GP pe 160 Minooka

Cumva am ajuns pe mâna unui buletin ARRL în care s-au dat rezultate interesante ale sondajelor despre antene în bandă de 160 de metri. Iar farmecul principal, pe lângă rezultate, desigur, a fost că era o statistică combinată din 1969! În primul rând, trebuie să credeți statisticile pentru o astfel de perioadă și, în al doilea rând, varietatea de modele de antene la 160 m pur și simplu „iese în evidență”. Prima întrebare: dacă veți face astăzi o antenă HF, aceasta va fi:
Răspuns unu: 60% - vertical, 30% - dipol orizontal, 10% alte opțiuni. Verticalele din acest studiu includ 1/4, 1/2, 5/8 lungime de undă, verticale cu lungime aleatorie și antene L inversate. Întrebarea doi: dacă astăzi veți face o antenă pentru 160 de metri, atunci va fi: 70% vertical, 17% orizontal, 5% L inversat, 2% combinație H/V, 2% V invers, 3% alte opțiuni. Nu este semnificativ? :-) ? 70 contra 17! Și acum, în conformitate cu același sondaj, argumentele din cauza cărora respondenții și-au făcut alegerea. Răspuns doi: 1. Eficiență ridicată în intervalul de 160 de metri pentru lucru DX. 2. Design simplu și ușor de configurat 3. Cost redus 4. Se potrivește în dimensiunile curții din spate 5. Lățime de bandă suficient de largă 6. Funcționează bine pe distanțe lungi 7. Poate fi redus pentru benzi de frecvență mai mari. Scalabilitate bună.
Ceea ce este adevărat este adevărat. Este dificil să obiectezi la orice articol din listă. Acesta este probabil motivul pentru care opțiunile pentru antene verticale la 160 de metri sunt pur și simplu marea. Cum să navighezi în acest ocean de modele și să nu te îneci? Pe baza unei mici (aproximativ 45 de ani :-) experiență, pot da câteva sfaturi începătorilor. Îmi cer scuze celor care sunt bine versați în teoria antenei să nu mă judece strict pentru simplificări radicale ale conceptelor. Sari peste cateva paragrafe daca nu te intereseaza :-)
Primul postulat. Antena trebuie să aibă o lungime fizică de cel puțin aproximativ un multiplu de 1/4 din lungimea de undă și aproximativ aceeași lungime a contragreutăților cu un număr de cel puțin 2. Toate circuitele de scurtare care apar (dacă lungimea electrică este mai mare decât este necesar) iar prelungirea (în cazul opus), servește doar unui singur scop - face ca antena să devină rezonantă. Adică rezonează la frecvența dorită. În acest caz, eficiența radiației directe a undelor radio va scădea invers cu gradul de alungire (scurtare).
Înainte de a vă decide să repetați construcția întâlnită undeva, ar trebui să înțelegeți bine care dintre elementele antenei sunt necesare pentru a acorda rezonanță și care (după aceea) pentru a asigura condiții de potrivire. Dacă acest lucru nu reușește, atunci cel mai probabil cineva a descris designul creat empiric și nu faptul că va funcționa în condițiile tale. Încercați să evitați elemente suplimentare în antenă (altele decât banda și contragreutăți) Cea mai bună opțiune este atunci când banda antenei are 1/4, 1/2 sau 5/8 lungime de undă cu aceleași contragreutăți. Este destul de dificil să poziționați 41 de metri de sârmă (sau țeavă!), pe verticală, așa că trebuie să îndoiți (înclinați) vibratorul, ceea ce este nedorit în principiu, dar reduce eficiența radiației într-o măsură mult mai mică decât, de exemplu, scurtarea. Nu ar trebui să uităm de un astfel de concept precum înălțimea efectivă a antenei. Cu cât partea superioară a antenei este mai departe de sol (a se citi, cu atât este mai lung pinul), cu atât este mai mare această înălțime cea mai eficientă a antenei. Dependența intensității câmpului la punctul de recepție este direct proporțională cu această valoare. Mai există un argument pentru o lungime de undă mai mare de un sfert a pinului - formula EMF indusă în conductor determină o creștere direct proporțională a tensiunii la conectorul antenei față de lungime. Prin urmare, cea mai bună antenă bici este 5/8 unde. Dar 5/8 pentru 160 înseamnă 100 de metri. Chiar și cei mai bogați radioamatori nu găsesc adesea ocazia de a crea un punct de sprijin (sau suspensie) la o asemenea înălțime. Chiar și 1/4 val pe această bandă este de 41 de metri. Dar, cu toate acestea, există o modalitate de a găsi un compromis pentru înălțimea reală a cardanului a unui anumit utilizator. Aproximativ jumătate din modificările și clonele antenelor verticale la 160 de metri corespund principiilor pe care funcționează această antenă. Frumusețea ideii este că utilizatorul, știind înălțimea la care poate ridica capătul superior al știftului, selectează schema și dimensiunea elementelor. Desigur, înălțimea este limitată: nu mai puțin de 2,13 metri pentru utilizare mobilă și nu mai mult de 18,29 metri pentru bază. Se numește Minooka Special (Minooka special) și arată așa. Tabelul de mai jos prezintă 6 versiuni de Minooka, acoperind dimensiunile reale posibile (înălțimea suspensiei). În acest tabel, valorile lui X și Y sunt definite în mod unic, iar Z este maximul posibil în condițiile unui design repetat, adică Z = înălțimea punctului de suspendare minus X și minus Y. Ca inscripție sub desenul antenei spune că L2 conține de la 1 la 20 de spire, iar L3 de la 1 până la 5 spire cu un fir cu un diametru de 1 mm cu un diametru al bobinei în sine de 38 mm. Sursa (QST, Barry a. Boothe, W9UCW) nu precizează numărul de spire ale lui L1, dar cred că ar trebui să existe aproximativ 20 de spire de înfășurare asemănătoare cu L2 și L3 - înfășurare cu pas de 3 mm. În sursa originală, (gândiți-vă, 1976!) americanii au recomandat deja folosirea țevilor de plastic pentru instalații sanitare! Și le-am descoperit abia în 2003:-(De fapt, L1 va trebui absolut să ghicească cu această bobină, îți vei regla pinul la rezonanță la frecvența ta preferată: obținerea unei benzi de 2 megaherți nu va funcționa:-(După ce ai găsit rezonanță, puteți trece la potrivire.Spre deosebire de sursă, pentru reglare, voi sugera utilizarea unui autotransformator - o inductanță cu parametrii de înfășurare specificați, dar numai 20 de spire cu robinete.Alegând un robinet la care SWR, procesul de reglare minimă poate fi considerat complet. Vă voi spune mai jos cum ar trebui să fie reglat originalul, dar pentru moment tabelul

