Ievads

Pašreizējais radiosakaru tehnoloģiju stāvoklis nav iedomājams bez spirālveida antenām. Šāda veida antenu sistēmas tiek izmantotas to raksturīgo īpašību dēļ: platjoslas, elipsveida lauka polarizācija ar maziem izmēriem un vienkāršu dizainu.

Spirālveida antenas tiek izmantotas gan neatkarīgi, gan kā antenu masīva elementi, baro, piemēram, spoguļa antenu, kas spirālveida antenu priekšrocībām piešķir virzību.

Pateicoties eliptiskās polarizācijas īpašībai, spirālveida antenas ir atradušas pielietojumu kosmosa sakaru tehnoloģijās, jo dažos gadījumos uztvertā signāla polarizācija var būt nejauša, piemēram, no objektiem, kuru pozīcija telpā mainās vai var būt patvaļīga (šīs objekti var būt: lidmašīnas, raķetes, satelīti utt.)

Radara antenas ar rotējošu polarizāciju ļauj samazināt traucējumus, ko rada atspīdumi no nokrišņiem un no Zemes virsmas, jo elektriskā lauka intensitātes vektora virziens ir pretējs.

Lauku ar rotējošu polarizāciju var izmantot arī tad, ja pārraidei un uztveršanai darbojas viena un tā pati antena, lai palielinātu izolāciju starp kanāliem (šajā gadījumā izstarotajam un uztvertajam laukam jābūt ar pretēju rotācijas virzienu).

Pašlaik spirālveida antenas tiek plaši izmantotas kā antenas personiskajām sakaru ierīcēm. Ievērojama daļa mobilos tālruņus, maģistrāles ierīces un mobilās radiostacijas satur spirālveida antenas, kas darbojas režīmā, kas ir perpendikulārs starojuma asij.

Šobrīd es pētīšu plakano spirālveida un cilindrisku SA starojuma modeļus, analizēšu to atkarību no garuma un izsekošu virziena izmaiņas, mainot antenas parametrus. Salīdziniet arī SA īpašības savā starpā un ar cita veida antenām.

Katras sadaļas sākumā tiek ņemts noteikta veida SA. Un tālāk būs datoru analīzes rezultāti dažādiem režīmiem un veidiem. Visi aprēķini un grafiki tiks veikti programmā MathCAD 2001i.

Aplikācijās plānots iekļaut programmas visvienkāršākajam spirālveida antenas raksturlielumu aprēķināšanai.

SA teorijas iezīme ir antenas lauka aprēķināšanas sarežģītība.

No dažādajiem eliptiskās polarizācijas joslu antenu dizainiem visplašāk tiek izmantota Krausa 1947. gadā piedāvātā spirālveida antena un tās dažādās modifikācijas.

Lai varētu aprēķināt uzskaitītos SA raksturlielumus un parametrus plašā frekvenču diapazonā, ir jānosaka strāvas viļņu fāzes ātruma atkarība pa vadu spirālē no sprieguma ģeometrijas un frekvences. aizraujoša spirāle.

Daudzi darbi ir veltīti, lai aprēķinātu strāvas viļņa fāzes ātrumu, kas izplatās pa spirāles vadu, un noteiktu fāzes ātrumu atkarību no spirāli izraisošā sprieguma ģeometrijas un frekvences. Pirmais mēģinājums atrisināt šo problēmu pieder Poklingtonam tālajā 1897. gadā, atrisinot problēmu par elektromagnētiskā viļņa fāzes ātruma noteikšanu, izplatoties pa taisnu vadu un pa gredzenu, mēģināja izskatīt jautājumu par elektromagnētiskā viļņa izplatīšanos pa spirāli. Viņam tas izdevās vairākos īpašos gadījumos. Neatkarīgi no atsevišķiem darbiem šajā virzienā, kas saistīti ar elektromagnētisko viļņu izplatīšanos spolēs, interese par šo tēmu radās 40. gadu beigās saistībā ar spirāļu kā palēninošu struktūru plašo izmantošanu.

1. nodaļa. Spirālveida antenu veidi

1.1 Spirālveida antenu veidi

Starp dažāda veida platjoslas antenām nozīmīgu vietu ieņem dažādas spirālveida antenas. Spirālveida antenas ir zema un vidēja virziena platjoslas antenas ar eliptisku un kontrolētu polarizāciju. Tos izmanto kā neatkarīgas antenas, eliptiskas un kontrolētas polarizācijas viļņvada ragu antenu ierosinātājus un antenu bloku elementus.

Spirālveida antenas ir virsmas viļņu antenas. Pamatojoties uz vadotnes veidu (palēnināšanas sistēma) un darbības nodrošināšanas metodi plašā frekvenču diapazonā, tos var iedalīt:

· cilindriskas regulāras, kurās ģeometriskie parametri (vada solis, rādiuss, diametrs) ir nemainīgi visā garumā un platjosla ir saistīta ar fāzes ātruma dispersijas klātbūtni;

· līdzstūra vai no frekvences neatkarīga (koniska, plakana);

· neregulāras, kas ietver visus pārējos spirālveida antenu veidus.

1.1.att. 3 neregulāras spirāles antenas:

a – plakana ar nemainīgu tinuma soli (arhimēdisks);

b – konisks ar nemainīgu tinuma soli;

c – uz apgriezienu elipsoīda virsmas ar nemainīgu tinuma leņķi.

1.1.4. att. Neregulāra cilindriska spirāles antena (mainīgs solis)

Atkarībā no pāreju (zaru) skaita un tinuma metodes spirālveida antenas var būt vienpusējas vai daudzvadu ar vienpusēju vai divpusēju (pret) tinumu.

Fāzes ātruma papildu palēninājuma neesamība vai klātbūtne un tā ieviešanas metode ļauj sadalīt spirālveida antenas šādos veidos:

· no gludas stieples viendabīgā dielektrikā (gaisā),

· no vada ar savu palēninājumu (impedances spirālveida antenas),

· izgatavots no stieples ar savu palēninājumu un ar dielektrisku (impedances spirāldielektriskās antenas).

Rīsi. 1.1.5. Helix antenas ar papildu palēninājumu:

a – pretestība;

b,c – spirāldielektrisks;

d – pretestības spirāldielektriķis.

Viena no galvenajām spirālveida antenu īpašībām ir to spēja darboties plašā frekvenču joslā ar pārklāšanās koeficientu no 1,5 līdz 10 vai vairāk. Visas spirālveida antenas ir ceļojošo viļņu antenas, taču viens apstāklis ​​pats par sevi nenosaka spirālveida antenu darbību frekvenču diapazonā ar šādu pārklāšanās koeficientu.

Vienpārejas regulāru cilindrisku spirālveida antenu un to modifikāciju darbība frekvenču diapazonā iespējama to dispersijas īpašību dēļ, kuru dēļ plašā frekvenču diapazonā lauka fāzes ātrums pa spirāles asi ir tuvu gaismas ātrums, atstarojums no spirāles brīvā gala ir mazs, viļņa garums spirāles stieplē ir aptuveni vienāds ar garuma pagriezienu.

