделать устройство для приема радиоволн, задействовав контур отопления или водопровода в доме, нужно предварительно подготовить остальные элементы самодельного приспособления:
1. Ферритовый сердечник. Например, можно взять деталь от трансформатора черно-белого телевизора, собранного на лампах, из схемы строчной развертки.
2. 2 м медного провода диаметром 0,25 кв. мм для монтажа.
3. Фольгу из латуни или меди хорошего качества.
4. Изоленту и клей. Подойдет ПВА.
5. Разъем для подсоединения готового изделия к радиоприемнику.
Порядок сборки антенны:
1. На одну половину ферритового сердечника наматывают катушку индуктивности. Для этого бумага в 2 слоя укладывается на сердечник и закрепляется изолентой.
2. Оставляется 1 см перекрытия, прокладывается один слой фольги. Стороны витка изолируются липкой лентой.
3. На металлизированную поверхность наматывается катушка из 25 колец провода.
4. На 25, 12 и 7 витке делаются выводы.
5. Вся конструкция вновь накрывается металлизированным экраном.
6. 25 и 12 контакты контура подключаются ко входу приемника, а с 7 вывод заземляют. Если будет нужна дополнительная настройка качества сигнала, то подбирают обмотки в связном контуре.
Мощность на входе радио увеличивается в 2 раза за счет вертикального положения труб. Аппаратура такой схемы защищена от помех, т. к. трубопровод чаще всего безопасно заземлен.

Антенна из фольги

Для УКВ-диапазона можно изготовить антенну из металлической фольги.

Понадобятся следующие инструменты и материалы:
- припой, флюс, паяльник;
- разъем для соединения с радиоприемником;
- кусок экранированного кабеля с R = 50-75 Ом;
- квадратный отрез металлизированного материала (лучше медного);
- диэлектрик — текстолит, ДВП, сухая доска по размеру изделия.
1. Нужно вырезать рамку из фольги в форме незамкнутого квадрата шириной 1,5 см со сторонами 13-15,5 см.
2. Внизу рамки делают прорезь 1-1,5 см.
3. На ровный жесткий диэлектрик клеят изготовленную ранее рамку.
4. Зачищают 3-4 см провода и припаивают жилу и экран к нижним сторонам рамки возле разреза.
5. С другого конца подсоединяют разъем так, чтобы металл соединялся с “землей” приемника, а жила — с антенным входом.
Устройство можно разместить в помещении или на открытом воздухе. Для улучшения качества сигнала подбирают высоту и угол поворота самодельной антенны.

Всенаправленная FM-антенна из коаксиального кабеля

Почти круговая диаграмма направленности получается у приспособления для приема радиоволн, сделанного из коаксиального кабеля.

Чтобы самому собрать устройство, понадобятся:
1. Мачта (из дерева или другого диэлектрика).
2. Труба полихлорвиниловая диаметром 20-24 мм и длиной 1,5-2 м.
3. Не менее 1,5 м РК (для телевизора).
Изделие, рассчитанное на работу в диапазоне 87,5-108 МГц, собирается в следующем порядке:
1. С одной стороны коаксиального кабеля длиной 75 см аккуратно удаляют изоляцию без повреждения экранирующей оплетки.
2. Экран немного сжимают, как пружину. Когда он станет свободней двигаться, выворачивают его на изолированный участок наизнанку. Вывернутая часть согласует антенну с РК по волновому сопротивлению и одновременно служит противовесом.
3. Получившийся штырь помещают в ПВХ-трубу и крепят к мачте.
4. Центральную жилу подключают ко входу приемника. Если он отсутствует, то к металлической телескопической антенне, например у магнитолы.
5. Экран соединяют с “землей” или минусом батареи.
Экранированный кабель хорошо работает в условиях помех. Для настройки качества сигнала меняют высоту и месторасположение конструкции. Так как длина антенны — 75 см, она считается четвертьволновой — 1\4 часть от 3 м (приблизительная длина принимаемой волны).

Проволочная антенна

Простая формула для расчета длины волны: 300/частоту (МГц). Для радиостанций FM — 2,7-3,4 м.

На основе этой информации можно сделать для дома антенну из проволоки.

Понадобится изготовить рамку в соотношении 1,01-1,02 к величине волны:
1. Если материал диаметром 3 мм и толще, то выбирают пропорцию 1.01. Стороны прямоугольника должны относится друг к другу как 2,02:1.
2. Диаграмма направленности проволочного рамного приемного устройства — в форме восьмерки. В том случае, когда в помещении можно задействовать окно, которое расположено в направлении радиостанции, рамку крепят скотчем к стеклу.
3. Концы рамки соединяют с радиоприемником экранированным кабелем с сопротивлением 50-75 Ом. На вход магнитолы подключают центральную жилу, а экран — к общему проводу.
Сделанное своими руками изделие часто работает лучше покупных дипольных приборов.

Все соединения лучше пропаять, чтобы обеспечить хорошее качество сигнала.