După ce v-ați reglat segmentul la rezonanță la frecvența dorită folosind L1, puteți continua la ajustarea potrivirii cu alimentatorul. Pentru a face acest lucru, bobina L3 este scoasă din circuit și, prin schimbarea bobinei L2, se obține cea mai mică valoare SWR posibilă în această configurație. Apoi, revenind la circuitul L3, realizează SWR egal cu unu. Probabil că după aceasta va trebui să ajustați L1. Pentru utilizare mobilă (cu lungime minimă) (setare SWR) se poate obține un SWR bun fără bobina L3.
Nu trebuie uitat că pentru ca antena să funcționeze eficient, trebuie să existe de la 2 la 40 (după recomandarea autorului :-) radiale de doar 18,3 metri la bază.
Bine? Te-ai săturat de mai multe variabile? Dar va funcționa în strictă conformitate cu știința :-) Eu, fiind un pragmatist, prefer opțiunile evidente și, prin urmare, folosesc un pin cu un sfert de undă cu radiale fără o singură bobină sau condensator potrivit. Puteți vedea cum am făcut-o. Cu toate acestea, același autor Minooka Spec are opțiuni nereglabile care vor funcționa dacă dimensiunile sunt menținute. Ei bine, dacă sunteți de acord că o sarcină capacitivă nu este un element de reglare :-)

Trei transceiver pe antenă

Cu toții suntem călători într-un fel sau altul. Adevărat, unii dintre noi suntem călători fanatici. Acest lucru este valabil mai ales pentru radioamatorii. Toată lumea cunoaște programul URFF, mulți cunosc programul UIA, dar nu toată lumea. Și mai puțini oameni știu despre program, de exemplu, faruri. Dar dacă vara îi oferi unui om de casă să meargă într-o expediție radio pe insulă și să fie solicitat mai mult decât de obicei (aproape o grămadă :-), atunci cred că va fi de acord. Eu însumi iubesc natura foarte mult, iar când poți combina recreerea în aer liber și transceiver-ul în același timp, sunt pur și simplu fericit. În același timp, uiți cât de mult efort s-a cheltuit pentru târât de greutăți, bani pe benzină și nervi pentru a lupta cu grănicerii... (Ceva este că toate insulele noastre sunt pe Nipru, la graniță. Și grănicerii comandă pe rau).

EN5R-WW2

Antenele fractale de sârmă, investigate în această teză, au fost realizate prin îndoirea sârmei după un șablon de hârtie imprimat pe o imprimantă. Deoarece firul a fost îndoit manual cu ajutorul unei pensete, precizia fabricării „codurilor” antenei a fost de aproximativ 0,5 mm. Prin urmare, cele mai simple forme geometrice fractale au fost luate pentru cercetare: curba Koch și „salt bipolar” al lui Minkowski.

Se știe că fractalii fac posibilă reducerea dimensiunii antenelor, în timp ce dimensiunile antenei fractale sunt comparate cu dimensiunile unui dipol liniar simetric cu jumătate de undă. În studiile ulterioare ale tezei, antenele fractale cu sârmă vor fi comparate cu un dipol liniar cu /4-brațe egal cu 78 mm cu o frecvență de rezonanță de 900 MHz.

Antene fractale cu fir bazate pe curba Koch

Lucrarea oferă formule pentru calcularea antenelor fractale pe baza curbei Koch (Figura 24).

A) n= 0 b) n= 1 c) n = 2

Figura 24 - Curba Koch a diferitelor iterații n

Dimensiune D fractalul Koch generalizat se calculează prin formula:

Dacă în formula (35) înlocuim unghiul de îndoire standard al curbei Koch = 60, atunci obținem D = 1,262.

Dependența primei frecvențe de rezonanță a dipolului Koch f K pe dimensiunea fractalului D, numere de iterație nși frecvența de rezonanță a unui dipol rectiliniu f D de aceeași înălțime ca și linia întreruptă Koch (în punctele extreme) este determinată de formula:

Pentru Figura 24, b cu n= 1 și D= 1,262 din formula (36) obținem:

f K= f D 0,816, f K = 900 MHz 0,816 = 734 MHz. (37)

Pentru Figura 24, c cu n = 2 și D = 1,262, din formula (36) obținem:

f K= f D 0,696, f K = 900 MHz 0,696 = 626 MHz. (38)

Formulele (37) și (38) ne permit, de asemenea, să rezolvăm problema inversă - dacă dorim ca antenele fractale să funcționeze la o frecvență f K = 900 MHz, atunci dipolii drepti trebuie să funcționeze la următoarele frecvențe:

pentru n = 1 f D = f K / 0,816 = 900 MHz / 0,816 = 1102 MHz, (39)

pentru n = 2 f D = f K / 0,696 = 900 MHz / 0,696 = 1293 MHz. (40)

Conform graficului din Figura 22, determinăm lungimile brațelor /4 ale unui dipol rectiliniu. Acestea vor fi egale cu 63,5 mm (pentru 1102 MHz) și 55 mm (pentru 1293 MHz).