Daudzvadu cilindriskās spirālveida antenās darbības diapazons tiek vēl vairāk paplašināts, jo tajās tiek nomākti tuvākie zemākie un augstākie viļņu veidi, izkropļojot galvenā tipa starojuma modeli.

Spirālveida antenas ar vienvirziena tinumu izstaro lauku ar eliptisku, tuvu apļveida polarizāciju. Lauka vektora griešanās virziens atbilst spirāles tinuma virzienam. Lai iegūtu lineāru un kontrolētu polarizāciju, tiek izmantotas spirālveida antenas ar abpusēju (pretējo) tinumu.

1.1.6.att. Vienādstūrveida spirālveida antenas ar abpusēju (pret)tinumu: a – konusveida četrvadu; b – plakana trīsceļu.

No frekvences neatkarīgu (plakanu un konisku vienādstūrveida) spirālveida antenu formu nosaka tikai leņķi. Katrs viļņa garums darbības diapazonā atbilst nemainīgas formas un nemainīgu elektrisko izmēru izstarojošai sekcijai. Tāpēc starojuma shēmas platums un ieejas pretestība saglabājas aptuveni nemainīga ļoti plašos frekvenču diapazonos (10:1 ... 20:1).

Lai iegūtu vienvirziena starojumu ar eliptisku polarizāciju mazākos frekvenču diapazonos (2:1 ... 4:1), nav nepieciešams strikti uzturēt antenas formu atbilstoši frekvences neatkarības nosacījumam. Ja, pārejot no viena viļņa garuma uz otru, forma un elektriskie izmēri izstarojošais elements atkārtojas vismaz aptuveni, antena darbojas frekvenču diapazonā ar mazāku raksturlielumu un parametru noturību. Pēc tam ir iespējams izveidot ļoti plašu antenu saimi, kas nav stingri pakļauta frekvenču neatkarības principam, viena vai vairāku pavedienu spirāles veidā, kas uztītas (atbilstoši dažādiem tinumu likumiem) uz dažādām rotācijas virsmām. Dažreiz šādas antenas sauc par kvazifrekvences neatkarīgām.

Kvazifrekvences neatkarīgas spirālveida antenas kontrolētas un lineāras polarizācijas iegūšanai tiek izgatavotas arī ar abpusēju tinumu. Lai iegūtu vadāmu, lineāru un cirkulāru polarizāciju, var izmantot arī dažādas (cilindriskas, vienādstūrveida u.c.) dubultā pavediena spirālveida antenas.

1.1.7.att. Kvazifrekvences neatkarīgas spirālveida antenas ar abpusēju (pret)tinumu un nemainīgu soli: a – konusveida četrvadu; b – puslodes četrvirzienu; c – elipsoidāls četrvirzienu.

Pirkt laba antena ne vienmēr ir ieteicams doties uz vasarnīcu. It īpaši, ja viņu ik pa laikam apciemo. Būtība ir ne tik daudz izmaksās, bet gan tajā, ka pēc kāda laika tās var nebūt. Tāpēc daudzi cilvēki izvēlas paši izgatavot antenu savai mājai. Izmaksas minimālas, kvalitāte laba. Un pats galvenais ir tas, ka TV antenu ar savām rokām var izgatavot pusstundas vai stundas laikā un pēc tam, ja nepieciešams, var viegli atkārtot...

Digitālā televīzija DVB-T2 formātā tiek pārraidīta UHF diapazonā, un vai nu ir digitālais signāls, vai nav. Ja signāls tiek uztverts, parādās attēls laba kvalitāte. Sakarā ar to. uzņemšanai digitālā televīzija jebkurš ir piemērots decimetra antena. Daudzi radioamatieri ir pazīstami ar TV antenu, ko sauc par “zigzagu” vai “astoto figūru”. Šo DIY TV antenu var salikt burtiski dažu minūšu laikā.

Lai samazinātu traucējumu apjomu, aiz antenas tiek novietots reflektors. Attālums starp antenu un reflektoru tiek izvēlēts eksperimentāli - atbilstoši attēla “tīrībai”.
Stiklam var piestiprināt foliju un iegūt labu signālu...
Vara caurule vai vads - labākais variants, labi liecas, viegli saliekt

Tas ir ļoti vienkārši izgatavots no jebkura vadoša metāla: caurules, stieņa, stieples, sloksnes, stūra. Neskatoties uz vienkāršību, viņa to labi pieņem. Tas izskatās kā divi kvadrāti (rombi), kas savienoti viens ar otru. Oriģinālā aiz kvadrāta ir atstarotājs uzticamākai signāla uztveršanai. Bet viņš ir vajadzīgs vairāk analogie signāli. Lai uztvertu digitālo televīziju, varat iztikt bez tā vai instalēt to vēlāk, ja uztveršana ir pārāk vāja.

Materiāli

Šai paštaisītai TV antenai optimāla ir vara vai alumīnija stieple ar diametru 2-5 mm. Šajā gadījumā visu var izdarīt burtiski stundas laikā. Varat arī izmantot cauruli, stūri, vara vai alumīnija sloksni, bet jums būs nepieciešama kāda veida ierīce, lai saliektu rāmjus vēlamajā formā. Stiepli var saliekt ar āmuru, nostiprinot to skrūvspīlē.

Jums būs nepieciešams arī vajadzīgā garuma koaksiālās antenas kabelis, televizora savienotājam piemērots spraudnis un sava veida stiprinājums pašai antenai. Kabeli var ņemt ar pretestību 75 omi un 50 omi (otrais variants ir sliktāks). Ja ar savām rokām izgatavojat TV antenu uzstādīšanai ārpus telpām, pievērsiet uzmanību izolācijas kvalitātei.

Montāža ir atkarīga no tā, kur jūs gatavojaties pakārt savu paštaisīto antenu digitālajai televīzijai. Augšējos stāvos to var mēģināt izmantot kā mājas dekoru un pakārt uz aizkariem. Tad jums ir vajadzīgas lielas tapas. Dachā vai, ja uz jumta paņemat paštaisītu TV antenu, jums tā būs jāpiestiprina pie staba. Šajā gadījumā meklējiet piemērotus stiprinājumus. Lai strādātu, būs nepieciešams arī lodāmurs, smilšpapīrs un/vai vīle, adatas vīle.

Vai jums ir nepieciešams aprēķins?

Uzņemšanai digitālais signāls nav nepieciešams skaitīt viļņa garumu. Vienkārši ieteicams antenu padarīt platjoslas savienojumu, lai saņemtu pēc iespējas vairāk signālu. Lai to izdarītu, tika veiktas dažas izmaiņas sākotnējā dizainā (attēlā iepriekš) (turpmāk tekstā).

Ja vēlaties, varat veikt aprēķinus. Lai to izdarītu, jānoskaidro, kādā viļņa garumā signāls tiek pārraidīts, jāsadala ar 4 un jāiegūst vajadzīgā kvadrāta mala. Lai iegūtu vajadzīgo attālumu starp abām antenas daļām, izveidojiet dimantu ārējās malas nedaudz garākas, bet iekšējās - īsākas.

Astoņskaitļa antenas rasējums digitālās TV uztveršanai

• Taisnstūra (B2) “iekšējās” malas garums ir 13 cm,
• “ārējais” (B1) - 14 cm.

