Заземление антенны на даче своими руками. Грозозащита для антенны

Ключевым фактором правильной и безопасной работы антенны является качество ее заземления

Заземление радиочастотной антенны

Некоторые типа антенн являются несимметричными, для их нормальной работы необходимо использование заземления. Симметричные радиочастотные антенны в заземлении не нуждаются если синфазные токи не воздействуют на ввод. Тем не менее, во множестве вертикальных антенн и концевых кабелей заземляющий проводник используется в качестве составной части антенны. Для данных систем требуется хорошее заземление .

Физическое заземление радиочастотной системы выполняют, непосредственно присоединяя ее к земле. Поскольку проводимость грунта относительно невысока, необходимо обеспечить большую площадь контактной поверхности заземляющего электрода .
Заземляющая плоскость . Во многих вертикальных антеннах применяется так называемая заземляющая плоскость (плоскость заземления). Так называют имитацию земли, выполненную из плоского проводника, расположенного вокруг антенны по окружности на расстоянии в четверть длины волны. Зачастую эту плоскость имитируют с использованием нескольких радиально расположенных проводников, также длинной в четверть волны.

Заземление антенны для безопасности

Антенна представляет собой металлический объект, который может в некоторых случаях оказаться под напряжением. Причиной этого может стать короткое замыкание или другие неисправности. Заземление поможет предотвратить опасное воздействие на пользователей и сопряженное оборудование.

Заземление антенны как предотвращение воздействия молнии

Молния представляет собой электрический разряд, величина тока такого атмосферного явления достигает от 3 до 140 кА. Такая огромная энергия, сконцентрированная в точке удара молнии, может нанести колоссальные повреждения. В случае прямого удара молнии защитить антенну от ее воздействия может только система молниезащиты . Однако, даже от косвенного воздействия, индуцированное напряжение может достигать критических величин. Избежать неисправностей можно при использовании устройств защиты от импульсных перенапряжений. Хорошее заземление, правильно выбранное устройство УЗИП и грамотная схема соединения позволят существенно снизить воздействие молнии на оборудование.

" onclick="window.open(this.href," win2 return false > Печать

Грозы на нашей планете случаются непрерывно. Специалисты подсчитали: каждую секунду в землю вонзается около ста молний. Каждая из них - мощный сгусток энергии, с током порой до 200000 А. По этой причине горят леса, разрушаются дома, гибнут люди...

По сути своей молния - это огромная электрическая искра, которая проскакивает между небом и землей из-за того, что образовалась противоположная заряженность облаков и поверхности. Совсем как при коротком замыкании в электропроводке.

Искра «пробивает» на том участке, где расстояние между «плюсом» и «минусом» короче. Поэтому молния, как правило, ударяет в отдельно стоящие объекты, которые поближе к небу, вроде высокого дерева или антенны вашего дома.

Замечу также, что есть у электричества природная любовь к металлу. Если небесной искре предоставить выбор между стальным или деревянным столбом, при прочих равных условиях ее потянет «на железненькое».

В принципе система молниезащиты на удивление проста. Стоит задача - встретить молнию на подлете к вашей антенне (крыше) и сделать так, чтобы она изменила свое первоначальное направление и, скользнув вдоль стены, ушла в землю рядом. Поэтому молниезащита состоит из трех основных частей:

♦ молниеприемника;

♦ токоотвода;

♦ заземлителя".

Примечание.

Молниеприемник получает удар молнии, передает его токоотводу, а тот - заземлителю, который гасит разряд в толще грунта.

Теперь рассмотрим случай, если рядом с антенной нет молниеотвода. Комнатные телевизионные антенны в грозозащите не нуждаются. Что касается наружных антенн, то необходимость в защите определяется местом их установки.

Внимание.

В грозозащите нуждаются все внешние телеантенны, которые не расположены в зоне действия молниеотвода.

Т. е. если наружная антенна находится вблизи высоких зданий и сооружений, оборудованных молниеотводом (например, возле фабричной трубы, высокого дома, мачты передающей радиостанции и т. п.), устройство защиты от молнии устанавливать не обязательно. Если антенна установлена на крыше отдельно стоящего (даже одноэтажного) дома или на здании, которое выше окружающих домов, молниезащита необходима.