Astfel, pe baza curbei Koch au fost fabricate 4 antene fractale: două cu dimensiuni /4-brațe de 78 mm și două cu dimensiuni mai mici. Figurile 25-28 prezintă imagini ale ecranului PK2-47, care pot fi folosite pentru a determina experimental frecvențele de rezonanță.

Tabelul 2 rezumă datele calculate și experimentale, din care se poate observa că frecvențele teoretice f T diferă de cea experimentală f E nu mai mult de 4-9%, iar acesta este un rezultat destul de bun.

Figura 25 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei cu curba Koch de iterație n = 1 cu /4-umeri egal cu 78 mm. Frecvența de rezonanță 767 MHz

Figura 26 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei cu curba Koch de iterație n = 1 cu /4-umeri egal cu 63,5 mm. Frecvența de rezonanță 945 MHz

Figura 27 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei cu curba Koch de iterație n = 2 cu /4-umeri egal cu 78 mm. Frecventa de rezonanta 658 MHz

Figura 28 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei cu curba Koch de iterație n = 2 cu /4-umeri egal cu 55 mm. Frecvența de rezonanță 980 MHz

Tabelul 2 - Comparația frecvențelor de rezonanță fE calculate (teoretice fT) și experimentale ale antenelor fractale pe baza curbei Koch

Antene fractale cu fir bazate pe „salt bipolar”. model de radiație

Liniile fractale de tip „salt bipolar” sunt descrise în lucrare, cu toate acestea, formulele pentru calcularea frecvenței de rezonanță în funcție de dimensiunea antenei nu sunt date în lucrare. Prin urmare, s-a decis să se determine experimental frecvențele de rezonanță. Pentru liniile fractale simple din prima iterație (Figura 29, b), au fost realizate 4 antene - cu o lungime de /4-braț egală cu 78 mm, cu jumătate din lungime și două lungimi intermediare. Pentru liniile fractale dificil de fabricat din a 2-a iterație (Figura 29, c), s-au realizat 2 antene cu lungimi /4-brațe de 78 și 39 mm.

Figura 30 prezintă toate antenele fractale fabricate. Figura 31 prezintă aspectul configurației experimentale cu antena fractală „salt bipolar” din a doua iterație. Figurile 32-37 arată determinarea experimentală a frecvenţelor de rezonanţă.

A) n= 0 b) n= 1 c) n = 2

Figura 29 - Curba Minkowski „salt bipolar” a diferitelor iterații n

Figura 30 - Aspectul tuturor antenelor fractale de sârmă fabricate (diametre de sârmă 1 și 0,7 mm)

Figura 31 - Configurare experimentală: VSWR panoramic și contor de atenuare RK2-47 cu o antenă fractală de tip „salt bipolar” din a doua iterație

Figura 32 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei „salt bipolar” iterație n = 1 cu /4-brațe egal cu 78 mm.

Frecvența de rezonanță 553 MHz

Figura 33 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei „salt bipolar” iterație n = 1 cu /4-brațe egal cu 58,5 mm.

Frecventa de rezonanta 722 MHz

Figura 34 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei „salt bipolar” iterație n = 1 cu /4-brațe egal cu 48 mm. Frecvența de rezonanță 1012 MHz

Figura 35 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei „salt bipolar” iterație n = 1 cu /4-brațe egal cu 39 mm. Frecventa de rezonanta 1200 MHz

Figura 36 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei „salt bipolar” iterație n = 2 cu /4-brațe egal cu 78 mm.

Prima frecvență de rezonanță este de 445 MHz, a doua este de 1143 MHz

Figura 37 - Ecran PK2-47 la măsurarea antenei „salt bipolar” de iterație n = 2 cu /4-brațe egale cu 39 mm.

Frecvența de rezonanță 954 MHz

După cum au arătat studiile experimentale, dacă luăm un dipol liniar cu jumătate de undă simetric și o antenă fractală de aceeași lungime (Figura 38), atunci antenele fractale de tip „salt bipolar” vor funcționa la o frecvență mai mică (cu 50 și 61%), iar antenele fractale sub forma unei curbe Koch lucrează la frecvențe mai mici cu 73 și 85% decât cele ale unui dipol liniar. Prin urmare, într-adevăr, antenele fractale pot fi făcute mai mici. Figura 39 prezintă dimensiunile antenelor fractale pentru aceleași frecvențe de rezonanță (900-1000 MHz) în comparație cu brațul unui dipol convențional cu semi-undă.

Figura 38 - Antene „regulate” și fractale de aceeași lungime

Figura 39 - Dimensiunile antenei pentru aceleași frecvențe de rezonanță

5. Măsurarea modelelor de radiație ale antenelor fractale

Modelele de antene sunt de obicei măsurate în camere „anecoice”, ai căror pereți absorb radiația incidentă asupra lor. În această teză, măsurătorile au fost efectuate într-un laborator obișnuit al Facultății de Fizică și Tehnologie, iar semnalul reflectat din carcasele metalice ale instrumentelor și suporturilor de fier a introdus unele erori în măsurători.

