Szélessávú spirális antenna. Házi készítésű antennák: kültéri, otthoni. Következtetések az elvégzett munkáról

A spirálantenna az utazóhullámú antennák osztályába tartozik. Fő működési tartománya deciméter és centiméter. A felületi antennák osztályába tartozik. Fő eleme egy koaxiális vonalhoz kapcsolódó spirál. A spirál sugárzási mintát hoz létre két lebeny formájában, amelyek a tengelye mentén különböző irányokba bocsátanak ki.

A spirális antennák hengeres, lapos és kúpos típusúak. Ha a működési tartomány szükséges szélessége 50% vagy kevesebb, akkor az antennában hengeres csavarvonalat használnak. A kúpos spirál kétszeresére növeli a vételi tartományt a hengereshez képest. A laposak pedig már húszszoros előnyt adnak. A VHF frekvenciatartományban a vételre a legnépszerűbb a hengeres rádióantenna körkörös polarizációval és nagy kimenő jelerősítéssel.

Antenna készülék

Az antenna fő része egy tekercses vezető. Itt általában réz-, sárgaréz- vagy acélhuzalt használnak. Etető csatlakozik hozzá. Úgy tervezték, hogy jelet továbbítson a spirálból a hálózatba (vevő) és fordított sorrendben (adó). Az adagolók nyitott és zárt típusúak. A nyitott típusú adagolók árnyékolatlan hullámvezetők. A zárt típus pedig egy speciális interferencia-pajzsgal rendelkezik, amely védi az elektromágneses teret a külső hatásoktól. A jelfrekvenciától függően a következő adagoló kialakítás kerül meghatározásra:

3 MHz-ig: árnyékolt és árnyékolatlan vezetékes hálózatok;

3 MHz-től 3 GHz-ig: koaxiális vezetékek;

3 GHz-től 300 GHz-ig: fém és dielektromos hullámvezetők;

300 GHz felett: kvázi-optikai vonalak.

Az antenna másik eleme a reflektor volt. Célja, hogy a jelet a spirálra fókuszálja. Főleg alumíniumból készül. Az antenna alapja egy alacsony dielektromos állandójú keret, például hab vagy műanyag.

Az antenna fő méreteinek kiszámítása

A spirális antenna számítása a spirál fő méreteinek meghatározásával kezdődik. Ők:

fordulatok száma n;

csavarvonalszög a;

Spirálátmérő D;

spirálmenet S;

Reflektor átmérője 2D.

Az első dolog, amit meg kell érteni a spirális antenna tervezésekor, hogy ez egy hullámrezonátor (erősítő). Jellemzője a nagy bemeneti impedancia volt.

A benne gerjesztett hullámok típusa az erősítő áramkör geometriai méreteitől függ. A spirál szomszédos fordulatai nagyon erősen befolyásolják a sugárzás természetét. Optimális arányok:

D=λ/π, ahol λ a hullámhossz, π=3,14

Mert λ egy olyan érték, amely változó és a gyakoriságtól függ, majd a számítások ennek a mutatónak az átlagos értékeit veszik, a képletekkel számítva:

λ min= c/f max; λ max= c/f min, ahol c=3×10 8 m/sec. (fénysebesség) és f max, f min - maximális és minimális jelfrekvencia paraméter.

λ av=1/2 (λ min+ λ max)

n= L/S, ahol L az antenna teljes hossza, a következő képlettel meghatározva:

L= (61˚/Ω) 2 λ avg, ahol Ω az antenna irányíthatósági együtthatója, a polarizációtól függően (referenciakönyvekből).

Osztályozás működési tartomány szerint

A fő frekvenciatartomány szerint az adó- és vevőkészülékek a következők:

1. Keskeny sávú. A sugár szélessége és a bemeneti impedancia nagymértékben függ a frekvenciától. Ez arra utal, hogy az antenna újrahangolás nélkül csak egy szűk hullámhossz-spektrumban, a relatív frekvenciasáv körülbelül 10%-án tud működni.

2. Széles körű. Az ilyen antennák széles frekvenciaspektrumon működhetnek. De fő paramétereik (irányerősítés, sugárzási mintázat stb.) továbbra is függenek a hullámhossz változásától, de nem annyira, mint a keskeny sávúak.

3. Frekvenciafüggetlen. Úgy gondolják, hogy itt a fő paraméterek nem változnak a frekvencia megváltozásakor. Az ilyen antennák aktív régióval rendelkeznek. A hullámhossz változásától függően képes az antenna mentén mozogni anélkül, hogy a geometriai méreteit megváltoztatná.

A leggyakoribbak a második és harmadik típusú spirálantennák. Az első típust akkor használják, ha egy bizonyos frekvencián a jel fokozott „tisztaságára” van szükség.

Saját antenna készítése

Az iparág antennák széles választékát kínálja. Az árak sokfélesége több száz és több ezer rubel között változhat. Vannak antennák a televízióhoz, a műholdas vételhez és a telefonáláshoz. De spirálantennát készíthet saját kezével. Nem olyan nehéz. Különösen népszerűek a Wi-Fi spirális antennái.

