В современной радиоэлектронной аппаратуре, компьютерах и технике связи в большинстве случаев используются импульсные блоки питания, ключевые каскады которых работают на высоких частотах (сотни килогерц). При работе таких устройств, в особенности сделанных с экономией за счет фильтрующих элементов/экранировки, излучается множество помех в широкой полосе частот.

Уровень помех от смартфонов, роутеров и других устройств, использующих беспроводное подключение настолько велик, что при поиске радиостанций на приемнике в городских условиях может показаться, что эфир совершенно пуст, забитый гудящими помехами и треском. При высокой концентрации «фонящих» устройств практически невозможен прием на штыревую антенну на средних и коротких волнах.

Такая ситуация крайне неприятна не только из-за вдруг оказавшегося бесполезным ДВ/СВ/КВ-радиоприемника, но и из-за вряд ли полезного воздействия электромагнитных излучений на здоровье человека. Ведь не даром говорят, что именно из-за высокого уровня ВЧ-излучения после широкого распространения мобильной связи в современных городах пропали тараканы…

Что можно сделать для уменьшения уровня радиопомех в своем жилище?

Чтобы избежать неблагоприятного воздействия «электромагнитной грязи» лучше всего жить за городом, где на единице пространства находится меньше излучающих устройств.

Учитывая текущие тенденции развития общества, с большой степенью вероятности можно предсказать, что в будущем будет значительно снижаться роль мегаполисов. Это связано с возрастанием роли дистанционной работы и самозанятости — уже нет необходимости жить рядом с местом работы.

Для тех, кто не может себе позволить перехать в загородный дом, стоит позаботиться о том, чтобы уменьшить количество использующихся устройств, создающих паразитное излучение.

Как правило, это дешевые компьютерные блоки питания и зарядки для телефонов и других гаджетов.

При их выборе очень важно качество изготовления. Если производитель не позаботился об установке фильтров электромагнитного излучения, то, скорее всего, и остальные каскады устройства имеют низкое качество. Это снижает их надежность и неблаготворно влияет на помеховую обстановку в радиусе нескольких сотен метров вокруг них (в некоторых случаях и больше).

Несмотря на использование самого качественного обрудования у себя дома, в городских условиях невозможно избавиться от неблагоприятного радиочастотного фона, который мешает радиоприему и уменьшает радиус действия радиосвязи.

Как улучшить качество радиоприема в городе?

Для обеспечения относительно качественного приема радиосигнала в городских условиях на коротких и средних/длинных волнах можно использовать два способа:

• увеличить уровень полезного сигнала и снизить помехи с помощью направленной антенны. Для этого в любом доме или квартире можно использовать малогабаритную магнитную петлевую/рамочную антенну. Она имеет высокую добротность и чувствительность, работает во много раз эффективнее встроенных/штыревых антенн приемника. За счет этого можно «открыть» для приема коротковолновый и другие диапазоны в городе;

• устранить помехи или значительно снизить их уровень с помощью фазового подавителя помех (QRM Eliminator).

Стоимость готовой рамочной антенны (Loop antenna) и подавителя помех (QRM Eliminator) не столь велики (весь комплект, включая соединительные кабеля, можно приобрести/сделать за 90-100 долларов США).

Фирменная приемная пассивная петлевая антенна EM ALR-25/30, работающая в диапазоне 10kHz-30MHz:

Их применение позволит осуществлять достаточно уверенный прием радиостанций на КВ (в том числе дальние маломощные станции), СВ и ДВ диапазонах.

Пассивная петлевая LW-антенна Tecsun AN-100:

Любой человек, имеющий руки и желание, с легкостью сам может сделать рамочную антенну из подручных материалов (лучше из медной трубки). Подавитель помех более сложен, для его изготовления нужно иметь прямые руки уметь паять радиокомпоненты и разбираться в радиосвязи/работе антенн.

В любом случае поможет Алиэкспресс или другой магазин, продающий подобные устройства.

О выборе/изготовлении рамочной антенны

Рамочные антенны не очень хорошо известны среди людей в странах бывшего СССР, так как на его территории в свое время пресекалось прослушивание «вражеских радиоголосов» с помощью глушилок и ограничения доступа к высокочастотным КВ-диапазонам (длина волны короче 25 метров). Похожая практика сейчас существует и поныне, в интернете, роман 1984 оказался пророческим…

Использование направленной рамочной антенны с ярко выраженными резонансными свойствами позволяло бы отстраиваться от помех и осуществлять прием голосов из-за бугра, поэтому информация о подобных устройствах не распространялась в радиожурналах того времени. Между тем, подобные антенны широко использовались среди любителей «охоты на лис», которыми оттачивалось умение быстро пеленговать и находить источник радиоизлучения:

Рамочная антенна представляет собой колебательный контур, образованный катушкой индуктивности в виде петлевой антенны и переменного конденсатора, использующегося для ее настройки в резонанс.

При использовании в антенне одной петли (витка) контур имеет очень высокую доротность, что обеспечивает резонанс в очень узкой полосе частот (хорошо отсеивает помехи). Кроме того, петлевая антенна, размещенная вертикально имеет диаграмму направленности в виде восьмерки, что обеспечивает ей высокий коэффициент усиления.

Диаграмма направлености петлевой антенны:

Петлевая антенна в паре со штыревой (показана в кадре из фильма «Охота на лис» выше) имеет суммарную одностороннюю диаграмму направлености, благодаря чему эта конструкция используется в радиопеленгации:

Такая конструкция очень проста и может помочь улучшить качество радиовещательного приема в диапазонах LW ULW даже без подключения к приемнику (достаточно разместить ее рядом с ним).