Ca sursă de semnal cu microunde, am folosit propriul nostru generator de VSWR panoramic și contor de atenuare RK2-47. Un contor de nivel de câmp electromagnetic ATT-2592 a fost folosit ca receptor de radiație al antenei fractale, care permite măsurători în intervalul de frecvență de la 50 MHz la 3,5 GHz.

Măsurătorile preliminare au arătat că modelul de radiație al unui dipol liniar simetric cu jumătate de undă distorsionează semnificativ radiația din exteriorul cablului coaxial, care a fost conectat direct (fără dispozitive potrivite) la dipol. O modalitate de a suprima radiația liniei de transmisie este utilizarea unui monopol în loc de dipol împreună cu patru „contragreutăți” reciproc perpendiculare /4 care joacă rolul „pământului” (Figura 40).

Figura 40 - Antenă monopol și fractal /4 cu „contragreutăți”

Figurile 41 - 45 prezintă modelele de radiație măsurate experimental ale antenelor studiate cu „contragreutăți” (frecvența de rezonanță a radiației practic nu se modifică la trecerea de la un dipol la un monopol). Măsurătorile densității fluxului de putere a radiației cu microunde în microwați pe metru pătrat au fost efectuate în planurile orizontale și verticale prin 10. Măsurătorile au fost efectuate în zona „departe” a antenei la o distanță de 2.

Mai întâi a fost studiată o antenă sub forma unui vibrator rectiliniu /4. Din diagrama de radiație al acestei antene (Figura 41) se poate observa că aceasta diferă de cea teoretică. Acest lucru se datorează erorilor de măsurare.

Erorile de măsurare pentru toate antenele studiate pot fi următoarele:

Reflectarea radiațiilor de la obiectele metalice din interiorul laboratorului;

Absența unei perpendicularități reciproce stricte între antenă și contragreutăți;

Nu suprima complet radiația mantalei exterioare a cablului coaxial;

Citirea inexactă a valorilor unghiulare;

„Direcționarea” inexactă a contorului ATT-2592 către antenă;

Interferențe de la telefoanele mobile.

După cum am analizat în articolele anterioare, antenele fractale s-au dovedit a fi cu aproximativ 20% mai eficiente decât antenele convenționale.Acest lucru poate fi foarte util de aplicat. Mai ales dacă doriți ca propria antenă TV să primească un semnal digital sau video de înaltă definiție, pentru a crește gama de telefoane mobile, Wi-Fibandă, radio FM sau AM și așa mai departe.

Majoritatea telefoanelor mobile au deja antene fractale încorporate. Daca ati observat in ultimii ani, telefoanele mobile nu mai au antene la exterior. Asta pentru că au antene fractale interne gravate în PCB, permițându-le să obțină o recepție mai bună și să capteze mai multe frecvențe precum Bluetooth, semnal celular și Wi-Fi, toate de la o antenă în același timp!

Informații de la Wikipedia: „O antenă fractală diferă semnificativ de modelele tradiționale de antenă prin faptul că poate funcționa cu performanțe bune pe o mare varietate de frecvențe simultan. De obicei, antenele standard trebuie să fie „tăiate” la frecvența pentru care urmează să fie utilizate. Astfel, o antenă standard funcționează bine doar la această frecvență, ceea ce face ca antenele fractale să fie o soluție excelentă pentru aplicații în bandă largă și multibandă.”

Trucul este să-ți creezi propria antenă fractală care va rezona la frecvența pe care doriți să o primiți. Aceasta înseamnă că va arăta diferit și poate fi calculat diferit în funcție de ceea ce doriți să obțineți. Puțină matematică și va deveni clar cum se face. (Puteți folosi și un calculator online)

În exemplul nostru, vom face o antenă simplă, dar puteți face antene mai complexe. Cu cât mai dificil, cu atât mai bine. Vom folosi ca exemplu bobina de sârmă solidă de calibrul 18 necesară pentru a construi antena, dar puteți merge mai departe folosind propriile plăci de gravare pentru a face antena mai mică sau mai complexă, cu mai multă rezoluție și rezonanță.

(filă=antenă TV)

În acest ghid, vom încerca să creăm o antenă TV pentru un semnal digital sau un semnal de înaltă definiție transmis pe un canal radio. Aceste frecvențe sunt mai ușor de lucrat, lungimile de undă la aceste frecvențe sunt de la jumătate de picior la câțiva metri lungime pentru jumătate din lungimea de undă a semnalului. Pentru circuitele UHF (undă decimetrică), puteți adăuga un director (director) sau un reflector (reflector) care va face antena mai dependentă de direcție. Antenele VHF (undă ultrascurtă) depind și ele de direcție, dar în loc să îndrepte direct către postul TV, „urechile” antenelor dipol VHF ar trebui să fie perpendiculare pe forma de undă a postului TV care transmite semnalul.

Mai întâi, găsiți frecvențele pe care doriți să le primiți sau să le difuzați. Pentru TV, iată un link către graficul de frecvență: http://www.csgnetwork.com/tvfreqtable.html

Și pentru a calcula dimensiunea antenei, vom folosi un calculator online: http://www.kwarc.org/ant-calc.html

Iată un PDF bun despre design și teorie:Descarca

Cum să găsiți lungimea de undă a unui semnal: lungimea de undă în picioare = (coeficientul vitezei luminii în picioare) / (frecvența în herți)

1) Factor de viteză a luminii în picioare = +983571056.43045

2) Coeficientul vitezei luminii în metri = 299792458

3) Factorul vitezei luminii în inci = 11802852700

De unde să începem: (matrice de dipol de reflectoare VHF/UHF care funcționează bine pentru gama largă de frecvență a DB2):

(350 MHz este un sfert de undă de 8 inchi - o jumătate de undă de 16 inchi care se încadrează în intervalul de microunde - între canalele 13 și 14 și care este frecvența centrală între banda MW-UHF pentru o rezonanță mai bună). Aceste cerințe pot fi modificate pentru a funcționa cel mai bine în zona dvs., deoarece canalul dvs. de distribuție poate fi mai mic sau mai ridicat în grup.