Különösen fontosak, ha meg kell erősíteni a jelet egy útválasztóról egy nagy házban. Ehhez 2-3 mm 2 keresztmetszetű, 120 cm hosszúságú rézhuzalra lesz szükség, 6 45 mm átmérőjű menetet kell végrehajtani. Ehhez használhat egy megfelelő méretű csövet. Egy lapát nyél jól működik (kb. azonos átmérőjű). Feltekerjük a drótot és kapunk egy spirált hat fordulattal. A fennmaradó végét meghajlítjuk, hogy egyenletesen áthaladjon a spirál tengelyén, „ismételve”. A csavarrészt úgy nyújtjuk, hogy a menetek távolsága 28-30 mm-en belül legyen. Ezután folytatjuk a reflektor készítését.

Erre egy 15 × 15 cm méretű és 1,5 mm vastag alumíniumdarab alkalmas. Ebből a nyersdarabból 120 mm átmérőjű kört készítünk, levágva a felesleges éleket. Fúrjon egy 2 mm-es lyukat a kör közepébe. A spirál végét belehelyezzük, és mindkét részt egymáshoz forrasztjuk. Az antenna készen áll. Most el kell távolítania a sugárzó vezetéket az útválasztó antennamoduljáról. És forrassza a vezeték végét a reflektorból kilépő antenna végéhez.

A 433 MHz-es antenna jellemzői

Először is el kell mondani, hogy a 433 MHz frekvenciájú rádióhullámokat terjedéskor jól elnyeli a talaj és a különféle akadályok. Ennek továbbítására alacsony teljesítményű adókat használnak. Általában ezt a frekvenciát különféle biztonsági eszközök használják. Kifejezetten Oroszországban használják, hogy ne okozzon interferenciát a levegőben. A 433 MHz-es hélix antenna nagyobb kimeneti jelarányt igényel.

Az ilyen adó-vevő berendezések másik jellemzője, hogy az ebbe a tartományba tartozó hullámok képesek hozzáadni a közvetlen és a felszínről visszavert hullámok fázisait. Ez vagy erősítheti vagy gyengítheti a jelet. A fentiekből arra a következtetésre juthatunk, hogy a „legjobb” technika kiválasztása attól függ testreszabás antenna helyzete.

Házi készítésű antenna 433 MHz-en

Könnyű saját kezűleg elkészíteni egy 433 MHz-es helix antennát. Nagyon kompakt. Ehhez egy kis darab réz-, sárgaréz- vagy acélhuzalra lesz szüksége. Csak drótot is használhat. A huzal átmérője 1 mm legyen. 17 fordulatot tekerünk egy 5 mm átmérőjű tüskére. A csavarvonalat úgy nyújtjuk, hogy a hossza 30 mm legyen. Ezekkel a méretekkel teszteljük az antennát jelvételre. A fordulatok közötti távolság változtatásával, a spirál nyújtásával, összenyomásával érjük el legjobb minőség jel. De tudnia kell, hogy egy ilyen antenna nagyon érzékeny a közeli tárgyakra.

UHF vevő antenna

A televíziós jel vételéhez UHF spirálantennák szükségesek. Kialakításuk szerint két részből állnak: egy reflektorból és egy spirálból.

A spirálhoz jobb rezet használni - kisebb az ellenállása, és ezért kisebb a jelveszteség. Képletek a kiszámításához:

A spirál teljes hossza L=30000/f, ahol f a jel frekvenciája (MHz);

Spirális menetemelkedés S= 0,24 L;

tekercs átmérő D=0,31/L;

A spirálhuzal átmérője d ≈ 0,01L;

A reflektor átmérője 0,8 nS, ahol n a fordulatok száma;

A szita távolsága H= 0,2 L.

Nyereség:

K=10×lg(15(1/L)2nS/L)

A reflektor pohár alumíniumból készült.

Egyéb típusú adó-vevő berendezések

A kúpos és lapos spirális antennák ritkábban fordulnak elő. Ennek oka a gyártás nehézsége, bár jelátviteli és vételi hatótávolság tekintetében jobbak a jellemzőik. Az ilyen adók sugárzását nem minden fordulat alkotja, hanem csak azok, amelyek hossza közel van a hullámhosszhoz.

Lapos antennában a spirál kéthuzalos vonal formájában készül, amelyet spirálba tekercseltek. Ebben az esetben haladó hullám üzemmódban a szomszédos fordulatokat fázisban gerjesztjük. Ennek eredményeként az antenna tengelye felé körkörösen polarizált sugárzási mező jön létre, amely széles frekvenciasáv létrehozását teszi lehetővé. Találkozik lapos antennák az úgynevezett Arkhimédész-spirállal. Ez az összetett forma lehetővé teszi az átviteli frekvencia 0,8-ról 21 GHz-re történő jelentős növelését.

Helikális és keskeny nyalábú antennák összehasonlítása

A fő különbség a spirális antenna és az irányított antenna között az, hogy kisebb méretű. Ez könnyebbé teszi, ami lehetővé teszi a kisebb fizikai erőfeszítéssel történő felszerelést. Hátránya a szűkebb vételi és adási frekvenciatartomány. Szűkebb sugárzási mintázata is van, ami megköveteli a térben a legjobb pozíció „keresését” a kielégítő vétel érdekében. Kétségtelen előnye a tervezés egyszerűsége. Nagy plusz az antenna hangolása a tekercs magasságának és a spirál teljes hosszának változtatásával.

Rövid antenna

A jobb rezonancia érdekében az antennában szükséges, hogy a spirálrész „megnyúlt” hossza a lehető legközelebb legyen a hullámhossz értékéhez. De nem lehet kisebb ¼ hullámhossznál (λ). Így a λ akár 11 m-t is elérhet. Ez a HF tartományra vonatkozik. Ebben az esetben az antenna túl hosszú lesz, ami elfogadhatatlan. A vezeték hosszának növelésének egyik módja egy hosszabbító tekercs felszerelése a vevő alján. Egy másik lehetőség a tuner betáplálása az áramkörbe. Feladata, hogy a rádióadó kimenő jelét az antennával minden üzemi frekvencián illessze. Egyszerűen fogalmazva, a tuner a vevőből bejövő jel erősítőjeként működik. Ezt a sémát használják autó antennák, ahol nagyon fontos a rádióhullámot fogadó elem mérete.

Következtetés

A spirális antennák az elektronikus kommunikáció számos területén nagy népszerűségre tettek szert. Nekik köszönhetően ez lehetséges sejtes. A televízióban, sőt a mélyűri rádiókommunikációban is használják. Az egyik ígéretes fejlesztés az antenna méretének csökkentésére a kúpos reflektor alkalmazása, amely lehetővé teszi a vételi hullámhossz növelését a hagyományos reflektorhoz képest. Van azonban egy hátránya is, amely a működési frekvencia spektrum csökkenésében nyilvánul meg. Szintén érdekes példa a „kétszálas” kúpos spirális antenna, amely az izotróp irányított membrán kialakítása miatt széles frekvenciatartományban teszi lehetővé a működést. Ez azért történik, mert a kéteres kábel formájában lévő tápvezeték zökkenőmentes hullámimpedancia változást biztosít.

Szuper egyszerűen és szupergyorsan elkészíthető antenna koaxiális kábelből csatornák vételéhez digitális televíziózás körülbelül 5 perc alatt meg tudod csinálni magad, ehhez a kábelen kívül semmi másra nincs szükséged. És ez ennek az antennának a fő előnye.
Most már nem tud tévé nélkül élni.

Ez a kialakítás minden bizonnyal segít Önnek például akkor, ha éppen most költözött otthonába, és még nem kell kábelt vagy fix antennát szerelnie. Természetesen nem ez az egyetlen példa, ahol ez az igazán egyszerű hurokantenna segít.
Most a kommentekben biztosan valaki azt írja, hogy vannak még egyszerűbb antennák is, például egy ostoros. Ennek elkészítéséhez elegendő egyszerűen eltávolítani két szigetelést a kábelről, és minden működni fog. Ezzel természetesen egyetértek, de a hurokantenna, amit koaxiális kábelből fogok készíteni, sokkal nagyobb nyereséggel fog bírni, az irányítottsága és a rezonáns zárt áramköre miatt.

Antenna készítése koaxiális kábelből

Így néz ki a fekete kábelből készült változat.

Most kezdjük el az antenna rendbetételét. Nem kell más, mint fél méter, bármilyen színű koaxiális kábel. Vettem a fehéret.

A kábel szélétől 5 cm-re visszahúzódunk, és eltávolítjuk a felső szigetelést.

Ezután távolítsa el a szigetelést a központi magról.

Most mindent szépen és szorosan összecsavarunk.

Ezután a szélétől eltávolított szigeteléssel 22 cm-t visszahúzunk és kivágunk egy 2 cm-es darabot a felső szigetelésből és az árnyékolt vezetékből a tömlőből, anélkül, hogy a központi mag szigetelését érintené.

Most mérünk még 22 cm-t a vágás végétől, és csak a felső szigetelés eltávolításával készítsünk 1 cm széles vágást. Nem nyúlunk a kábel árnyékolásához.

Ezután vegye meg a kábel végét, ahonnan indultunk. És az utolsó vágásnál nagyon szorosan feltekerjük, kört alkotva az antennából.

Ekkor az antennánk használatra kész. Természetesen ez nem szükséges, de ha az antennát kívülre akasztja, akkor jobb, ha a kábel összes szabad részét elektromos szalaggal szigeteli. Hozzáadhat merev keretet is, de ez nem kötelező.

Antenna helye

Az antennát átjátszóra vagy televíziótoronyra irányítjuk. Az irányt kísérletileg is meg lehet választani az antenna elforgatásával.
A legjobb megoldás az ablakon kívülre helyezni, mivel a ház falai nagymértékben csillapítják a nagyfrekvenciás jelet.

A teszt kiváló eredményeket mutatott

Ha még mindig nem érti, hogyan készítsen antennát egy kábelből, feltétlenül nézze meg az alábbi videót, vagy tegyen fel kérdéseket a megjegyzésekben.

Úgy gondolják, hogy a spirálantennát körkörös polarizáció jellemzi, de ez a vélemény téves. Valójában a fordulatok szerkezete olyan, hogy lineáris polarizációjú hullámokat is fogadnak. Ez akkor kényelmes, ha bármilyen hullámszerkezeten lehet dolgozni. A spirális antennákat pedig tükörtáplálásként használják a műholdon. A rádióamatőrök számára az a hátránya, hogy egy lineárisan polarizált hullám három decibellel csillapodik, a rádió- és televízió-adásban, mint ismeretes, nem használnak mást. Az országban a spiráltáplálás csak az NTV+ műholdról történő vételére alkalmas, ott nem alkalmazzák a módszert. Ezeknek az antennáknak számos speciális alkalmazását nem tárgyaljuk. A témával kapcsolatos kérdések azonban megtalálhatók az interneten. Arra nem tudunk válaszolni, hogy kinek lenne haszna a drótból csavart, csőre szerelt spirálantennából, még a rádióamatőrök alkotásainak gyűjteményében is teljesen hiányzik ez a termékkategória.

Hogyan szereljünk össze egy helix antennát

A spirálantenna egy meghatározott kialakítású infravörös fűtőelemre hasonlít. A Szovjetunióban a katonai gyárak háztartási gépeket gyártottak. Innen ered a hasonlóság a parabola edények és a melegítők között. Az összeszereléshez tudnia kell a huzaltekercselés átmérőjét és menetemelkedését, valamint a fordulatok számát. Anyagok, amelyekre szüksége lesz:

1. A képernyőhöz tetszőleges vastagságú acéllemez, hogy a széltől és egyéb ütközésektől ne görbüljön meg.
2. Egy darab drótot, hogy elegendő legyen tartalékkal feltekerni a kanyarokat.
3. Tápkábel: televízióhoz 75 Ohm, rádióhoz 50 Ohm.
4. Szükséges átmérőjű műanyag cső.

A spirálantennák a utazóhullám osztályba tartoznak, az eszközök ellenállása nagy, így a készülék helyes kiszámítása után koordináció nélkül csatlakoztathatók. Először a csövet meg kell jelölni, margóval, hogy be lehessen ragasztani a képernyőbe és ragasztani. A tekercselés menete a tengely mentén (lehetőleg mindkét oldalon) van jelölve. A jövőben a kockázatokat a szintezéshez használják fel. Lépj hátra pár centimétert előre, és kezdj el dolgozni egy jelölővel. Felhívjuk figyelmét, hogy a hátoldal a tekercs pontosan fél lépést mozog.

A spirált a menetemelkedés figyelembevétele nélkül, a szükséges fordulatszámmal feltekerjük a csőre. A jövőben, az első jeltől kezdve, meg kell nyújtania a vezetéket a megfelelő módon. A további elmozdulás elkerülése érdekében a megfelelő pozíciót ragasztócseppekkel rögzíteni kell. Körülbelül három-négy körönként. Addig is készítsük el a képernyőt.

Válasszon egy négyzetet, amelynek oldala körülbelül ötszöröse a tekercscső átmérőjének. Nem számít, milyen vastag az acél, tartsa meg a szilárdsági jellemzőket. Összeszereléskor a képernyő merőleges a csőre.

Az elektromos összeszereléshez egy lyukat kell fúrni a spirál végén (a cső alapján), és a vezetéket be kell vezetni. A képernyő mögött az oldalfalban egy további lyukat készítünk, amelyen keresztül vezetjük a fonott tápkábelt. Elektromosan a központi mag a spirálhoz, az adagolóernyő az antennaernyőhöz csatlakozik. A hullámok fogadására és továbbítására egy szerkezetet alakítanak ki. Az acélrácsos cső a sarkánál ragasztó-tömítőanyaggal van összekötve, hogy biztosítsa az alkatrészek szigorú merőlegességét. Főbb pontok:

• A spirál és a képernyő vezetőképes anyagból, például rézből készül.
• Dielektromos cső.

Hélix antenna számítása

A spirális antennák alkalmasak bármilyen típusú, földi műsorszórásban használt hullám felfogására. A rádió vételéhez azonban a tengelyt felfelé kell irányítani, míg a képernyőt vízszintesen kell elhelyezni. Az eszköz kifejezett iránytulajdonságokkal rendelkezik; ne számítson arra, hogy több tornyot képes lefedni egy pontról. Nem olyan könnyű. A sugárzási minta a spirális antenna méreteitől függ, és erősen:

1. Ha a tekercs hossza sokkal kisebb, mint a hullámhossz, az oldalirányú sugárzás dominál az antenna tengelye mentén. Ráadásul a polarizáció nem körkörös.
2. Ideális esetben a tekercs hossza 0,75-1,3 hullámhossz tartományba esik. Ebben az esetben a sugárzási mintázat fő lebenyét figyeljük előre tekintve. Természetesen képernyő kell.
3. Ha a spirál hossza nagyobb, mint 1,5 hullámhossz, két lebeny képződik, amelyek az elülső félsík felé irányulnak. Pontosabban, az eredmény valami kúpos felületre emlékeztet.

Közvetve (a második pont szerint) az olvasók már képet alkottak a választékról. A sávot kétszer bővítjük, nem hengeres, hanem kúpos spirál (conical helix antenna) felhasználásával. Javasolunk egy online számológépet a következő címen: http://aerial.dxham.ru/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-spiralnoj-antenny. Itt javasolt a frekvencia, a spiráltekercselés menetemelkedése és az emitter hosszának beállítása:

• A sugárzási minta fő lebenyének szélessége a spiráltekercs hosszától függ. Változtassa meg a fordulatok számát, és figyelje meg a paramétert (a számológép oldalának alján található). A spiráltekercs átmérője alig észrevehetően változik. Erre nincs magyarázat, a számológép készítői jobban tudják. Természetesen több rézre lesz szükség, ami a megfelelő paraméterekben tükröződik.
• Tegyük hozzá, hogy a hossz növekedésével az erősítés is nő. Ez egy tipikus hatás: a szirom szűkül - a nyereség nő. A sugárzási minta területe állandó érték. Ahogy Lomonoszov mondta, ha valami megérkezik az egyik helyre, akkor biztosan távoznia kell egy másik helyre. Vegye figyelembe, hogy a fordulatok növekedésével a sávszélesség kissé csökken.
• Az erősítés a tekercselés menetemelkedésétől függ: minél nagyobb a szám, annál kisebb az erősítés, annál szűkebb a sugárzási mintázat. Véleményünk szerint ez tévedés a szerzők részéről, mert kiderült, hogy kifizetődőbb szorosan tekercselni. Ráadásul kevesebb vezetékre lesz szükség. Csak az előnyök láthatók, a gyakorlatban ez kétségesnek tűnik.

Az online számológép hasznos tulajdonságai között szeretném megjegyezni a minimális képernyőméret kiszámítását. Ami a lépést illeti, nézze meg a referenciakönyveket, és ezt fogjuk tenni. Érdekesség egyébként, hogy az oldalon az alapértelmezett WiFi frekvencia 2,45 GHz. Itt ma gyakran használnak spirális antennákat.

Megállapított: az erősítés csak a fordulatok számától függ. Javasoljuk, hogy 0,22 - 0,24 hullámhosszú tekercselési magasságot válasszunk. A weboldalon ezt az értéket tág határok között állítjuk be. Arra hívjuk az olvasókat, hogy a fordulatok számának változtatásával válasszanak pályát. Előfordul, hogy egyes számológépek hibákat tartalmaznak, csak a webprogramozó rendelkezik pontos információkkal.

Az új információforrás egyébként azt írja, hogy a képernyőt a spirál mögé helyezik 0,12 hullámhossz távolságra. Hozzá kell tenni, hogy ha a képernyő átmérőjét 0,8 hullámhosszra vagy annál nagyobbra választják, a négyzet oldala még nagyobb: 1,1 λ. A helyzet nem olyan nyilvánvaló, de képzelje el, hogy a körnek bele kell illeszkednie - minden a helyére kerül.

Ami az illesztést illeti, a spirális antenna ellenállása nagymértékben függ a huzal vastagságától, és az ellenállás növekedésével csökken. Lehetőség van 75, sőt 50 Ohm-os értékek elérésére. Ebben az esetben nincs szükség jóváhagyásra, ami leegyszerűsíti a működést. Ez magas frekvencián működik. Például a karakterisztikus impedancia 75 Ohm lesz, ha a huzal vastagsága a hullámhossz 5%-a. 50 Ohm esetén a huzalvastagság a hullámhossz 7%-a. Látod, hogy ez a WiFi frekvenciákon valós, ami azt jelenti, hogy így fogjuk kiszámítani a paramétereket, elkerülve a koordinációt.

Felhívjuk figyelmét, hogy a számológép nem teszi lehetővé a vezeték vastagságának beállítását, és a meglévőnél a jellemző impedancia 140 Ohm. Ez valószínűleg a szakma trükkje, információink szerint WiFi frekvenciákon 50 ohmosnak kell lennie a kábelnek. De könnyű ellenőrizni, hogy a huzal vastagságától való függés teljesül-e. Mutassunk egy táblázatot, és hasonlítsuk össze az eredményeket.

Számítási táblázat

Tehát a frekvencia 2450 MHz, a hullámhosszt egy egyszerű képlettel találjuk meg:

λ = 299 792 458 / 2450 000 000 = 0,1223 méter.

Keresse meg a szükséges vezetékátmérőt 140 ohmos ellenálláshoz:

0,1223 x 0,02 = 2,45 mm, nézzük meg, hogy ez egyezik-e az online számológéppel! Nézzük és látjuk: 2.4. Nos, ha figyelembe vesszük, hogy kerekítés nélkül 2,447 mm-nek bizonyult, akkor feltételezzük, hogy a két forrás ismétli egymást, ami azt jelenti, hogy a tekercselési emelkedés kiválasztására vonatkozó utasításokban (lásd fent) megbízhatunk. Ezen a ponton feltételezzük, hogy a házi készítésű spirális antenna készen áll, és meg fogjuk találni a vezeték vastagságát is, amelynél az ellenállás 50 Ohm lesz: 8,5 mm-nek bizonyul. Ráadásul ezen a magas frekvencián nehéz a szükséges feltételeket biztosítani. Ezért gyakran az informatikusoknak adják azt a célt, hogy önálló spirálantennát készítsenek.

A számológép következetlenségeit illetően ellenőrizze, mit olvasott az interneten technikai információ többször. Úgy gondoljuk, hogy megválaszoltuk azt a kérdést, hogy mi a spirális antenna, és hogyan készítsünk spirális antennát. A kialakítás előnye a gyártás egyszerűsége, ha a foltokat számolni, koordinálni kell, és nem tény, hogy ez menni fog, akkor van egy jó készülék, amely megfelel az adott feltételeknek, és sok interferenciát kiszűr. Mindkét oldalon (vétel és adás) azonos antennák vannak, hogy körkörös polarizációval működjenek, különben az eredmény titokzatosan kiszámíthatatlan lesz. A saját összeszerelésű spirálantenna valóság.

Úgy döntöttem, hogy külön cikkként emelem ki ezt a megjegyzést, amelyet az alábbiakban a szövegben közlök. Szerzője egy spirálantennát talált ki, amely a legrosszabb vételi körülmények között két televízió egyidejű működését biztosította, erősítő és osztó nélkül. Tervezését BISPIRAL-nak nevezte, bár ez a név már dupla spirális és két spirális antennával kombinálva, amelyek különböző változatokban és különböző funkcionális célokra kerülnek bemutatásra. A fenti példából azonban meg fogja érteni, hogy ez valami más, aminek még ki kell találnia egy nevet.

BISPIRÁLIS
Az eladó elvette az emberek kedvét a DVB-T2 vevő vásárlásától: „Ha visszahozza, nem fogjuk elkapni!” 35 km van a forrás és a városom között. A távolság nem fenyegető, de három vezeték - 500 és 750 vezeték - zavarforrás. Ezenkívül a közvetlen jelzést egy domb blokkolja, ahol 16 emeletes épületek sűrű épületei vannak.31. (551 MHz) és 51. (714 MHz) frekvenciacsatornák.
Elsőként egy kétgyűrűs antennát gyártottak és teszteltek. Segített megtalálni az egyetlen lehetőséget a vételi irányra, „bepillantást” mutatott egy TV-jelről, amely éles szögben verődött vissza egy kilencemeletes épületből. fél kilométer.

Csináltam egy 7 menetes spirális antennát a 31-es csatornához. A keret alapja 4 darab polipropilén vízcső (kis érintő!), négyzet alakú spirálhoz - egyszálú, 4 négyzetméter keresztmetszetű rézhuzal. mm vinil szigetelésben, ötméteres kábel. Az eredmény mindkét csomag kielégítő, megbízható fogadása volt. Megpróbáltam hasonló antennát készíteni az 51-es csatorna méretei szerint (714 MHz), az eredmény az, hogy nem „fogja” a 31-es csatornát. Ebből arra következtettem: a spirális antenna számítását alacsony frekvenciájú csatornán kell elvégezni. Második következtetés: a spirális antenna szélessávját a kialakítása határozza meg (ahogy Karl Rothhammel állítja), és nem a feltekercselt vezeték átmérője.
Minden nagyszerű volt egészen addig, amíg a feleségem meg nem kérte, hogy neki is legyen tévéje a konyhában. Problémát jelent a nagyfrekvenciás jelátvitel komoly távolsága (plusz 13 méter). A rák használata, valamint a vevőkészülékek bekapcsolása „vonatban” nem vezetett eredményre. Három SWA erősítő modellt teszteltem, a legjobbakkal a jelerősség 70-ről 90-re nőtt, de a távoli tartományban egyáltalán nem volt minőség! Külön-külön az ezzel az antennával rendelkező vevőkészülékek mindkét csomag megbízható vételét biztosították.

Egy második antenna építése az erkély zsúfoltságát jelenti...
Megjött a döntés. Mi van, ha egy második spirált is elrendezünk ugyanarra a keretre, és a fordulatokat az első menetei közé helyezzük? Alighogy megtörtént, a revízió 1,5 óra alatt elkészült. Az eredmény csodálatos! A második spirálhoz ezüstözött pajzstekercses drótot használtam. A távoli (!) vevőnél a jelek intenzitása és minősége 15 ponttal nőtt. Nem vették észre a vevők egymásra gyakorolt ​​hatását egy ilyen antennával.
Ismeretes, hogy ha két hélix jeleit összeadjuk, a jel intenzitása megduplázódik. Spirálokat nem próbáltam összekötni, de érdekes lenne. Érdekes négy spirált is kipróbálni egy közös kereten...
Remélem, hogy ez az információ hasznos és hasznos lesz a kíváncsiak számára!

P.S. Ha lenne "kép beszúrása" gomb, csatolnék egy fotót.

Nos, most – az én kilépésem.

Nehéz nem egyetérteni azzal, hogy ez az információ nagyon szükséges. Csak azt sajnáljuk, hogy a blog forrása nem tartalmaz fényképekkel kísérő megjegyzéseket. Maga ez a komment pedig nem azonnal jelent meg, hanem véletlenül találtam rá a blog szélén, és csak két hét múlva szorítottam a megfelelő helyre.

Rögtön a kommentben tisztázom, hogy két spirál összeadásakor a többi irányított tulajdonságú antennához hasonlóan ezek összerősítése csak 3 dB-lel nő, ha ezeknek az antennáknak az erősítését félhullámú vibrátorról mérjük ( legalábbis ezt mondja a kétkötetes könyv szerzője, Karl Rothhammel „Antennák” és „Rádióamatőr-tervező kézikönyve” R. M. Malinin főszerkesztője alatt.

A mellékelt megjegyzés szerzőjének tapasztalata gyakorlatilag azt bizonyítja, hogy minél rosszabbak a rádióhullámok terjedésének feltételei, annál erősebb a spirális antennák körkörös polarizációs előnye, sőt vétel esetén a 3 dB-es veszteségeket is figyelembe véve. vízszintes polarizációjú televíziós adó jele.

Most ki kell találnunk egy nevet ennek a házi készítésű antennának, amelyet a szerző tesztelt. Hogy ne keveredjek bele a spirális antennák terminológiájába, úgy döntöttem, hogy érdeklődöm a már ismert nevek iránt, és így kiderült

Azt is megjegyzem, hogy az antennák teljes választékából csak a spirálosak vannak az élen a geometriai formák és a megfelelő elnevezések számában, és ami kettő vagy több spirál esetében illeti, a névlehetőségek arányosan nőnek.

Helikális antenna vízszintes polarizációval.

Ez két ellentétes tekercsemelkedésű spirál, amelyek vízszintes síkban egymással párhuzamosan helyezkednek el, egy közös reflektorral, a tengelyek közötti ajánlott távolság 1,5 hullámhossz. Ha a spirálok vízszintes síkban helyezkednek el, akkor vízszintes polarizációval rendelkeznek, ha ugyanabban a síkban vannak egymás felett, akkor a polarizáció függőleges. Két, egyenként hatfordulatú spirál 14 dB-es erősítést ad egy félhullámú vibrátorhoz képest (hadd emlékeztessem Önöket arra, hogy 6 fordulat ugyanabban a kiadványban található táblázat szerint 11 dB). A 120 ohmos karakterisztikus impedanciájú egyspirálhoz képest a kettős spirálok előnyt jelentenek, hiszen összellenállásuk 60 ohm, és könnyebben illeszthető 50 vagy 75 ohmos koaxiális kábellel. A spirálok azonos típusú elrendezése esetén a polarizáció körkörös lesz.

Ritkábban elterjedt a vízszintes polarizációjú spirális antenna kialakítása, ahol két spirál van különböző irányokba a tekercsek egy tengely mentén vannak összekötve.

Dupla hélix antenna.

Ugyanebben a kétkötetes könyvben (Speciális antennatípusok VHF és UHF sávokhoz, 26. 8. fejezet) van egy másik kifejezés is: „ dupla hélix antenna Valójában ez az antenna tulajdonságait tekintve egy negyedhullámú rúdhoz hasonlítható, ahol az utóbbi spirál alakú, az ellensúly funkcióját pedig egy nagyobb átmérőjű spirál látja el.

Ez az antennatípus kiválóan alkalmas földi televíziós műsorok nagy távolságú vételére digitális jel. A termék egyszerűsége magával ragadó, mindössze két fő részből áll: egy hókotróból készült reflektorból és egy elektromos vezeték tekercséből készült spirálból. Egy forrasztott kötés sincs, minden csavarozva, csavarva. Nincsenek összetett illeszkedő elemek. A kialakítás erősítése azonban meghaladja a 10 dB-t, ami lehetővé teszi bizonyos esetekben erősítő nélkül történő használatát. Ezzel az erősítő nélküli antennával kaptam digitális televíziós jelet a városon kívül.

Szeretném emlékeztetni, hogy bármilyen deciméteres antenna alkalmas digitális csatorna műsorszórás esetén a különbség csak a vételi tartományban lesz. De nem minden antenna biztosítja a maximális erősítést és a pontos illeszkedést a kívánt frekvencián. Nem számít, milyen bonyolult egy antenna, a vételi frekvenciák teljes tartományában dőlések és erősítési csúcsok vannak.

A spirálantennák figyelték az első űrhajós, Jurij Gagarin repülését.Amikor az első szovjet holdjárók a spirálokat orientálva felszántották a Hold felszínét, arról álmodoztam, hogy elkészítem ugyanezt az űrantennát.

2. fénykép.

Nincs rosszabb a befejezetlen ügyeknél. Alapnak minden típusú spirális antenna közül a legegyszerűbbet választom. Egyindítású, spirális, hengeres (néha kúpos), szabályos, azaz állandó tekercselési osztású vagy azonos távolságú a fordulatok között. Így már az antenna neve is beszél a kialakításáról. Pontosan ezt a tervet javasolta először Kraus J.D.

"Hilikális sugárantenna". – „Elektronika”, 1947. V 20, N 4. R. 109.

A legjobb segédkönyvet ajánlom rádióamatőröknek „Antennák”, 11. kiadás, 2. kötet. Szerző: Karl Rothhammel. A könyv sok gyakorlati anyagot tartalmaz szinte minden antennatípushoz. Jellemzők, paraméterek, gyakorlati számítások, ajánlások.