Garumu atšķirības dēļ starp kvadrātiem veidojas attālums (tos nedrīkst savienot). Divas galējās daļas ir izgatavotas par 1 cm garākas, lai varētu salocīt cilpu, pie kuras ir pielodēts koaksiālās antenas kabelis.

Rāmja izgatavošana

Ja saskaita visus garumus, sanāk 112 cm. Nogrieziet vadu vai jebkuru materiālu, kas jums ir, paņemiet knaibles un lineālu un sāciet locīties. Leņķiem jābūt aptuveni 90°. Jūs varat nedaudz kļūdīties ar sānu garumiem - tas nav liktenīgs. Tas izrādās šādi:

• Pirmā sadaļa ir 13 cm + 1 cm uz vienu cilpu. Cilpu var uzreiz saliekt.
• Divas sekcijas pa 14 cm katra.
• Divi 13 cm katrs, bet ar pagriezienu pretējā virzienā - tas ir lēciena punkts uz otro kvadrātu.
• Atkal divi 14 cm katrs.
• Pēdējais ir 13 cm + 1 cm uz cilpu.

Pats antenas rāmis ir gatavs. Ja viss tika izdarīts pareizi, starp abām pusēm būs 1,5-2 cm attālums. Var būt nelielas neatbilstības. Tālāk mēs notīrām cilpas un lieces punktu līdz tukšam metālam (apstrādājiet to ar smalkgraudainu smilšpapīru) un skārdam. Savienojiet abas cilpas un saspiediet tās ar knaiblēm, lai tās cieši noturētu.

Kabeļa sagatavošana

Mēs paņemam antenas kabeli un rūpīgi notīrām to. Kā to izdarīt, ir parādīts soli pa solim fotoattēlā. Jums ir jānoņem kabelis no abām pusēm. Viena mala tiks piestiprināta antenai. Šeit mēs to izlobām, lai stieple izvirzās par 2 cm, ja izrādās vairāk, lieko (vēlāk) var nogriezt. Sagrieziet sietu (foliju) un sapiniet saišķī. Izrādījās, ka tie ir divi konduktori. Viens ir kabeļa centrālais viendzīslas, otrais ir savīts no daudziem pītiem vadiem. Abas ir vajadzīgas un jākonstatē.

Mēs pielodējam spraudni uz otro malu. Šeit pietiek ar apmēram 1 cm garumu. Izveidojiet arī divus vadītājus un skārda tos.

Noslaukiet spraudni vietās, kur mēs lodēsim ar spirtu vai šķīdinātāju, un notīriet to ar smirģeli (var izmantot adatas vīli). Novietojiet spraudņa plastmasas daļu uz kabeļa, tagad varat sākt lodēšanu. Spraudņa centrālajai izejai pielodējam monokodolu, bet sānu izvadei – daudzkodolu pagriezienu. Pēdējā lieta ir saspiest satvērienu ap izolāciju.

Pēc tam jūs varat vienkārši pieskrūvēt plastmasas galu un piepildīt to ar līmi vai nevadošu hermētiķi (tas ir svarīgi). Kamēr līme/hermētiķis nav sacietējis, ātri salieciet aizbāzni (uzskrūvējiet plastmasas daļu) un noņemiet lieko savienojumu. Tātad spraudnis būs gandrīz mūžīgs.

DIY DVB-T2 TV antena: montāža

Tagad atliek tikai savienot kabeli un rāmi. Tā kā mēs nebijām piesaistīti konkrētam kanālam, mēs pielodēsim kabeli līdz vidējam punktam. Tas palielinās antenas platjoslu - tiks uztverti vairāk kanālu. Tāpēc mēs pielodējam otru nogriezto kabeļa galu uz abām pusēm pa vidu (tās, kuras bija notīrītas un alvas). Vēl viena atšķirība no “oriģinālās versijas” ir tāda, ka kabelis nav jāvelk ap rāmi un apakšā nav jālodē. Tas arī paplašinās uztveršanas diapazonu.

Samontēto antenu var pārbaudīt. Ja uztveršana ir normāla, varat pabeigt montāžu - aizpildiet lodēšanas vietas ar hermētiķi. Ja uztveršana ir slikta, vispirms mēģiniet atrast vietu, kur makšķerēt ir labāk. Ja nav pozitīvu izmaiņu, varat mēģināt nomainīt kabeli. Lai vienkāršotu eksperimentu, varat izmantot parastās telefona nūdeles. Tas maksā santīmu. Pielodējiet tam spraudni un rāmi. Izmēģiniet to kopā ar viņu. Ja tas fiksējas labāk, tas ir slikts kabelis. Principā jūs varat strādāt ar “nūdelēm”, bet ne ilgi - tās ātri kļūs nelietojamas. Labāk, protams, uzstādīt parasto antenas kabeli.

Lai aizsargātu kabeļa un antenas rāmja savienojumu no atmosfēras ietekmes, lodēšanas vietas var aptīt ar parasto elektrisko lenti. Bet šī metode ir neuzticama. Ja atceraties, pirms lodēšanas varat uzlikt vairākas termosarūkošās caurules, lai tās izolētu. Bet visvairāk uzticams veids- piepildiet visu ar līmi vai hermētiķi (tiem nevajadzētu vadīt strāvu). Kā “korpusu” var izmantot vākus 5-6 litru ūdens baloniem, parastos plastmasas vāciņus burciņām u.c. Pareizajās vietās veicam ievilkumus - lai rāmis tajās “iesēžas”, neaizmirstiet par kabeļa izeju. Piepildiet to ar blīvēšanas maisījumu un pagaidiet, līdz tas sacietē. Tas ir viss, jūsu DIY TV antena digitālās televīzijas uztveršanai ir gatava.

Pašdarināta dubultā un trīskāršā kvadrātveida antena

Šī ir šaurjoslas antena, ko izmanto, ja nepieciešams uztvert vāju signālu. Tas var pat palīdzēt, ja vājāku signālu “aizsērē” spēcīgāks signāls. Vienīgais trūkums ir tas, ka jums ir nepieciešama precīza orientācija uz avotu. To pašu dizainu var izveidot digitālās televīzijas uztveršanai.

Varat arī izgatavot piecus kadrus - pārliecinātākai uztveršanai
Nav vēlams krāsot vai lakot - uztveršana pasliktinās. Tas ir iespējams tikai tiešā raidītāja tuvumā

Šīs konstrukcijas priekšrocības ir tādas, ka uztveršana būs uzticama pat ievērojamā attālumā no atkārtotāja. Jums tikai īpaši jānoskaidro apraides frekvence, jāsaglabā kadru izmēri un atbilstošā ierīce.

Konstrukcija un materiāli

Tas ir izgatavots no caurulēm vai stieples:

• 1-5 TV kanālu MV diapazons - caurules (vara, misiņš, alumīnijs) ar diametru 10-20 mm;
• 6-12 TV kanālu MV diapazons - caurules (vara, misiņš, alumīnijs) 8-15 mm;
• UHF diapazons - vara vai misiņa stieple ar diametru 3-6 mm.

Antena dubultā kvadrātā sastāv no diviem rāmjiem, kas savienoti ar divām bultiņām - augšējo un apakšējo. Mazāks rāmis ir vibrators, jo lielāks ir atstarotājs. Antena, kas sastāv no trim kadriem, nodrošina lielāku pastiprinājumu. Trešo, mazāko kvadrātu sauc par direktoru.