Pe baza materialelor de la link-urile de mai jos ( http://uhfhdtvantenna.blogspot.com/ http://budgetiq.wordpress.com/2008/07/29/diy-hd-antenna/ http://members.shaw.ca/hdtvantenna/ și http://current .org/ptv/ptv0821make.pdf) , numai modelele fractale permit modele mai compacte și mai flexibile și vom folosi modelul DB2, care are un câștig mare și este deja destul de compact și popular atât pentru instalații interioare cât și exterioare.

Costuri de bază (cost aproximativ 15 USD):

1. Suprafață de montare, cum ar fi carcasa din plastic (8"x6"x3"). http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062285
2. 6 șuruburi. Am folosit șuruburi autofiletante pentru oțel și tablă.
3. Transformator potrivit de la 300 la 75 ohmi. http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062049
4. Un fir solid de calibrul 18. http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2036274
5. RG-6 coaxial cu terminatoare - limitatoare (si o manta de cauciuc daca instalarea se face in exterior).
6. Aluminiu atunci când utilizați un reflector.
7. Marker Schuler sau echivalent, de preferință cu vârf fin.
8. Două perechi de clești mici - ace.
9. Ghidați cel puțin 8 inci.
10. Raportor pentru măsurarea unghiului.
11. Găuriți și găuriți cu un diametru mai mic decât șuruburile dvs.
12. Freze mici.
13. Șurubelniță sau șurubelniță.

NOTĂ: editarea HDTV / DTV în PDF http://www.ruckman.net/downloads-1#FRACTALTEMPLATE

Primul pas:

Asamblați carcasa cu reflectorul sub capacul din plastic:

Pasul doi:

Faceți găuri mici filetate pe partea opusă a reflectorului în următoarele poziții și plasați șurubul conductiv.

Pasul trei:

Tăiați patru bucăți de 8" de sârmă tare și decupați-o.

Pasul patru:

Folosind un marker, marcați fiecare centimetru al firului. (Acestea sunt locurile în care vom face curbe)

Pasul cinci:

Trebuie să repetați acest pas pentru fiecare fir. Fiecare îndoire a firului va fi egală cu 60 de grade, astfel încât se dovedește ca un fractal. Seamănă cu un triunghi echilateral. Am folosit două perechi de clești și un raportor. Fiecare îndoire va fi la o distanță de 1 inch. Asigurați-vă că vizualizați direcția fiecărei viraj înainte de a face acest lucru! Folosiți diagrama de mai jos pentru a vă ajuta.

Pasul șase:

Tăiați încă 2 bucăți de sârmă de cel puțin 6 cm lungime și decupați-le. Îndoiți aceste fire în jurul șuruburilor de sus și de jos și legați-le de centrul șurubului. Astfel, toți trei vin în contact. Utilizați tăietoare de sârmă pentru a tăia părțile nedorite ale sârmei.

Pasul șapte:

Așezați și înșurubați toți fractalii în colțuri

Pasul opt:

Atașați transformatorul potrivit prin cele două șuruburi din centru și strângeți-le.

Gata! Acum îți poți testa designul!

După cum puteți vedea în fotografia de mai jos, de fiecare dată când despărțiți fiecare secțiune și creați un nou triunghi cu aceeași lungime de sârmă, acesta se poate încadra într-un spațiu mai mic în timp ce ocupă spațiu în cealaltă direcție.

Traducere: Dmitri Şahhov

Mai jos puteți viziona un videoclip despre crearea antenelor fractale (engleză):

(filă=antenă Wi-Fi)

Am auzit despre antene fractale înainte și după un timp am vrut să încerc să-mi fac propria antenă fractală pentru a încerca conceptul, ca să spun așa. Unele dintre avantajele antenelor fractale, descrise în lucrările de cercetare privind antenele fractale, sunt capacitatea lor de a recepționa eficient semnale RF multibandă, cu dimensiunile lor relativ mici. Am decis să prototipez o antenă fractală bazată pe covorul Sierpinski.

Mi-am proiectat antena fractală cu un conector compatibil cu mine router Linksys WRT54GS 802.11g. Antena are un design low-profile de câștig și la testarea preliminară la o distanță de 1/2 km de punctul de acces WiFi Link cu mai mulți arbori pe parcurs, a arătat rezultate destul de bune și stabilitate a semnalului.