Внимание.

Металлические мачты, на которых устанавливаются антенны, обязательно должны заземляться.

Лучшая молниезащита - металлический заостренный штырь, установленный на вершине мачты (острие штыря должно хотя бы на 1,5 м быть выше антенны). Штанга телевизионной антенны, подключенная к контуру молниезащиты, изображена на рис. 1.

Рис. 1. Штанга телевизионной антенны, подключенная к контуру молниезащиты

Внимание.

Все соединения в системе грозозащиты необходимо выполнять максимально надежно: с помощью сварки, пайки или в крайнем случае с помощью резьбовых соединений.

Система молниезащиты не должна нарушать нормальную работу телевизионной антенны.

Случай 1. Антенна располагается на заземленной металлической крыше. Ее заземление обеспечивается соединением нижней части металлической мачты с кровлей.

Случай 2. В антенне применяется в качестве УСС петлевой вибратор. Он в своей средней точке соединен с металлической стрелой, а стрела с металлической мачтой, поэтому необходимо заземлить мачту. Провод токоотвода должен подключается к точке нулевого потенциала антенны, которой могут быть:

♦ середина неразрезанной трубки петлевого вибратора;

♦ середина шунта диапазонного шунтового вибратора;

♦ короткозамыкающая перемычка четвертьволнового мостика разрезного линейного вибратора;

♦ металлическая стрела и т. д.

При отсутствии точки нулевого потенциала в схему антенны нужно включать дроссель большой индуктивности, который подсоединяется к специальным клеммам антенны. В этом случае середина отвода дросселя будет точкой нулевого потенциала.

Случай 3. Мачта антенны деревянная, стоит на земле. По ней необходимо проложить толстый медный (можно стальной) провод токоотвода или металлическую шину диаметром не менее 5 мм. Экран кабеля снижения также должен быть соединен с точкой нулевого потенциала антенны. Второй конец провода заземления должен быть соединен с заземлителем, в качестве которого может быть использован как сам провод или шина, так и специально закопанные в землю металлические детали.

Случай 4. Антенна устанавливается на неметаллическую крышу. В этом случае металлическую мачту нужно соединить в ее верхней части с экранами кабелей и с точкой нулевого потенциала антенны. К нижней части мачты нужно подключить провод токоотвода, проложив его вдоль стены дома, и заземлить, уложив по дну траншеи на глубине 1 м. При этом длина горизонтального заземляющего отвода должна быть:

♦ для глинистой почвы - не менее 2 м;

♦ для суглинка - 4 м;

♦ для чернозема - не менее 6 м;

♦ для каменистой почвы – 10 м;

♦ для песчаной почвы - 12 м.

На рис. 2 приведены варианты заземления антенн, наиболее часто применяющиеся в загородной местности.

Рис. 2. Варианты заземления антенн в сельской местности

Здесь следует отметить, что заземлять необходимо только металлические части антенны. Нельзя заземлять электроприборы и электроизделия, у которых шасси соединено с одним из проводов питающей сети переменного тока.

Внимание.

Если такое изделие окажется соединенным с незаземленным проводом сети, то присоединение внешнего заземления приведет к короткому замыканию.

Простейшими заземлителями могут быть металлические листы, предметы, использовавшийся в хозяйстве (тазы, ведра и т. д.), трубы, толстый металлический провод и др. Для устройства заземления вблизи дома или места, где установлена антенна, вырывается яма глубиной до 2 м, в нее помещается заземлитель, к которому предварительно уже приварен стальной проводник диаметром не менее 5 мм. Если в качестве заземлителя используется стальной провод, то необходимо закопать его в виде мотка диаметром 1 м на глубину 2 м. Длина провода в мотке должна быть не менее 20-25 м.

Лучшим заземлителем можно считать отрезок толстостенной трубы длиной 1,5-2 м, закопанный на глубину 2-3 м. Во всех случаях конец проводника от заземлителя, закопанного в землю, можно укрепить на стене дома с помощью скоб, к нему в дальнейшем присоединяется провод заземления от антенны.

" onclick="window.open(this.href," win2 return false > Печать

♦ молниеприемника;

♦ токоотвода;

♦ заземлителя".

Примечание.

Внимание.

В грозозащите нуждаются все внешние телеантенны, которые не расположены в зоне действия молниеотвода.

Внимание.

Металлические мачты, на которых устанавливаются антенны, обязательно должны заземляться.

Рис. 1. Штанга телевизионной антенны, подключенная к контуру молниезащиты

Внимание.

Система молниезащиты не должна нарушать нормальную работу телевизионной антенны.

♦ середина неразрезанной трубки петлевого вибратора;

♦ середина шунта диапазонного шунтового вибратора;

♦ короткозамыкающая перемычка четвертьволнового мостика разрезного линейного вибратора;

♦ металлическая стрела и т. д.

♦ для глинистой почвы - не менее 2 м;

♦ для суглинка - 4 м;

♦ для чернозема - не менее 6 м;

♦ для каменистой почвы – 10 м;

♦ для песчаной почвы - 12 м.

На рис. 2 приведены варианты заземления антенн, наиболее часто применяющиеся в загородной местности.

Рис. 2. Варианты заземления антенн в сельской местности

Внимание.

Что такое Г-образная антенна?

Г-образной антенной называется такая антенна, у которой снижение взято от одного из концов горизонтальной части.

Что такое Т-образная антенна?

Т-образной антенной называется такая антенна, у которой снижение взято от середины горизонтальной части.

Обладает ли Г-образная антенна направленным действием?

Г-образная антенна обладает некоторой направленностью действия. Лучше всего на этой антенне принимаются те станции, которые расположены с той стороны антенны, откуда взято снижение.

Обладает ли Т-образная антенна направленным действием?

Т-образная антенна практически никакого направленного действия не имеет, т. е. она принимает одинаково со всех сторон.

Какая антенна называется вертикальной?

Антенна, не имеющая горизонтальной части и представляющая собой одно снижение, называется вертикальной. Направление такой антенны не должно быть обязательно строго вертикальным. Различные типы любительских антенн приведены на рисунке.

Каковы преимущества вертикальной антенны?

Основное преимущество вертикальной антенны то, что для её постройки нужна только одна мачта, на вершине которой укрепляется изолятор. От этого изолятора идёт снижение к приёмнику. Вертикальная антенна менее чувствительна ко всевозможным помехам, чем антенна с горизонтальной частью и, кроме того, приём на вертикальную антенну получается несколько более избирательным.

Какого диаметра брать проволоку для наружной горизонтальной антенны?

При выборе диаметра провода для антенны необходимо главным образом заботиться о её механической прочности. Поэтому при устройстве антенн пролетом в 20 м провод следует брать не тоньше 1 мм (бронза) и 2 мм (медь, железо). При антеннах пролетом до 40 м - соответственно 1,5 и 3 мм.

Какой провес нужно дать антенному проводу, чтобы не произошло обрыва его при морозе?

В радиолюбительских условиях вполне достаточно при установке антенны в летнее или осенне-весеннее время для антенны пролетом в 20 м взять 21м провода.

Как делаются антенны с сосредоточенной ёмкостью?

Из двух деревянных брусьев (каждый длиной 1 м) сколачивается крестовина. На равных (примерно в 1 см) расстояниях на каждом “луче” крестовины привинчиваются 15-20 роликов, по которым производится “спиральная” намотка провода: провод сначала захватывает первые ролики каждого “луча” крестовины, затем переходит на вторые, на третьи и т. д. (см. рисунок). По окончании намотки крестовина укрепляется на шесте параллельно крыше роликами вниз. Спуск делается от одного из концов намотки, другой остаётся свободным.

Каковы преимущества антенны с сосредоточенной ёмкостью?

Антенна с сосредоточенной ёмкостью даёт более громкий приём, чем вертикальная антенна (см. вопрос 15, 16), будучи так же, как и эта антенна, малочувствительной ко всякого рода помехам и более “избирательной” по сравнению с антенной горизонтального типа.

Что такое безмачтовая антенна?

Основной частью безмачтовой антенны является пучок (“кисть”) из 40-50 кусков провода (длина каждого куска 20-25 см). В нижней своей части все куски провода, составляющие пучок, спаиваются и к ним присоединяется провод снижения. Весь торец зачищается и вставляется в фарфоровую банку, в дне которой для снижения просверлено отверстие. Свободное пространство в банке заполняется каким-либо водоупорным веществом. Банка при помощи кронштейна прикрепляется к карнизу стены, к дымовой трубе на крыше и т. п.

Качество приёма на безмачтовую антенну примерно такое же, как и на антенну с сосредоточенной ёмкостью. На рисунке показаны варианты устройства “метёлочной” антенны.

Что такое комнатная антенна?

Комнатной антенной называется антенна (кусок провода), подвешенная внутри помещения. Формы таких комнатных антенн бывают чрезвычайно разнообразны. Простейшая антенна комнатного типа состоит из провода, подвешенного на изоляторах, от одного конца которого берётся снижение к приёмнику. Иногда под потолком комнаты провод протягивается в несколько лучей, зигзагообразно, в виде квадрата и т. д. Комнатные антенны, как правило, дают приём значительно более слабый, чем наружные антенны.

Как сделать рамочную антенну?

При стороне рамки примерно в 1 м, расстоянии между витками 6 мм и при диапазоне принимаемых волн от 200 до 2 000 м на каркас рамки нужно намотать 30-40 изолированных от каркаса и не замыкающихся между собой витков провода (для приёма в различных диапазонах от намотки делаются отводы). К приёмнику присоединяются оба конца рамочной антенны - один к клемме “антенна”, другой к клемме “земля”. Таким образом, при работе с рамочной антенной заземлять приёмник не нужно.

Имеет ли какие-либо преимущества рамочная антенна по сравнению с антеннами других типов?

Рамочная антенна обладает направленным действием, но в то же время даёт приём значительно менее громкий, чем наружная антенна. В настоящее время в радиолюбительской практике рамочная антенна почти не применяется, так как направленность действия рамочной антенны в условиях приёма в больших городах обычно проявляется в очень слабой степени. Помимо того, рамочная антенна занимает много места в комнате.

Какая антенна нужна для детекторного приёмника?

Антенны, предназначенные для приёма на детекторный приёмник, вообще ничем не отличаются от антенн для ламповых приёмников, но так как громкость приёма на детекторный приёмник в большой степени зависит от качества антенны, то в этом случае антенну следует делать как можно лучше. В частности, высоту антенны нужно брать не меньше 8-10 м, длина горизонтальной части должна быть не меньше чем 15-25 м. Антенна должна быть хорошо изолирована от земли.

Какие антенны называются суррогатными?

Радиоприём можно вести не только на наружные или комнатные антенны, но и вообще на любые металлические предметы, расположенные как внутри помещения, так и вне его. Наиболее часто применяемым видом суррогатной антенны является осветительная сеть, свинцовая оболочка телефонного кабеля, трубы центрального отопления и т. д.

Как использовать электросеть вместо антенны?

Для использования осветительной сети в качестве антенны нужно клемму приёмника “антенна” присоединить к сети через разделительный слюдяной конденсатор С хорошего качества ёмкостью около 1000 см.

Как использовать телефонный кабель вместо антенны?

Использование жил телефонного кабеля как антенны недопустимо. Для устройства суррогатной антенны может быть использована свинцовая оболочка телефонного кабеля, к которой провод от клеммы “антенна” может быть присоединён непосредственно или через конденсатор постоянной ёмкости примерно в 1000 см.

Можно ли к одной антенне присоединить несколько приёмников?

Существует несколько способов присоединения к одной антенне нескольких приёмников.

1) В цепь антенны включают несколько ненастраивающихся катушек. Каждую из этих катушек индуктивно связывают с приёмником.

2) Приёмники присоединяются к антенне через небольшие ёмкости (конденсаторы).

При всех этих и им подобных включениях приёмников всё-таки замечается известная связь между приёмниками -настройка одного влияет на настройку другого.

Как присоединять антенну к первому контуру приёмника?