Augšējā izlice savieno rāmju vidu un var būt no metāla. Apakšējais ir izgatavots no izolācijas materiāla (teksolīts, gettinax, koka dēlis). Rāmji jāuzstāda tā, lai to centri (diagonāļu krustošanās punkti) atrastos vienā taisnā līnijā. Un šai taisnei jābūt vērstai uz raidītāju.

Aktīvajam rāmim - vibratoram - ir atvērta ķēde. Tās gali ir pieskrūvēti pie tekstolīta plāksnes ar izmēru 30*60 mm. Ja rāmji ir izgatavoti no caurules, malas ir saplacinātas, tajās tiek izveidoti caurumi un caur tiem tiek piestiprināta apakšējā bultiņa.

Šīs antenas mastam jābūt kokam. Vismaz tā augšdaļa. Turklāt koka daļai jāsākas vismaz 1,5 metru attālumā no antenas rāmju līmeņa.

Izmēri

Visi izmēri šīs televizora antenas izgatavošanai ar savām rokām ir norādīti tabulās. Pirmā tabula ir paredzēta skaitītāja diapazonam, otrā ir decimetra diapazonam.

Trīs kadru antenās attālums starp vibratora (vidējā) rāmja galiem ir lielāks - 50 mm. Citi izmēri ir norādīti tabulās.

Aktīvā rāmja (vibratora) pievienošana, izmantojot īssavienojumu

Tā kā rāmis ir simetriska ierīce un tam jābūt savienotam ar asimetrisku koaksiālās antenas kabeli, ir nepieciešama atbilstoša ierīce. Šajā gadījumā parasti tiek izmantota balansējošā īssavienojuma cilpa. Tas ir izgatavots no gabaliņiem antenas kabelis. Labo segmentu sauc par "cilpu", kreiso - par "padevēju". Padevēja un kabeļa savienojuma vietā ir pievienots kabelis, kas iet uz televizoru. Segmentu garums tiek izvēlēts, pamatojoties uz saņemtā signāla viļņa garumu (sk. tabulu).

Īss stieples gabals (cilpa) tiek nogriezts vienā galā, noņemot alumīnija sietu un savijot pinumu ciešā saišķī. Tā centrālo vadītāju var nogriezt līdz izolācijai, jo tam nav nozīmes. Arī padevējs ir nogriezts. Arī šeit alumīnija ekrāns tiek noņemts un bize ir savīta saišķī, ​​bet centrālais vadītājs paliek.

Turpmākā montāža notiek šādi:

• Kabeļa pinums un padevēja centrālais vadītājs ir pielodēti aktīvā rāmja (vibratora) kreisajā galā.
• Padevēja pinums ir pielodēts pie vibratora labā gala.
• Kabeļa apakšējais gals (pinums) ir savienots ar padeves pinumu, izmantojot stingru metāla džemperi (var izmantot stiepli, tikai pārliecinieties, ka ir labs kontakts ar pinumu). Papildus elektriskajam savienojumam tas nosaka arī attālumu starp atbilstošās ierīces sekcijām. Metāla džempera vietā jūs varat savīt kabeļa apakšējās daļas pinumu saišķī (noņemiet izolāciju šajā vietā, noņemiet ekrānu, sarullējiet to saišķī). Lai nodrošinātu labs kontakts Lodējiet saiņus kopā ar zemu kūstošu lodmetālu.
• Kabeļu daļām jābūt paralēlām. Attālums starp tiem ir aptuveni 50 mm (iespējamas dažas novirzes). Lai fiksētu attālumu, tiek izmantotas skavas, kas izgatavotas no dielektriska materiāla. Jūs varat arī piestiprināt pieskaņotu ierīci, piemēram, tekstolīta plāksnei.
• Kabelis, kas ved uz televizoru, ir pielodēts padeves apakšā. Pīts ir savienots ar pinumu, centrālais vadītājs ir savienots ar centrālo vadītāju. Lai samazinātu savienojumu skaitu, televizora padevēju un kabeli var izveidot vienu. Tikai tajā vietā, kur jābeidzas padevējam, ir jānoņem izolācija, lai varētu uzstādīt džemperi.

Šī atbilstošā ierīce ļauj jums atbrīvoties no traucējumiem, izplūdušas ķēdes, sekundes izplūdis attēls. Tas būs īpaši noderīgi liela distance no raidītāja, kad signāls ir aizsērējis ar traucējumiem.

Vēl viena trīskāršā kvadrāta variācija

Lai nepievienotu īssavienojumu kabeli, antenas vibrators trīskāršs kvadrāts padariet to garāku. Šajā gadījumā jūs varat pievienot kabeli tieši pie rāmja, kā parādīts attēlā. Katrā gadījumā atsevišķi nosaka tikai antenas stieples lodēšanas augstumu. Pēc antenas montāžas tiek veikta “testēšana”. Pievienojiet kabeli televizoram, pārvietojiet centrālo vadītāju un piniet uz augšu/uz leju, panākot labākais attēls. Pozīcijā, kur attēls būs visskaidrākais, tiek pielodēti antenas kabeļu atzari, un lodēšanas vietas ir izolētas. Pozīcija var būt jebkura - no apakšējā džempera līdz pārejas punktam uz rāmi.

Dažreiz viena antena nedod vēlamo efektu. Signāls izrādās vājš attēls - melnbalts. Šajā gadījumā standarta risinājums ir uzstādīt televīzijas signāla pastiprinātāju.

Vienkāršākā antena vasaras rezidencei ir izgatavota no metāla kārbām

Lai izgatavotu šo televīzijas antenu, papildus kabelim būs nepieciešamas tikai divas alumīnija vai skārda kannas un koka dēļa vai plastmasas caurules gabals. Kannām jābūt metāla. Var paņemt alumīnija alus alu, vai arī skārda alu. Galvenais nosacījums, lai sienas būtu gludas (nav rievotas).

Burkas nomazgā un žāvē. Koaksiālā vada gals tiek nogriezts - pagriežot pītos pavedienus un notīrot centrālo kodolu no izolācijas, tiek iegūti divi vadītāji. Tie ir piesaistīti bankām. Ja jūs zināt, kā, varat to pielodēt. Nē - paņemiet divas mazas pašvītņojošas skrūves ar plakanām galviņām (ģipškartona plāksnēm varat izmantot “blusas”), pagrieziet cilpu vadītāju galos, izvelciet cauri pašvītņojošo skrūvi ar tai uzstādītu paplāksni un pieskrūvējiet to uz kannu. Tieši pirms tam ir jānotīra kannas metāls, noņemot nogulsnes, izmantojot smalkgraudainu smilšpapīru.

Kannas ir nostiprinātas pie stieņa. Attālums starp tiem tiek izvēlēts individuāli - atbilstoši labākā bilde. Nevajag cerēt uz brīnumu - būs viens vai divi kanāli normālā kvalitātē, bet varbūt arī ne... Atkarīgs no retranslatora stāvokļa, koridora “tīrības”, cik pareizi orientēta antena.. Bet kā ir izvade ārkārtas situācija- šī ir lieliska iespēja.

Vienkārša Wi-Fi antena, kas izgatavota no metāla kārbas

Antena uztveršanai Wi-Fi signāls Var pagatavot arī no improvizētiem līdzekļiem – no skārda bundžas. Šo DIY TV antenu var salikt pusstundas laikā. Tas ir, ja jūs darāt visu lēnām. Burkai jābūt no metāla, ar gludām sienām. Augstas un šauras konservēšanas burkas darbojas lieliski. Ja uz ielas uzstādīsit paštaisītu antenu, atrodiet burku ar plastmasas vāku (kā fotoattēlā). Kabelis ir koaksiāla antena ar pretestību 75 omi.

Papildus kārbai un kabelim jums būs nepieciešams arī:

• RF-N savienotājs;
• vara vai misiņa stieples gabals ar diametru 2 mm un garumu 40 mm;
• kabelis ar Wi-Fi kartei vai adapterim piemērotu ligzdu.

Wi-Fi raidītāji darbojas ar frekvenci 2,4 GHz ar viļņa garumu 124 mm. Tāpēc burku ieteicams izvēlēties tādu, lai tās augstums būtu vismaz 3/4 no viļņa garuma. Šajā gadījumā labāk, lai tas būtu lielāks par 93 mm. Kannas diametram jābūt pēc iespējas tuvākam pusei no viļņa garuma - 62 mm konkrētajam kanālam. Var būt dažas novirzes, bet jo tuvāk ideālam, jo ​​labāk.

Izmēri un montāža

Saliekot, burkā tiek izveidots caurums. Tas jānovieto stingri vēlamajā vietā. Pēc tam signāls tiks pastiprināts vairākas reizes. Tas ir atkarīgs no izvēlētās burkas diametra. Visi parametri ir parādīti tabulā. Jūs izmērāt precīzu savas kannas diametru, atrodat pareizo dūrienu, un jums ir visi pareizie izmēri.

D - diametrs	Vājināšanās apakšējā robeža	Vājināšanās augšējā robeža	Lg	1/4 Lg	3/4 Lg
73 mm	2407.236	3144.522	752.281	188.070	564.211
74 mm	2374.706	3102.028	534.688	133.672	401.016
75 mm	2343.043	3060.668	440.231	110.057	330.173
76 mm	2312.214	3020.396	384.708	96.177	288.531
77 mm	2282.185	2981.170	347.276	86.819	260.457
78 mm	2252.926	2942.950	319.958	79.989	239.968
79 mm	2224.408	2905.697	298.955	74.738	224.216
80 mm	2196.603	2869.376	282.204	070.551	211.653
81 mm	2169.485	2833.952	268.471	67.117	201.353
82 mm	2143.027	2799.391	256.972	64.243	192.729
83 mm	2117.208	2765.664	247.178	61.794	185.383
84 mm	2092.003	2732.739	238.719	59.679	179.039
85 mm	2067.391	2700.589	231.329	57.832	173.497
86 mm	2043.352	2669.187	224.810	56.202	168.607
87 mm	2019.865	2638.507	219.010	54.752	164.258
88 mm	1996.912	2608.524	213.813	53.453	160.360
89 mm	1974.475	2579.214	209.126	52.281	156.845
90 mm	1952.536	2550.556	204.876	51.219	153.657
91 mm	1931.080	2522.528	201.002	50.250	150.751
92 mm	1910.090	2495.110	197.456	49.364	148.092
93 mm	1889.551	2468.280	194.196	48.549	145.647
94 mm	1869.449	2442.022	191.188	47.797	143.391
95 mm	1849.771	2416.317	188.405	47.101	141.304
96 mm	1830.502	2391.147	185.821	46.455	139.365
97 mm	1811.631	2366.496	183.415	45.853	137.561
98 mm	1793.145	2342.348	181.169	45.292	135.877
99 mm	1775.033	2318.688	179.068	44.767	134.301

Procedūra ir šāda:

Jūs varat iztikt bez RF savienotāja, taču ar to viss ir daudz vienkāršāk - emitētāju ir vieglāk novietot vertikāli uz augšu, savienot kabeli, kas iet uz maršrutētāju vai Wi-Fi karti.

Frekvencēs virs 300 MHz un augstākām plaši tiek izmantotas cilindriskas spirālveida ceļojošo viļņu antenas. Viena no spirālveida antenas versijām ir parādīta 1. att. Tā ir spirāle ar diametru D un līkumainais piķis S, un metāla atstarotājs, kas izgatavots diska vai kvadrāta formā ar izmēru ≈ 2D.

Atkarībā no ģeometriskajiem parametriem (spoles perimetra elektriskā garuma Ar un elektriskās spirāles soļa garums S) spirālveida antena, tā var uzbudināt dažādi veidi viļņi (mode). Vislielākā ietekme uz antenas starojuma raksturu ir fāzu attiecībai starp blakus esošajiem spirāles pagriezieniem.

Mūs interesē T1 vilnis (2. att.), kam raksturīga 360 grādu starpība strāvu fāzēs blakus pagriezienos.

Vilnis T1 veidojas, kad spoles perimetra elektriskais garums ir tuvu viļņa garumam λ , savukārt spirālveida antena darbojas aksiālā starojuma režīmā (maksimālais starojums sakrīt ar spirāles asi).

Optimālie spirāles antenas izmēri:

• Spoles diametrs D=λ/π
• Spirālveida solis S=0,25λ
• Spirālveida leņķis α=12°

Antenas ieejas pretestība, ievērojot 12°≤α≤15°, 0,75λ<с<1,33 λ un pagriezienu skaits n>3 vienāds:

RA ≈140 s/λ(ohm)

Starojuma modeļa galvenās daivas platums pusjaudas līmenī:

θ0,5 =52· λ/s· √nS/λ (grādi)

3. attēlā parādīts spirālveida antenas starojuma modeļa aprēķina rezultāts vertikālā un horizontālā plaknē, izmantojot programmu MMANA.

3. att. Spirālveida antenas starojuma shēma.

Cilindriskās spirālveida antenas, kas darbojas T1 viļņu režīmā, ir cirkulāri polarizētas. Saņemot signālu ar antenu ar lineāro polarizāciju (vertikāli vai horizontāli), signāls tiks vājināts par 3 dB (divreiz). Lai no tā izvairītos, var izmantot divu spirālveida antenu sistēmu ar pretēju spirāles tinuma virzienu un padotu fāzē, kas atrodas 0,5 λ vai 1,5 λ attālumā (4. att.).

Šādas antenas sistēmas ieejas pretestība būs vienāda ar 67,6 omi, kas labi saskan ar koaksiālā kabeļa raksturīgo pretestību (SWR 1,1 un 1,35 attiecīgi 75 un 50 omi kabeļiem). Sekcijas vienvada līnijas (5. att.) raksturīgā pretestība ab jāatbilst spirālveida antenas ieejas pretestībai (≈140 omi). Lai to izdarītu, ir jāsaglabā attiecība e/d vienāds ar ≈2,75.