Если конструкция расположена на траверсе или мачте, то середину рамки — точку с нулевым потенциалом — можно заземлить. Это обезопасит работу прибора во время грозы и улучшит электростатические характеристики антенны.

Подключение антенны

Даже правильно рассчитанная и хорошо сделанная антенна будет работать плохо, если допустить ошибки в подключении.

Нужно соблюдать следующие условия:
1. Использовать экранированный кабель.
2. Надежно пропаивать контакты и разъемы.
3. Следить за плотным соединением жилы и экрана с входной группой радио.
4. Заземлять антенну.
5. При наличии помех при питании радиоприемника от сети, когда нет заземляющего провода в розетке, магнитолу или транзистор лучше соединить с землей. Для этого в большинстве аппаратов предусмотрено специальное гнездо или клемма.
Если качество приема не устраивает, а изменение расположения и направления антенны не помогает, придется ставить усилитель.

Несложная и малозатратная схема такого устройства собирается, например, на микросхеме фирмы RFMD SPF5043Z. Достоинство конструкции — плату можно сделать без химии на 2-стороннем текстолите размером 15-20 мм и разместить в экранированный корпус.

Причины затухания сигнала

Цифровые и аналоговые сигналы постепенно затухают при движении в передающей среде. Снижение амплитуды указывается в дБ — децибелах. Ослабление ЭМВ в 2 раза соответствует потерям в 6 дБ.

Величина затухания зависит от:
- расстояния, которое проходит электромагнитная волна;
- несущей частоты передатчика (чем выше, тем больше потери) или длины волны;
- состояния и материала проводящей среды;
- наличия помех на пути распространения ЭМВ;
- качества регенерации и коррекции;
- формы сигнала.
Цифровой дискретный радиосигнал, проходя через повторитель, чаще всего полностью восстанавливается без потери информации.

Наиболее характерная форма помех для линий передач — перекрестная наводка. Причиной появления искажений могут быть неисправности оборудования, трещины изоляции. При передаче сигналов по проводам для устранения помех пары перевивают.

Экранирующие свойства материалов стен и отделки зданий также способны ослабить радиосигнал. Сильный экран — металлический сайдинг, алюминиевые сэндвич-панели, крыши из профлиста, металлочерепицы и т.д.

(голосов: 6, средняя оценка: 2,33 из 5)

Лицом к народу

Боевой сервер

Какой сервер выбрать?

Над этим вопросом я часами рылся в интернете в поисках решения и решение не заставило себя ждать. Виртуальный сервер — наилучший выбор в данной ситуации.
Во-первых: По умолчанию имеет статический IP адрес.
Во-вторых: Имеет достаточно высокоскоростное соединение, правда с одной маленькой поправкой — скорость делится на всех обитателей этой физической машины, а значит наших 800 человек можно смело делить на 5 (хотя возможно, что эта цифра будет сильно отличаться, т.к. нагрузка на другие сервера тоже может быть довольно высокой).
Для наших изысканий не требуется мощный процессор и много оперативной памяти. Конфигурация радиосервера позволяет успешно использовать ничтожно малые ресурсы, наш основной критерий выбора — скорость соединения.

Windows или Linux

Как такового значения при выборе сервера то, какая будет стоять операционная система не имеет. Решения под развертывание радио-сервера имеются и под Win 32/64 и под *nix. Просто отмечу, что при реализации на Windows у вас будет больше возможностей, а под Linux — дешевле в содержании.

IceCast2 или ShoutCast

Для каждой радиостанции требуются очень специализированные настройки. В конфигурациях указываются названия, параметры потоков, правила переключения, безопасность и прочее. После настройки не забываем в фаерволле задать исключение для порта на котором производится вещание.

Звук в эфир
- Релей
- Автовещатель
- Живой эфир
Релей — точка пересылки. Она берет уже готовый линк радиостанции и раздает всем, кто к нему подсоединяется. Таким образом, имея такой релэй можно ретранслировать радиостанции в локальные сети, забивать пустующее время своих эфиров и расширять пропускную способность собственной радиостанции. (подробее о том, как изящно увеличить вместимось одного канала в 2 и более раз, расскажу в следующих статьях). Также эта точка крайне важна, если у вас не очень мощные ресурсы сервера, а смена ведущих происходит очень часто.
- RadioBoss
- SamBroadcaster
- Winamp+плагин к ShoutCast
- Ices
- phpCast
- PulseAudio*
Итоги:

В этой статье я описал ключевые моменты в создании интернет-радио
Сама установка и настройка радио-сервера занимает не более 15 минут. Гораздо больше времени тратится на отлаживание тех или иных функций, т.к. вручную производить контроль над состоянием проекта 24 часа в сутки — невозможно.

Ссылки на статьи и гайды по теме:

Послесловие

В следующих статьях я буду подробно расписывать все хитрости в установке, настройке и использования каждого из этих элементов интернет-радио, приведу примеры скриптов настроек и способы автоматизации.

Читайте также: