Spiralne antene: Prikazi i fotografije

Helikularna antena pripada klasi antena s putujućim valom. Njegov glavni opseg rada je decimetar i centimetar. Spada u klasu površinskih antena. Njegov glavni element je spirala povezana s koaksijalnom linijom. Spirala stvara usmjereni uzorak u obliku dvaju režnja koji zrače duž svoje osi u različitim smjerovima. Spiralne antene su cilindrične, ravne i konusne. Ako je potrebna radna širina 50% ili manje, tada antena koristi cilindričnu spiralu. Konusna spirala povećava raspon prijema faktorom 2 u usporedbi s cilindričnom spiralom. Ali ravni daju već dvadeset puta prednost. Najpopularniji za primanje u frekvencijskom području VHF bio je cilindrična antena s kružnom polarizacijom i velikom dobitkom izlaznog signala.

Antenski uređaj

Glavni dio antene je zavidan dirigent. Ovdje se u pravilu koristi bakar, mjed ili čelična žica. U njega je povezan ulagač. Osmišljen je za prijenos signala iz spirale na mrežu (prijemnik) i obrnutim redoslijedom (odašiljač). Uređaji su otvoreni i zatvoreni. Ulazni poslužitelji otvorenog tipa su neoklopljeni valovodi. Zatvoreni tip ima poseban štit protiv smetnji, što čini elektromagnetsko polje zaštićeno od vanjskih utjecaja. Ovisno o frekvenciji signala, definira se sljedeća izvedba ulagača:

- do 3 MHz: zaštićene i neoklopljene žičane mreže;

- od 3 MHz do 3 GHz: koaksijalne žice;

- od 3 GHz do 300 GHz: metalni i dielektrični valovodi;

- preko 300 GHz: kvazi-optičke linije.

Još jedan element antene bio je reflektor. Njegova je svrha usmjeriti signal na spiralu. Izrađen je uglavnom od aluminija. Osnovica antene je okvir s malom dielektričnom konstantama, na primjer, plastične pjene ili plastike.

Izračun osnovnih dimenzija antene

Izračun spiralne antene počinje određivanjem glavnih dimenzija spirale. Oni su:

- broj zavoja n;

- kut revolucije a;

- promjer heliksa D;

- korakna spirala od S;

- promjer reflektora 2D.

Prva stvar koju treba shvatiti prilikom projektiranja spiralne antene je da je to resonator (pojačalo) vala. Njegova je značajka bila visoka ulazna otpornost. Vrsta valova uzbuđenih u njoj ovisi o geometrijskim dimenzijama petlje dobitka. Susjedni zavoji spirale imaju vrlo jak utjecaj na prirodu zračenja. Optimalni omjeri:

D = lambda- / pi-, gdje lambda je valna duljina, pi- = 3.14

S = 0,25 λ

a = 12˚

jer lambda je količina koja varira i ovisi o učestalosti, a zatim se u izračunima izračunavaju prosječne vrijednosti ovog indeksa izračunate pomoću formula:

lambda-min = c / f max- lambda-max = c / f min, gdje je c = 3 × 10⁸ m / s. (brzina svjetlosti) i fmax, f min - maksimalni i minimalni parametar frekvencije signala.

lambda-cp = 1/2 (lambda-min + lambda- max)

n = L / S, gdje je L ukupna duljina antene, određena formulom:

L = (61˚ / Omega-)² lambda-cp, gdje Omega- je faktor usmjerenosti antene, ovisno o polarizaciji (uzeto iz referentnih knjiga).

Razvrstavanje prema radnom području

Prema osnovnom frekvencijskom području, primopredajnici mogu biti:

1. Narrowband. Širina uzorka zračenja i otpor ulaznog signala snažno ovise o frekvenciji. To sugerira da antena može raditi bez ugađanja samo u uskom spektru valnih duljina, oko 10% relativne frekvencije.

2. Široki pojas. Takve antene mogu raditi u velikom spektru frekvencije. Ali njihovi osnovni parametri (CPR, usmjereni uzorak itd.) I dalje ovise o promjeni valne duljine, ali ne onoliko koliko i na uskim područjima.

3. Frekvencija neovisna. Vjeruje se da se ovdje glavni parametri ne mijenjaju kada se frekvencija mijenja. U takvim antenama postoji aktivna regija. Može se kretati uz antenu bez promjene geometrijskih dimenzija, ovisno o promjeni valne duljine.

Najčešće postoje spiralne antene drugog i trećeg tipa. Prvi tip se koristi kada je potrebna povećana "jasnoća" signala na određenoj frekvenciji.

Samostalno antena

Industrija nudi veliki izbor antena. Raznolikost cijena može varirati od nekoliko stotina do nekoliko tisuća rubalja. Postoje antene za televiziju, satelitsku recepciju, telefoniju. Ali možete napraviti spiralnu antenu i vlastite ruke. Nije tako teško. Spiralne antene za Wi-Fi su osobito popularne. Oni su posebno važni kada je potrebno pojačati signal iz usmjerivača u nekoj velikoj kući. Da biste to učinili, potrebna vam je bakrena žica od 2-3 mm² i duljine 120 cm. Potrebno je napraviti 6 okretaja promjera 45 mm. Da biste to učinili, možete koristiti cijev odgovarajuće veličine. Lopata dolazi iz lopata (ima otprilike isti promjer). Vjetimo žicu i dobijemo spiralu sa šest okretaja. Preostali kraj je savijen na takav način da prolazi točno kroz os spirala, "ponavljajući". Stegnuti dio vijka tako da udaljenost između zavoja bude unutar 28-30 mm. Zatim nastavite s proizvodnjom reflektora. Da bi se to postiglo, prikladan je komad aluminija koji ima 15 × 15 cm i debljinu od 1,5 mm. Iz ove praznine izrađujemo krug promjera 120 mm, rezajući nepotrebne rubove. U središtu kruga bušite rupu od 2 mm. Ubacimo kraj spirale i nasadimo oba dijela jedni drugima. Antena je spremna. Sada je potrebno ukloniti žicu zračenja iz modula antene usmjerivača. I kraj žice treba biti lemljen sa krajem antene ostavljajući reflektor.

Značajke antene na 433 MHz

Prije svega, moram reći da su radio valovi frekvencije 433 MHz dobro apsorbirani od strane zemlje i raznih prepreka tijekom njezina širenja. Za njegovu ponovnu transmisiju koriste se odašiljači male snage. Obično se ta frekvencija koristi za različite sigurnosne uređaje. Posebno se koristi u Rusiji, s ciljem da ne ometa zrak. Električna antena na 433 MHz zahtijeva veći izlazni signal. Još jedna značajka koristi takav aparat primopredajnik je da je valna duljina tog raspona imaju mogućnost dodavanja fazu izravne i reflektira valove s površine. To može dovesti do pojačanja signala, ili do slabljenja signala. Iz gore navedenog, može se zaključiti da izbor "najbolje" prijema ovisi o individualnom podešavanju položaja antene.

Domaća antena od 433 MHz

Lako je napraviti spiralnu antenu na 433 MHz vlastitim rukama. Vrlo je kompaktan. Da biste to učinili, potreban vam je mali komad bakrene, mjedene ili čelične žice. Možete se prijaviti i uplatiti žicu. Promjer žice mora biti 1 mm. Vučimo 17 zavoja na mandrini promjera 5 mm. Proširite spiralu tako da je duljina 30 mm. Kod ovih veličina testiramo antenu za prijam signala. Promjenom udaljenosti između zavoja, istezanjem i komprimiranjem spirale postižemo bolju kvalitetu signala. No, čovjek mora znati da je takva antena vrlo osjetljiva na različite predmete koji su joj približeni.

Prijemna antena DMV

Spiralne antene su potrebne za primanje televizijskog signala. Svojim dizajnom čine dva dijela: reflektor i spirala. Za spiralu je bolje koristiti bakar - ima manje otpora i, posljedično, manji gubitak signala. Formule za izračun:

- ukupna duljina spirale je L = 30000 / f, pri čemu je f frekvencija signala (MHz);

- korak spirale S = 0,24 L;

- promjer skretanja D = 0,31 / L;

- spiralni žičani promjer d asymp- 0,01L;

- promjer reflektora je 0,8 nS, pri čemu je n broj okreta;

- udaljenost do zaslona H = 0,2 L.

Dobitak faktora:

K = 10x log (15 (1 / L) 2nS / L)

Čaša reflektora izrađena je od aluminija.

Ostale vrste opreme za odašiljanje

Konične i ravne spiralne antene su manje uobičajene. To je zbog teškoće njihove proizvodnje, iako imaju bolje karakteristike u području prijenosa i prijema signala. Zračenje takvih odašiljača nije oblikovano od svih okreta, već samo onih čija je duljina blizu valne duljine. U ravnoj anteni, spiralna crta izrađena je u obliku dvoslojne linije namotane u spiralu. U ovom slučaju susjedni zavoji su uzbuđeni u fazi u režimu putujućeg vala. To dovodi do stvaranja polja zračenja s kružnom polarizacijom prema osi antene, što omogućuje stvaranje širokog frekvencijskog pojasa. Postoje ravne antene s takozvanom Archimedes spiralom. Ovaj složeni oblik omogućava značajno povećanje frekvencijskog raspona prijenosa od 0,8 do 21 GHz.

Usporedba spiralnih i uskih pojasnih antena

Glavna razlika između spiralne antene i usmjerene antene je da je manja veličina. To ga čini jednostavnijim, što omogućava ugradnju s manje fizičkog napora. Njegov nedostatak je uži raspon frekvencija prijema i prijenosa. Također ima uski usmjereni uzorak koji zahtijeva "pretraživanje" za bolji položaj u prostoru za zadovoljavajući prijem. Nesumnjivo je njegova prednost jednostavnost dizajna. Veliki plus je mogućnost podešavanja antene mijenjanjem nagiba skretanja i ukupne duljine spirale.

Kratka antena

Za bolju rezonanciju u anteni, potrebno je da "izdužena" duljina spiralnog dijela bude što je moguće bliža vrijednostima valne duljine. Ali ne bi trebalo biti manje frac14 valne duljine (lambda-). Na taj način, lambda- može doseći do 11 m. To je važno za HF raspon. U tom će slučaju antena biti preduga, što je neprihvatljivo. Jedan od načina za povećanje duljine vodiča je postavljanje produžnog svitka pri dnu prijemnika. Druga mogućnost je da se krug tunera napaja na krug. Njegova je zadaća uskladiti izlazni signal radijskog odašiljača s antenom na svim radnim frekvencijama. Da biste ga postavili na jasan jezik, tuner djeluje kao pojačalo dolaznog signala od prijemnika. Ova se shema koristi u automobilskim antenama, gdje je veličina elementa koji prima radio val vrlo važna.

zaključak

Spiralne antene stekle su veliku popularnost u mnogim područjima radio elektroničkih komunikacija. Zahvaljujući njima se provodi mobilna komunikacija. Također se koriste u televiziji, pa čak iu udaljenim radio komunikacijama. Jedan od najperspektivnijih razvoja kako bi se smanjila veličina antene je uporaba konusne reflektora, što omogućuje da se poveća duljina primljenog vala, u usporedbi s konvencionalnim reflektor. Međutim, postoji i nedostatak, izražen smanjenjem spektra radne frekvencije. Također je zanimljiv primjer „double-navojem” stožastog spiralna antena, možete raditi u širokom rasponu frekvencija, zbog formiranja izotropni orijentacije dijafragme. To je zato što linija napajanja u obliku dvoslojnog kabela omogućuje glatku promjenu impedancije valova.