Lai saskaņotu vienu antenu vai antenu sistēmu, kas sastāv no trim vai vairākām antenām, šajā gadījumā varat izmantot eksponenciālās saskaņošanas transformatoru, kas veidots lentveida līnijas veidā (6. att.). Eksponenciālai līnijai viļņa pretestība mainās visā tās garumā saskaņā ar likumu:

Z 0 (x) = Z 01 e bx , Kur

Z 01- līnijas raksturīgā pretestība ieejā

Z0(x)- līnijas raksturīgā pretestība posmā, kas atrodas attālumā X no tā sākuma

b- parametrs, kas parāda līnijas pretestības izmaiņu ātrumu

Atkarībā no SWR un zināmās viļņu pretestības attiecības Z02 /Z01 līnijas beigās un sākumā tās minimālo garumu aprēķina, izmantojot formulu:

, Kur ;

7. attēlā parādīts eksponenciālās saskaņošanas transformators, kas paredzēts 140 omu un 50 omu pretestības saskaņošanai ar frekvenci 2450 MHz ar SWR 1,2. Attālums e vienāds ar 7 mm, dielektrisks - gaiss (ε=1), materiāla biezums d 1 mm.

Sakarā ar elektrisko parametru lielo pastiprinājumu un stabilitāti, zemas jutības pret ārējiem faktoriem un ģeometrijas novirzēm dēļ cilindriskās spirālveida antenas var plaši izmantot sakaru un drošības sistēmās tālsatiksmes sakariem.

Literatūra

Sazonovs D.M. Antenas un mikroviļņu ierīces.

Benkovskis Z., Lipinskis E. Amatieru HF un VHF antenas.

Uronovs L.G.

TechnoSphere LLC, 2011

Spirālveida antena pieder ceļojošo viļņu antenu klasei. Tās galvenais darbības diapazons ir decimetrs un centimetrs. Tas pieder pie virsmas antenu klases. Tās galvenais elements ir spirāle, kas savienota ar koaksiālo līniju. Spirāle rada starojuma modeli divu daivu veidā, kas izstaro gar tās asi dažādos virzienos.

Spirālveida antenas ir cilindriskas, plakanas un koniskas. Ja nepieciešamais darbības diapazona platums ir 50% vai mazāks, tad antenā tiek izmantota cilindriska spirāle. Koniskā spirāle palielina uztveršanas diapazonu divas reizes, salīdzinot ar cilindrisko. Un plakanie jau dod divdesmitkārtīgu pārsvaru. Vispopulārākā uztveršanai VHF frekvenču diapazonā ir cilindriska radio antena ar apļveida polarizāciju un lielu izejas signāla pastiprinājumu.

Antenas ierīce

Galvenā antenas daļa ir satīts vadītājs. Šeit, kā likums, tiek izmantota vara, misiņa vai tērauda stieple. Tam ir pievienots padevējs. Tas ir paredzēts, lai pārraidītu signālu no spirāles uz tīklu (uztvērējs) un apgrieztā secībā (raidītājs). Padevēji ir atvērta un slēgta tipa. Atvērtā tipa padevēji ir neekranēti viļņvadi. Un slēgtajam tipam ir īpašs vairogs pret traucējumiem, kas padara elektromagnētisko lauku aizsargātu no ārējām ietekmēm. Atkarībā no signāla frekvences tiek noteikts šāds padeves dizains:

Līdz 3 MHz: ekranēti un neekranēti vadu tīkli;

3 MHz līdz 3 GHz: koaksiālie vadi;

No 3 GHz līdz 300 GHz: metāla un dielektriskie viļņvadi;

Virs 300 GHz: kvazioptiskas līnijas.

Vēl viens antenas elements bija atstarotājs. Tās mērķis ir fokusēt signālu uz spirāli. Tas ir izgatavots galvenokārt no alumīnija. Antenas pamatne ir rāmis ar zemu dielektrisko konstanti, piemēram, putas vai plastmasa.

Galvenās antenas izmēru aprēķins

Spirālveida antenas aprēķins sākas ar spirāles galveno izmēru noteikšanu. Tie ir:

Pagriezienu skaits n;

Spirāles leņķis a;

Spirāles diametrs D;

Spirālveida solis S;

Atstarotāja diametrs 2D.

Pirmā lieta, kas jāsaprot, veidojot spirālveida antenu, ir tas, ka tā ir viļņu rezonators (pastiprinātājs). Tās iezīme bija tā augstā ieejas pretestība.

Tajā ierosināto viļņu veids ir atkarīgs no pastiprināšanas ķēdes ģeometriskajiem izmēriem. Blakus esošie spirāles pagriezieni ļoti spēcīgi ietekmē starojuma raksturu. Optimālās attiecības:

D=λ/π, kur λ ir viļņa garums, π=3,14

Jo λ ir vērtība, kas mainās un ir atkarīga no biežuma, tad aprēķinos tiek ņemtas šī rādītāja vidējās vērtības, kas aprēķinātas, izmantojot formulas:

λ min= c/f max; λ max= c/f min, kur c=3×10 8 m/sek. (gaismas ātrums) un f max, f min - maksimālā un minimālā signāla frekvences parametrs.

λ av=1/2 (λ min+ λ max)

n = L/S, kur L ir kopējais antenas garums, ko nosaka pēc formulas:

L= (61˚/Ω) 2 λ avg, kur Ω ir antenas virziena koeficients atkarībā no polarizācijas (ņemts no atsauces grāmatām).

Klasifikācija pēc darbības diapazona

Saskaņā ar galveno frekvenču diapazonu raidīšanas un uztveršanas ierīces ir:

1. Šaurjosla. Stara platums un ieejas pretestība ir ļoti atkarīga no frekvences. Tas liek domāt, ka antena var darboties bez pārskaņošanas tikai šaurā viļņu garuma spektrā, aptuveni 10% no relatīvās frekvenču joslas.

2. Plašs diapazons. Šādas antenas var darboties plašā frekvenču spektrā. Bet to galvenie parametri (virziena pastiprinājums, starojuma modelis utt.) joprojām ir atkarīgi no viļņa garuma izmaiņām, bet ne tik lielā mērā kā šaurjoslas parametri.

3. Frekvences neatkarīgs. Tiek uzskatīts, ka šeit galvenie parametri nemainās, mainoties frekvencei. Šādām antenām ir aktīvs reģions. Tam ir iespēja pārvietoties pa antenu, nemainot tās ģeometriskos izmērus atkarībā no viļņa garuma izmaiņām.

Visizplatītākās ir otrā un trešā veida spirālveida antenas. Pirmais veids tiek izmantots, ja nepieciešama lielāka signāla “skaidrība” noteiktā frekvencē.

Savas antenas izgatavošana

Nozare piedāvā lielu antenu izvēli. Cenu dažādība var svārstīties no vairākiem simtiem līdz vairākiem tūkstošiem rubļu. Ir antenas televīzijai, satelīta uztveršanai un telefonijai. Bet jūs varat izgatavot spirālveida antenu ar savām rokām. Tas nav tik grūti. Īpaši populāras ir Wi-Fi spirālveida antenas.