Наиболее простым способом присоединения антенны к приёмнику является непосредственная связь с первым контуром приёмника (а). Этот способ обеспечивает наибольшую громкость приёма, но при таком присоединении антенны ёмкость её оказывается приключённой параллельно ёмкости контура, вследствие чего перекрытие первым контуром диапазона волн значительно уменьшается по сравнению с другими контурами приёмника. Это чрезвычайно затрудняет соединение конденсаторов на одной оси и приводит к необходимости устраивать отдельный переключатель диапазонов для антенного контура. Кроме того, смена антенны или её изменение будет сильно сказываться на перекрытии первого контура. Поэтому в приёмниках всегда делается ослабленная связь с антенной, при которой указанные выше недостатки устраняются. Наиболее распространённым видом связи является ёмкостная (b). В этом случае антенна присоединяется к контуру приёмника через небольшую ёмкость, обычно 10-20 см. Такой вид связи контура с антенной даёт вполне удовлетворительные результаты в коротковолновой части радиовещательного диапазона. В длинноволновой же части наблюдается некоторое ослабление приёма. Применяется также индуктивная связь с антенной (так называемая “ненастроенная антенна”, с). Этот способ состоит в том, что в цепь антенны включается ненастраивающаяся катушка, обычно с большим числом витков, и первый контур приёмника индуктивно связывается с этой катушкой. Этот способ присоединения антенны, как и предыдущий, имеет тот недостаток, что величина связи зависит от частоты, т. е. от настройки приёмника. Следовательно, усиление приёмника на различных волнах получится не одинаковым. Наилучшим способом связи антенны с приёмником является так называемая индуктивно-ёмкостная связь (d). При такой схеме связи и при соответствующем подборе величин индуктивности La и ёмкости конденсатора Са удаётся получить сравнительно равномерную величину связи на всём диапазоне.

Как включается грозовой переключатель?

Грозовой переключатель с искровым промежутком является необходимой принадлежностью радиоприёмного устройства, имеющего наружную антенну. Наиболее типичная конструкция такого переключателя, который может быть в крайнем случае изготовлен самостоятельно, приведена на рисунке. Способ включения грозового переключателя показан на том же рисунке.

Как осуществляется заземление в городских условиях?

Для заземления в городских условиях обычно используют трубы водопровода, канализации или парового отопления. Трубы предварительно тщательно зачищаются (грубым напильником) от грязи и краски и вокруг трубы по очищенному месту туго наматывается несколько витков голого провода, идущего от клеммы “земля” приёмника. Под витки проволоки желательно положить лист станиоля и, если возможно, витки к трубе припаять.

Почему сетевые приёмники хорошо работают без заземления?

Приёмники, питающиеся от осветительной сети, часто удовлетворительно работают без земли. Объясняется это тем, что в большинстве случаев осветительная сеть играет роль заземления или противовеса. Но не все сетевые приёмники могут работать без земли. Иногда присоединение земли значительно уменьшает фон переменного тока. Поэтому в каждом отдельном случае нужно на опыте выяснить - требуется ли для данного приёмника земля или нет.

Как сделать заземление в деревенских условиях?

К проводу заземления припаивается металлический лист размером примерно 30x40 см. Этот лист закапывается в землю на глубину 1,5-2 м. Можно также вместо припайки металлического листа провод свить в бухту (несколько колец) и затем второй конец провода подвести к приёмнику, а самую бухту закопать в яму. Для заземления желательно применять провод того же диаметра, что и провод антенны или толще. Заземляющий провод вводится через отдельное отверстие в раме окна. К стене дома провод прикрепляется обыкновенными гвоздями. Яма для заземления выкапывается возле места ввода. Заземляющий провод можно также опустить в находящийся поблизости колодец, выгребную яму и т. д. Важно, чтобы заземление находилось по возможности ближе к месту радиоустановки и почва заземления была бы сырой.

Что такое заземлённый противовес?

В случае невозможности применить какой-либо из указанных в вопросе 34 видов заземления, можно использовать так называемый “заземлённый противовес”. Под горизонтальной частью антенны прорывается канава глубиной примерно 5-10 см. В эту канаву во всю длину её укладывается заземляющий провод, конец которого подводится к радиоприёмнику, а сама канава засыпается.