Puteți descărca versiunea PDF a șablonului de antenă de covor Sierpinski pe care l-am folosit, precum și altă documentație de la aceste link-uri:

Realizarea unui prototip

Aceasta este o fotografie cu un prototip de antenă fractală gata făcută:

Am atașat un conector Linksys WRT54GS RP-TNC - la o antenă fractală pentru testare

Când proiectam primul meu prototip de antenă fractală, eram îngrijorat că pe PCB triunghiurile vor deveni izolate unele de altele în timpul procesului de gravare, așa că am extins puțin conexiunile dintre ele. Notă: Deoarece tranziția finală a tonerului s-a terminat mai precis decât mă așteptam, următoarea versiune a prototipului de antenă fractală va fi redată cu puncte de contact subtile între fiecare dintre iterațiile fractale ale triunghiului Sierpinski. Este important să vă asigurați că elementele covorului Sierpinski (triunghiuri) sunt în contact unele cu altele și că punctele de legătură trebuie să fie cât mai subțiri posibil:

Designul antenei a fost imprimat pe o imprimantă laser Pulsar Pro FX. Acest proces mi-a permis să reproduc designul antenei pe materialul PCB placat cu cupru:

Designul antenei imprimat cu laser este apoi transferat pe o foaie de cupru PCB printr-un proces termic folosind un laminator modificat:

Acesta este materialul plăcii de circuite din cupru după primul pas al procesului de transfer al tonerului:

Următorul pas necesar a fost să folosiți laminatorul Pulsar Pro FX cu „Green TRF Foil” pe PCB. Folia verde este utilizată pentru a umple orice goluri de toner sau acoperiri neuniform îngroșate în transferul de toner:

Aceasta este o placă decojită cu design de antenă. Placa este gata pentru gravare:

Aici am mascat partea din spate a PCB-ului cu bandă adezivă:

Am folosit metoda de gravare directă cu clorură ferică pentru a grava placa în 10 minute. Metoda de gravare directă se efectuează cu un burete: este necesar să ștergeți încet întreaga placă cu clorură ferică. Din cauza pericolelor pentru sănătate ale utilizării clorurii ferice, îmi pun ochelari de protecție și mănuși:

Aceasta este placa după gravare:

Am șters placa de circuite cu un tampon înmuiat în acetonă pentru a îndepărta straturile de transfer de toner. Am folosit mănuși la curățare, deoarece acetona se va înmuia prin mănușile tipice de unică folosință din latex:

Am făcut o gaură pentru conectorul antenei cu un burghiu și un burghiu:

Pentru primul meu prototip, am folosit conectorul RP-TNC de la antenele standard de router Linksys:

Prim-plan al Linksys - conector de antenă compatibil RP-TNC:

Am pus puțină apă pe PCB la punctul de lipit chiar înainte de lipit:

Următorul pas este să lipiți firul de la conectorul RP-TNC la baza antenei Sierpinski de pe PCB:

Lipim al doilea fir al conectorului antenei pe planul plăcii PCB:

Antena este gata de utilizare!

Lumea nu este lipsită de oameni buni :-)
Valery UR3CAH: "Bună ziua, Egor. Cred că acest articol (și anume, secțiunea "Antene fractale: mai puțin este mai bine") corespunde tematicii site-ului dvs. și vă va interesa:) 73!"
Da, desigur că este interesant. Într-o oarecare măsură, am atins deja acest subiect atunci când discutăm despre geometria hexabimurilor. Și acolo a fost o dilemă cu „împachetarea” lungimii electrice în dimensiuni geometrice :-). Deci, mulțumesc, Valery, foarte mult pentru materialul trimis.
Antene fractale: mai puțin este mai bine, dar mai bine
În ultima jumătate de secol, viața s-a schimbat rapid. Cei mai mulți dintre noi considerăm progresele tehnologiei moderne de la sine înțeles. Cu tot ceea ce face viața mai confortabilă, te obișnuiești foarte repede. Rareori cineva pune întrebările „De unde a venit asta?” și „Cum funcționează?”. Un cuptor cu microunde încălzește micul dejun - bine, grozav, un smartphone vă permite să vorbiți cu o altă persoană - grozav. Aceasta ni se pare o posibilitate evidentă.
Dar viața ar putea fi complet diferită dacă o persoană nu ar căuta o explicație pentru evenimentele care au loc. Luați, de exemplu, telefoanele mobile. Îți amintești de antenele retractabile de pe primele modele? Au intervenit, au mărit dimensiunea dispozitivului, în cele din urmă, s-au rupt adesea. Credem că s-au scufundat în uitare pentru totdeauna și, parțial, din această cauză... fractali.
Desenele fractale fascinează cu modelele lor. Cu siguranță seamănă cu imagini ale obiectelor spațiale - nebuloase, grupuri de galaxii și așa mai departe. Prin urmare, este destul de firesc ca atunci când Mandelbrot și-a exprimat teoria fractalilor, cercetările sale au stârnit un interes sporit în rândul celor care au studiat astronomia. Un astfel de amator pe nume Nathan Cohen, după ce a participat la o prelegere a lui Benoit Mandelbrot la Budapesta, a fost inspirat de ideea aplicării practice a cunoștințelor dobândite. Adevărat, a făcut-o intuitiv, iar întâmplarea a jucat un rol important în descoperirea sa. Ca radioamator, Nathan a căutat să creeze o antenă cu cea mai mare sensibilitate posibilă.
Singura modalitate de a îmbunătăți parametrii antenei, care era cunoscută la acea vreme, era creșterea dimensiunilor geometrice ale acesteia. Cu toate acestea, proprietarul apartamentului lui Nathan din centrul orașului Boston s-a opus categoric instalării de dispozitive mari pe acoperiș. Apoi Nathan a început să experimenteze cu diverse forme de antene, încercând să obțină rezultatul maxim cu dimensiunea minimă. Aprins de ideea formelor fractale, Cohen, după cum se spune, a făcut aleatoriu unul dintre cei mai faimoși fractali din sârmă - „fulgul de zăpadă Koch”. Matematicianul suedez Helge von Koch a creat această curbă în 1904. Se obține prin împărțirea segmentului în trei părți și înlocuirea segmentului din mijloc cu un triunghi echilateral fără ca o latură să coincidă cu acest segment. Definiția este puțin greu de înțeles, dar cifra este clară și simplă.
Există și alte soiuri ale „curbei Koch”, dar forma aproximativă a curbei rămâne similară.

Când Nathan a conectat antena la receptorul radio, a fost foarte surprins - sensibilitatea a crescut dramatic. După o serie de experimente, viitorul profesor de la Universitatea din Boston și-a dat seama că o antenă realizată după un tipar fractal are o eficiență ridicată și acoperă o gamă de frecvență mult mai largă în comparație cu soluțiile clasice. În plus, forma antenei sub forma unei curbe fractale poate reduce semnificativ dimensiunile geometrice. Nathan Cohen a dezvoltat chiar și o teoremă care demonstrează că pentru a crea o antenă de bandă largă, este suficient să-i dea forma unei curbe fractale auto-similare.

Autorul și-a patentat descoperirea și a fondat compania pentru dezvoltarea și proiectarea antenelor fractale Fractal Antenna Systems, crezând pe bună dreptate că în viitor, datorită descoperirii sale, telefoanele mobile vor putea scăpa de antenele voluminoase și vor deveni mai compacte. Practic, asta s-a întâmplat. Adevărat, până astăzi, Nathan se află într-un proces cu mari corporații care folosesc ilegal descoperirea sa pentru a produce dispozitive compacte de comunicație. Unii producători cunoscuți de dispozitive mobile, precum Motorola, au ajuns deja la un acord de pace cu inventatorul antenei fractale. sursa originală

În matematică, mulțimile sunt numite fractale, constând din elemente asemănătoare mulțimii ca întreg. Cel mai bun exemplu: dacă te uiți cu atenție la linia unei elipse, aceasta devine o linie dreaptă. Fractal - indiferent cât de aproape - imaginea va rămâne complexă și similară vederii generale. Elementele sunt aranjate într-un mod bizar. Prin urmare, considerăm că cercurile concentrice sunt cel mai simplu exemplu de fractal. Indiferent cât de aproape, apar cercuri noi. Există multe exemple de fractali. De exemplu, Wikipedia oferă o imagine a varzei Romanesco, unde capul de varză este format din conuri, care seamănă exact cu un cap de varză pictat. Acum, cititorii înțeleg că nu este ușor să faci antene fractale. Dar este interesant.

De ce sunt necesare antene fractale

Scopul antenei fractale este de a prinde mai multe cu mai puține victime. În videoclipurile occidentale - este posibil să găsiți un paraboloid, unde un segment al unei panglici fractale va servi ca emițător. Ei fac deja elemente ale aparatelor cu microunde din folie, mai eficiente decât cele obișnuite. Vom arăta cum să facem o antenă fractală până la capăt și să ne ocupăm de coordonare singur cu un contor SWR. Menționăm că există un întreg site, desigur, străin, unde produsul corespunzător este promovat în scop comercial, nu există desene. Antena noastră fractală de casă este mai simplă, principalul avantaj este că puteți realiza designul cu propriile mâini.

Primele antene fractale – biconice – au apărut, conform videoclipului de pe site-ul fractenna.com, în 1897 de Oliver Lodge. Nu căutați Wikipedia. În comparație cu un dipol convențional, o pereche de triunghiuri în loc de un vibrator oferă o extensie a benzii de 20%. Prin crearea unor structuri periodice care se repetă, a fost posibil să se asambleze antene miniaturale nu mai proaste decât omologii mari. Adesea veți găsi o antenă biconică sub formă de două rame sau plăci cu forme bizare.

Acest lucru va permite în cele din urmă să fie recepționate mai multe canale TV.

Dacă introduceți o solicitare pe YouTube, apare un videoclip despre fabricarea antenelor fractale. Veți înțelege mai bine cum funcționează dacă vă imaginați steaua cu șase colțuri a drapelului israelian, în care colțul a fost tăiat împreună cu umerii. S-a dovedit că au rămas trei colțuri, două aveau o latură pe loc, al doilea nu. Al șaselea colț lipsește cu totul. Acum să plasăm două stele similare pe verticală, cu unghiuri centrale unul față de celălalt, sloturi la stânga și la dreapta, deasupra lor - o pereche similară. Rezultatul a fost o matrice de antene - cea mai simplă antenă fractală.

Stelele din jurul colțurilor sunt conectate printr-un alimentator. Coloane în pereche. Semnalul este preluat de pe linie, exact în mijlocul fiecărui fir. Structura este asamblată pe șuruburi pe un substrat dielectric (plastic) de dimensiunea corespunzătoare. Latura stelei este exact un inch, distanța dintre colțurile stelelor pe verticală (lungimea alimentatorului) este de patru inci, pe orizontală (distanța dintre cele două fire ale alimentatorului) este un inch. Stelele au unghiuri de 60 de grade la vârfuri, acum cititorul va desena unul asemănător sub formă de șablon, pentru ca ulterior să-și facă singur o antenă fractală. Am făcut o schiță de lucru, scara nu este respectată. Nu putem garanta că stelele au ieșit exact, Microsoft Paint fără mari oportunități de a realiza desene precise. Este suficient să te uiți la imagine pentru a face evident dispozitivul antenei fractale:

1. Dreptunghiul maro arată substratul dielectric. Antena fractală prezentată în figură are un model de radiație simetric. Dacă protejați emițătorul de interferențe, ecranul este plasat pe patru stâlpi în spatele substratului, la o distanță de un inch. La frecvențe, nu este nevoie să plasați o foaie solidă de metal, o plasă de un sfert de inch va fi suficientă, nu uitați să conectați scutul la mantaua cablului.
2. Alimentatorul cu o impedanță caracteristică de 75 ohmi necesită aprobare. Găsiți sau creați un transformator care transformă 300 ohmi la 75 ohmi. Mai bine aprovizionați cu un contor SWR și selectați parametrii doriti nu prin atingere, ci prin dispozitiv.
3. Patru stele, se îndoaie din sârmă de cupru. Curățăm izolația cu lac la locul de andocare cu alimentatorul (dacă există). Alimentatorul intern al antenei este format din două bucăți paralele de sârmă. Este o idee bună să plasați antena într-o cutie pentru protecție împotriva intemperiilor.