Tie ir īpaši svarīgi, ja ir nepieciešams pastiprināt signālu no maršrutētāja lielā mājā. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešama vara stieple ar šķērsgriezumu 2-3 mm 2 un garumu 120 cm Ir nepieciešams veikt 6 pagriezienus ar diametru 45 mm. Lai to izdarītu, varat izmantot atbilstoša izmēra cauruli. Labi darbojas lāpstas kāts (tam ir aptuveni vienāds diametrs). Mēs aptinam vadu un iegūstam spirāli ar sešiem pagriezieniem. Atlikušo galu noliecam tā, lai tas vienmērīgi izietu cauri spirāles asij, to “atkārtojot”. Skrūves daļu izstiepjam tā, lai attālums starp pagriezieniem būtu 28-30 mm robežās. Tad mēs turpinām izgatavot atstarotāju.

Šim nolūkam ir piemērots alumīnija gabals, kura izmēri ir 15 × 15 cm un 1,5 mm biezs. No šīs sagataves mēs izveidojam apli ar diametru 120 mm, nogriežot nevajadzīgas malas. Izurbiet 2 mm caurumu apļa centrā. Mēs ievietojam tajā spirāles galu un pielodējam abas daļas vienu pie otra. Antena ir gatava. Tagad jums ir jānoņem starojuma vads no maršrutētāja antenas moduļa. Un pielodējiet vadu galu uz antenas galu, kas iziet no reflektora.

433 MHz antenas īpašības

Pirmkārt, jāsaka, ka radioviļņus ar frekvenci 433 MHz, izplatoties, labi absorbē zeme un dažādi šķēršļi. Lai to pārraidītu, tiek izmantoti mazjaudas raidītāji. Parasti šo frekvenci izmanto dažādas drošības ierīces. To īpaši izmanto Krievijā, lai neradītu traucējumus ēterā. 433 MHz spirāles antenai nepieciešama lielāka izejas signāla attiecība.

Vēl viena iezīme, izmantojot šādu raiduztvērēju aprīkojumu, ir tāda, ka šāda diapazona viļņiem ir iespēja pievienot tiešo un atstaroto viļņu fāzes no virsmas. Tas var vai nu pastiprināt signālu, vai vājināt to. No iepriekš minētā varam secināt, ka “labākās” uztveršanas izvēle ir atkarīga no individuālas antenas pozīcijas regulēšanas.

Pašdarināta antena 433 MHz

Ar savām rokām ir viegli izveidot 433 MHz spirāles antenu. Tas ir ļoti kompakts. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešams neliels vara, misiņa vai tērauda stieples gabals. Varat arī vienkārši izmantot vadu. Stieples diametram jābūt 1 mm. Mēs uztinam 17 pagriezienus uz serdeņa ar diametru 5 mm. Mēs izstiepjam skrūves līniju tā, lai tās garums būtu 30 mm. Ar šiem izmēriem mēs pārbaudām antenu signāla uztveršanai. Mainot attālumu starp pagriezieniem, izstiepjot un saspiežot spirāli, mēs panākam labāku signāla kvalitāti. Bet jums jāzina, ka šāda antena ir ļoti jutīga pret dažādiem tai tuvu pietuvinātiem objektiem.

UHF uztveršanas antena

Lai uztvertu televīzijas signālu, ir nepieciešamas UHF spirālveida antenas. Pēc konstrukcijas tie sastāv no divām daļām: atstarotāja un spirāles.

Spirālei labāk izmantot varu - tam ir mazāka pretestība un līdz ar to mazāks signāla zudums. Formulas tā aprēķināšanai:

Spirāles kopējais garums ir L=30000/f, kur f ir signāla frekvence (MHz);

Spirālveida solis S= 0,24 L;

Spoles diametrs D=0,31/L;

Spirālvada diametrs d ≈ 0,01L;

Atstarotāja diametrs 0,8 nS, kur n ir apgriezienu skaits;

Attālums līdz ekrānam H= 0,2 L.

Ieguvums:

K=10×lg(15(1/L)2nS/L)

Atstarotāja kauss ir izgatavots no alumīnija.

Cita veida raiduztvērēju iekārtas

Retāk sastopamas konusveida un plakanas spirālveida antenas. Tas ir saistīts ar to ražošanas grūtībām, lai gan tiem ir labākas īpašības signāla pārraides un uztveršanas diapazona ziņā. Šādu raidītāju starojumu neveido visi pagriezieni, bet tikai tie, kuru garums ir tuvu viļņa garumam.

Plakanā antenā spirāle ir izgatavota divu vadu līnijas veidā, kas velmēta spirālē. Šajā gadījumā blakus esošie pagriezieni tiek ierosināti fāzē ceļojošā viļņa režīmā. Tā rezultātā pret antenas asi tiek izveidots cirkulāri polarizēts starojuma lauks, kas ļauj izveidot plašu frekvenču joslu. Ir plakanas antenas ar tā saukto Arhimēda spirāli. Šī sarežģītā forma ļauj ievērojami palielināt pārraides frekvences diapazonu no 0,8 līdz 21 GHz.

Spirālveida un šaurstaru antenu salīdzinājums

Galvenā atšķirība starp spirālveida antenu un virziena antenu ir tā, ka tā ir mazāka. Tas padara to vieglāku, kas ļauj uzstādīt ar mazāku fizisko piepūli. Tās trūkums ir šaurāks uztveršanas un pārraides frekvenču diapazons. Tam ir arī šaurāks starojuma modelis, kas prasa “meklēt” labāko pozīciju telpā, lai nodrošinātu apmierinošu uztveršanu. Tās neapšaubāma priekšrocība ir dizaina vienkāršība. Liels pluss ir iespēja noskaņot antenu, mainot spoles soli un kopējo spirāles garumu.

Īsa antena

Labākai rezonansei antenā ir nepieciešams, lai spirāles daļas “izstieptais” garums būtu pēc iespējas tuvāks viļņa garuma vērtībai. Bet tas nedrīkst būt mazāks par ¼ viļņa garumu (λ). Tādējādi λ var sasniegt līdz 11 m. Tas attiecas uz HF diapazonu. Šajā gadījumā antena būs pārāk gara, kas ir nepieņemami. Viens no veidiem, kā palielināt vadītāja garumu, ir pagarinātāja spoles uzstādīšana uztvērēja pamatnē. Vēl viena iespēja ir ievadīt uztvērēju ķēdē. Tās uzdevums ir saskaņot radiostacijas raidītāja izejas signālu ar antenu visās darba frekvencēs. Vienkārši izsakoties, uztvērējs darbojas kā pastiprinātājs no uztvērēja ienākošajam signālam. Šo shēmu izmanto automašīnu antenās, kur liela nozīme ir radioviļņu uztverošā elementa izmēram.

Secinājums

Spirālveida antenas ir guvušas lielu popularitāti daudzās elektronisko sakaru jomās. Pateicoties viņiem, tiek veikta šūnu saziņa. Tos izmanto arī televīzijā un pat kosmosa radio sakaros. Viens no daudzsološajiem sasniegumiem antenas izmēra samazināšanai ir konusveida reflektora izmantošana, kas ļauj palielināt uztveršanas viļņa garumu salīdzinājumā ar parasto reflektoru. Tomēr ir arī trūkums, kas izteikts darbības frekvenču spektra samazināšanā. Interesants piemērs ir arī “divšķiedru” koniska spirālveida antena, kas ļauj darboties plašā frekvenču diapazonā, jo veidojas izotropiska virziena diafragma. Tas notiek tāpēc, ka strāvas līnija divu vadu kabeļa veidā nodrošina vienmērīgu viļņu pretestības maiņu.