Рачет loop-антенны, сделанной из подручных материалов

При расчете параметров рамочной антенны (рабочая частота) учитываются размеры рамки (диаметр, материал и длина используемого провода, влияющие на ее индуктивности), а также дипаазон изменения емкости переменного конденсатора.

Чем толще провод, использующийся в качестве петли и чем меньше его сопротивление, тем выше эффективность антенны.

Зависимость величины потерь в антенне (петля 90 см) от толщины использующегося провода:

Длина петли антенны должна стремиться к одной четвертой длины волны. Это обеспечит самую высокую эффективность.

Для сокращения размеров антенн, работающих на низких частотах, используют многовитковые конструкции и разные ухищрения, что ухудшает их характеристики:

Для расчета очень удобно использовать программу Coil61. Она дает возможность рассчитать/узнать рабочий диапазон рамочной антенны.

Последовательность расчета может быть различной, в зависимости от исходных условий.

Например, в наличии имеется сдвоенный переменный конденсатор емкостью каждой секции 12-492 пикофарад, гимнастический обруч диаметром 67 см, внутри которого протянута медная кондиционерная трубка диаметром 6 мм.

Индуктивность можно рассчитать на одноименной вкладке программы Coil61 (частоту можно указать любую, например, 7.2 МГц):

Из расчета видно,что индуктивность одного витка антенны будет равна 2,104мкГн.

Теперь можно узнать минимальную и максимальную рабочую частоту антенны.

Чтобы максимально использовать возможности конденсатора, его можно подключать с последовательным соединением секций и с параллельным. Таким образом два диапазона доступных емкостей обеспечат пределы от 6 до 984 пикофарад.

Теперь, на вкладке LC-контур программы можно узнать резонансную частоту антенны. Для этого указывается минимальная и максимальная емкость переменного конденсатора (в данном случае 6 и 984 pF) и постоянная индуктивность рамки (2,104 мкГн).

Минимальная рабочая частота (при Cmin=984pF) антенны равна 3.5 мегагерц:

Максимальная рабочая частота (при Cmin=6pF) антенны равна 44.7 мегагерц:

Теперь на вкладке «Индуктивность» после нажатия кнопки «Рассчитать», можно узнать резонансную частоту при минимальной емкости конденсатора (C=12pF) — 30.189 MHz:

На практике рабочая частота антенны она будет чуть меньше из-за паразитной емкости монтажных проводов и емкости самой петли антенны.

Более подробные параметры катушки антенны в зависимости от рабочей частоты можно посмотреть на вкладке «Катушка»:

Число витков катушки N = 1 
Длина провода без учета выводов lw = 2,094 м 
Длина намотки l = 13,08 мм 
Вес провода m = 530,531 г 
Сопротивление катушки Rdc = 0,001 Ом 
Реактивное сопротивление катушки X = 46,243 Ом 
Собственная емкость Cs = 257,517 пФ 
Частота собственного резонанса катушки Fsr = 30,187 МГц 
Конструктивная добротность катушки Q = 575 
Сопротивление потерь ESR = 0,064 Ом

Таким образом, простейшая кустарно собранная рамочная антенна позволяет осуществлять прием в диапазоне от 3.5 до 44.7 мегагерц!

Антенна, собранная «на коленке» из обруча, 6мм медной трубки и конденсатора переменной емкости КПП-2Х4/270:

Эта пассивная антенна может быть настроена на следующие рабочие диапазоны:

• при использовании одной секции конденсатора КПП-2Х4/270 — диапазон принимаемых частот 6.7-54.8МГц;
• при последовательном соединении секций (C=2-135 пФ) — от 9.44 до 77.58MHz;
• при параллельном соединении секций (C=8-540 пФ) — от 4.72 до 38.79MHz;

Чтобы не использовать переключателя, достаточно соединить параллельно секции конденсатора, диапазона 4.72-38.79 МГц (7.8-63 метра) вполне достаточно для бытового КВ приемника.

При подключении этой простой антенны проводом с крокодилами к штыревой антенне обычного приемника появляется возможность принимать КВ-станции в многоквартирном доме с зашкаливающим фоном от роутеров, мобильников, другого электрического оборудования.

Для усоврешенствования антенны желательно сделать простой согласующий трансформатор и сделать отвод на приемник с помощью экранированного коаксиального кабеля.

Кроме того, учитывая, что антенна работает с магнитной составляющей радиоволн, можно отэкранировать электрическую составляющую от петли антенны (провести основной антенный провод внутри трубки):

Еще больше увеличить качество приема можно, подключив к ней антенный усилитель, а после него — фазовый подавитель помех.

DIY-антенный усилитель с AliExpress стоимостью примерно 10 USD:

Если в месте приема очень сильные помехи от FM-станций, импульсных БП, на входе приемника можно поставить доплнительные полосовые/отсекающие фильтры.

О подавлении ближних радиопомех с помощью фазового подавителя помех

Фазовый подавитель помех – это устройство, использующее две антенны, одна из которых (основная, например, петлевая), а вторая — вспомогательная (штыревая). Желательно, чтобы вторая антенна как можно хуже принимала полезный сигнал и максимально — помехи.

Обе антенны принимают помехи, но вспомогательная ловит их значительно больше. За счет этого можно вычесть из сигнала основной антенны помеховую составляющую и тем самым значительно улучшить качество приема.

Схема фазового подавителя помех, продающегося на AliExpress (QRM Eliminator X-Phase):

Готовое устройство можно купить в собранном или DIY-виде в Китае.