Asamblarea unei antene fractale pentru televiziunea digitală

După citirea recenziei până la sfârșit, antenele fractale vor fi făcute de oricine. S-au adâncit atât de repede în design, încât au uitat să vorbească despre polarizare. Credem că este liniară și orizontală. Aceasta decurge din considerentele:

• Videoclipul este evident de origine americana, vorbim de HDTV. Prin urmare, putem accepta moda țării specificate.
• După cum știți, puține state de pe planetă transmit de la sateliți folosind polarizare circulară, printre care Federația Rusă și Statele Unite. Prin urmare, credem că alte tehnologii de transfer de informații sunt similare. De ce? A fost un Război Rece, credem noi, ambele țări au ales strategic ce și cum să transfere, alte țări au pornit din considerente pur practice. Polarizarea circulară este implementată special pentru sateliții spion (în mișcare constantă în raport cu observatorul). Prin urmare, există motive să credem că există o asemănare în televiziunea și radiodifuziunea.
• Structura antenei spune că este liniară. Pur și simplu nu există unde să luăm polarizare circulară sau eliptică. Prin urmare – dacă cititorii noștri nu sunt profesioniști care cunosc MMANA – dacă antena nu se prinde în poziția acceptată, rotiți cu 90 de grade în planul radiatorului. Polarizarea se va schimba pe verticală. Apropo, mulți vor putea prinde și FM, dacă dimensiunile sunt setate de mai mult de 4 ori. Este mai bine să luați un fir mai gros (de exemplu, 10 mm).

Sperăm că le-am explicat cititorilor cum să folosești antena fractală. Câteva sfaturi pentru o asamblare ușoară. Deci, încercați să găsiți un fir cu protecție lăcuită. Îndoiți formele așa cum se arată în imagine. Atunci constructorii diverg, vă recomandăm să faceți acest lucru:

1. Dezlipiți stelele și firele de alimentare la punctele de andocare. Fixați firele de alimentare de urechi cu șuruburi pe substrat în părțile din mijloc. Pentru a efectua acțiunea corect, măsurați un centimetru în avans și trageți două linii paralele cu un creion. Firele ar trebui să se afle de-a lungul lor.
2. Lipiți o singură structură, verificând cu atenție distanțele. Autorii videoclipului recomandă realizarea unui emițător astfel încât stelele să se întindă plat pe alimentatoare cu colțurile lor, iar capetele opuse să se sprijine pe marginea substratului (fiecare în două locuri). Pentru o stea exemplară, locurile au fost marcate cu albastru.
3. Pentru a îndeplini condiția, trageți fiecare stea într-un singur loc cu un șurub cu o clemă dielectrică (de exemplu, fire PVA de la cambric și altele asemenea). În figură, punctele de atașare sunt afișate cu roșu pentru o stea. Șurubul este desenat schematic ca un cerc.

Cablul de alimentare trece (opțional) din spate. Faceți găuri în loc. SWR este ajustat prin modificarea distanței dintre firele de alimentare, dar în acest design aceasta este o metodă sadică. Vă recomandăm să măsurați pur și simplu impedanța antenei. Amintiți-vă cum se face acest lucru. Veți avea nevoie de un generator pentru frecvența programului pe care îl vizualizați, de exemplu, 500 MHz, în plus, un voltmetru de înaltă frecvență care nu salvează în fața semnalului.

Apoi se măsoară tensiunea produsă de generator, pentru care se închide la un voltmetru (în paralel). Dintr-o rezistență variabilă cu o autoinductanță extrem de scăzută și o antenă, asamblam un divizor rezistiv (conectăm în serie după generator, mai întâi rezistența, apoi antena). Măsurăm tensiunea rezistenței variabile cu un voltmetru, ajustând simultan valoarea, până când citirile generatorului fără sarcină (vezi paragraful de mai sus) devin dublul curentului. Aceasta înseamnă că valoarea rezistenței variabile a devenit egală cu impedanța undei a antenei la o frecvență de 500 MHz.

Acum este posibil să faceți transformatorul în modul dorit. Este greu să-l găsești pe cel potrivit pe net, pentru cei cărora le place să prindă emisiunile radio, au găsit un răspuns gata http://www.cqham.ru/tr.htm. Site-ul spune și desenează cum să potriviți sarcina cu un cablu de 50 ohmi. Vă rugăm să rețineți că frecvențele corespund benzii HF, MW se potrivește aici parțial. Impedanța caracteristică a antenei este menținută în intervalul 50 - 200 ohmi. Este greu de spus cât va da o stea. Dacă în fermă există un dispozitiv pentru măsurarea impedanței de undă a liniei, amintim: dacă lungimea alimentatorului este un multiplu al unui sfert din lungimea de undă, impedanța antenei este transmisă la ieșire neschimbată. Este imposibil să se asigure astfel de condiții pentru o gamă mică și mare (amintim că o gamă extinsă este inclusă și în caracteristicile antenelor fractale), dar în scopul măsurătorilor, faptul menționat este folosit peste tot.

Cititorii știu acum totul despre aceste uimitoare transceiver. O astfel de formă neobișnuită sugerează că diversitatea universului nu se încadrează în cadrul tipic.