3.1. Radiotehnoloģiju attīstības procesā arvien vairāk tiek pieprasītas antenu padeves ierīces, kas paredzētas darbam ļoti plašā frekvenču diapazonā un turklāt bez regulēšanas. Šādu antenu padevēju ierīču frekvences neatkarība ir balstīta uz elektrodinamiskās līdzības principu.

Šis princips ir tāds, ka antenas galvenie parametri (raksts un ieejas pretestība) paliek nemainīgi, ja viļņa garuma izmaiņas pavada tieši proporcionālas antenas aktīvā apgabala lineāro izmēru izmaiņas. Ja šis nosacījums ir izpildīts, antena var būt neatkarīga no frekvences neierobežotā viļņu diapazonā. Tomēr izstarojošās struktūras izmēri ir ierobežoti, un arī jebkuras antenas darbības viļņu garuma diapazons ir ierobežots.

No šīs antenu grupas aplūkosim plakanas aritmētiskās un vienādstūra spirāles un logaritmiski periodiskas antenas.

4. att.

3.2. Aritmētiskā spirāle ir izgatavota plakanu metāla sloksņu vai spraugu veidā metāla sietā (4. att.). Šīs spirāles vienādojums polārajās koordinātēs

kur ir rādiusa vektors, ko mēra no pola O; a ir koeficients, kas raksturo rādiusa vektora pieaugumu katrai polārā leņķa pieauguma vienībai; b ir rādiusa vektora sākotnējā vērtība.

Spirāle var būt divvirzienu, četrvirzienu utt. Ja spirāle ir divvirzienu, tad lentei (spraugai) /, kas parādīta ar punktētām līnijām, leņķi skaita no nulles, un lentei //, parādīts ar nepārtrauktām līnijām, no 180°, t.i., spirāli veido pilnīgi identiskas lentes, kas viena pret otru pagrieztas par 180°.

Lentes / sākuma punkti atbilst rādiusa vektoriem, kurus apzīmējam ar un. Tāpēc lentes platums. Aprakstot vienu apgriezienu, lente ieņem pozīciju D, kurā rādiusa vektors ir lielāks par sākotnējo. Šajā segmentā ВD ir novietotas divas lentes un divas spraugas, un, ja to platums ir vienāds, tad no šejienes mēs nosakām koeficientu.

3.3. Spirālveida barošanas avots var būt pretfāzes, kā parādīts attēlā. 4, vai fāzē. Pirmajā gadījumā strāvām caur spailēm A, B, kas savieno lentes ar padevēju, ir pretējas fāzes. Strāvas ceļš lentē / ir par pusi apgriezienu lielāks nekā lentē //. Piemēram, CD sadaļā lente // nokrīt, aprakstot pusi apgriezienu, un lente / - vienu apgriezienu, EF sadaļā - attiecīgi pusotrs un divi apgriezieni utt. pagrieziens palielinās, spirālei izvēršoties, palielinās strāvu fāzes novirze lentēs. Norādījuši vidējo pagrieziena diametru, mēs atrodam fāzes nobīdi, kas atbilst pusapgrieziena garumam:

Ja mēs pievienojam tam sākotnējo nobīdi, kas vienāda ar

Otrā termiņa dēļ leņķis atšķiras no un šādos apstākļos elektromagnētiskie viļņi tiek izstaroti pat tad, ja atstarpe starp lentēm ir maza, salīdzinot ar viļņa garumu.

Intensīvi tiek izstarota tikai tā spirāles daļa, kurā atrodas abu joslu blakus esošo elementu strāvas:

Aizstājot, mēs atklājam, ka pirmā “rezonanses” gredzena vidējais diametrs un šī gredzena perimetrs – otrā gredzena vidējais diametrs un perimetrs (. k=2), trešais ( k=3) utt. “rezonējošie” gredzeni ir attiecīgi trīs, piecas, ... reizes lielāki. Tā kā radioviļņu emisija pa spirāli izraisa lielu strāvas pavājināšanos no tās sākuma līdz beigām, tad tikai pirmais rezonējošais gredzens izstaro intensīvi, un pārējā, spirāles ārējā daļa, ir it kā “nogriezta” (izstarojošo strāvu pārtraukšanas parādība).

3.4. Spirāles aktīvā daļa ir vislielākā interese cita iemesla dēļ. Radiācijas radītā strāvas vājināšanās ir tik liela, ka praktiski nav atstarošanas no spirāles gala, t.i., strāva spirālē tiek sadalīta saskaņā ar viļņu ceļošanas likumu. Turklāt pirmā rezonanses gredzena perimetrs ir vienāds ar viļņa garumu. Šādos apstākļos, kā parādīts 1. punktā, rodas aksiāls starojums ar rotējošu polarizāciju, kas šajā gadījumā ir visvairāk vēlams.

Spirāles diametram jābūt pietiekami lielam, lai pie maksimālā diapazona viļņa saglabātos pirmais “rezonējošais” gredzens () un, viļņa garumam samazinoties, šim gredzenam ir jāsamazinās līdz (), līdz to joprojām var pilnībā novietot ap. spēka agregāts. Tad iekšā pirmā “rezonējošā” gredzena vidējā perimetra attiecība pret viļņa garumu paliek nemainīga un līdz ar to ir izpildīts galvenais nosacījums antenas virziena īpašību saglabāšanai plašā viļņu diapazonā Tiesa, aritmētiskās spirāles virziens ir mazs (60 ... 80°), jo būtībā viļņu izstarošanā ir iesaistīta tikai tā spirāles daļa, kurai ir vidējais perimetrs.

Otrs nosacījums diapazona antenas iegūšanai — ieejas pretestības noturība — šeit tiek sasniegts ar to, ka spirāle darbojas plūstoša strāvas viļņa režīmā. Šī pretestība ir aktīva (100-200 omi). Kad barošana tiek veikta no koaksiālā padevēja (Ohm), saskaņošana tiek veikta, izmantojot pakāpienu vai gludu transformatoru.

3.5. Spirāle izstaro abās savas ass pusēs. Lai antena būtu vienvirziena, uz biezas dielektriskās plāksnes uzliek lentes spirāli, kuras otra puse ir metalizēta. Ja spirāle ir rievota, tad tā tiek izgriezta uz metāla kastes sienas; tad kastes pretējā siena spēlē atstarojoša ekrāna lomu, un pati kaste ir rezonators. Lai samazinātu tā dziļumu, kaste ir piepildīta ar dielektrisku.

Viena no tipiskām spirālēm ir ar diametru 76 mm, izgatavota uz epoksīda dielektriķa plāksnes, aprīkota ar 26 mm dziļu rezonatoru, darbojas viļņu diapazonā 7,5 ... 15 cm ar starojuma raksta platumu 2" = 60 ... 80° un elipses koeficients galvenās daivas maksimuma virzienā ir mazāks par 3 dB, t.i., polarizāciju var uzskatīt par praktiski apļveida antenām, drukājot uz plānām dielektriķa loksnēm ar zemiem zudumiem augstās frekvencēs.