Ebből a kiadványból egy spirális antenna jellemzőit mutatom be.

Rizs. 1.

Meg kell találnia, hogy az Ön régiójában milyen frekvenciájú a digitális műsorszórás, és ennek a frekvenciának az értékét méterekre kell konvertálnia. Hullámhossz méterben = 300/F (frekvencia MHz-ben).

Két digitális csomag moszkvai sugárzási frekvenciáihoz az átlagos 522 MHz-es frekvenciát választottam, ami 57 cm-es lambda hullámhossznak felel meg, ebben az esetben a kanyar átmérője D = 17,7 cm, a kanyarok távolsága: 13,7 cm, a képernyő és a fordulat közötti távolság 7,4 cm, a képernyő szélessége pedig 35 cm.

Képernyőnek (reflektornak) szükségem volt egy nem megfelelő hókotróra, gyönyörű fényes rozsdamentes acélból, amely folyamatosan hajlik a hó súlya alatt. A gyakorlat azt mutatja, hogy a reflektornak nem kell kereknek lennie, és nincs értelme egy négyzet oldalát a spirálfordulat két átmérőjénél többre csinálni.A spirált kb 2 mm átmérőjű hálózati tápvezetékből készítettem, az egyik mag használatával, anélkül, hogy eltávolítaná róla a szigetelést, mivel átlátszó a rádióhullámok számára, és a rézhuzal nem oxidálódik a külső környezet hatására. A gyakorlatban a huzal vastagsága közel 5-ször kisebbnek bizonyult, mint az elméleti, ezért az antenna hatótávolsága szűknek bizonyult. Az UHF tartományban az antenna csak néhány analóg televízióadót fog jól fogadni, azonban két, frekvenciában közel elhelyezkedő digitális csomag jól illeszkedik az erősítési sávjába. Szüksége lesz egy 75 ohmos koaxiális kábelre is csatlakozóval. Nem javaslom, hogy túlságosan elragadja magát a kábel hosszától, különösen, ha az antenna nem rendelkezik erősítővel, mivel annak minden méterében 0,5-1 dB erősítés vész el, és egy hosszú kábelhez megfelelő eszközre lesz szükség. Tervezésemben 3 méter kábelt használtam.

Rizs. 2.

Csak a spirált kell feltekerni, a kábelt a spirálvezetőhöz csatlakoztatni, és az egészet a lapát pengéjére rögzíteni. De nem volt megfelelő átmérőjű dielektromos hengerem a spirálhuzal rögzítéséhez, ezért léceket és egy száraz rétegelt lemezt használtam keretként, átemelve rá az antenna méreteit a vázlatból. Menőbb lenne, ha lécek és rétegelt lemez helyett lapátfogantyút használnának, de csak az elrendezést állítottam össze, és kényelmes volt, hogy mindent rétegelt lemezen csináljak. Amikor a héjat dróttal kezdték burkolni, a házi készítésű termék úgy nézett ki, mint egy repülőgép teste. Kívülről kevésbé tűnt ártalmatlannak, ha a kanyarokat elkezdtem elhajlítani réz cső ahogy korábban akartam. Mint már mondtam, kényelmes egy ilyen antennát elrejteni egy olyan ház gerince alá, amelynek teteje puha tetőfedésből, andulinból vagy palaból készült, és átlátszó a rádióhullámok számára.

3. fotó. Az antenna elrendezésének tesztelése.

Az antenna teszteléséhez a padlásszobát használtam, ahol egy létra segítségével emeltem közelebb a mennyezethez a házilag készített terméket. Ezen a helyen korábban egy fázishurok működött 35 dB-es erősítővel és egy nehezen megtalálható beltéri antenna 30 dB-es erősítővel. Teszt hely is. Vlagyimir régió, Osztankinótól 90 km-re keletre. Itt most egy spirálantenna működik erősítő nélkül. „Látja” a televíziós központot: deszkán, pergamenen, 10 cm-es bazaltgyapoton, burkolólapokon, OSB rétegelt lemezen, alátétszőnyegen, puha tetőfedőn és egy csomó különböző hosszúságú szögön keresztül, csak még magasabbra rögzíteni kell, a ház gerince alá, vagy szétszedni, mert ez csak elrendezés.

Fénykép 5. Az előzőek mérete és magassága Az antenna kialakítása szinte azonos.

Az antenna paramétereinek javítása érdekében nem ártana egy illesztő eszközt használni - egy transzformátort, amely átmenetet biztosít a 180 ohmos antenna ellenállásról egy 75 ohmos ellenállású koaxiális kábelre. Ez egy vékony rézlemez háromszög formájában, amely a képernyő felé tágul. A lemez rögzítési helyét és méreteit kísérleti úton, két műanyag ruhacsipesz segítségével választottam ki. Otthon ezt könnyen megteheti egy TV-vel, ha az antennát alacsonyabb szintre engedi, ahol a kép „havas” lesz. Mozgatni kell a lemezt forgatva, és füllel, az audiocsatorna zajszintjének csökkentésével analóg jel vételekor, frekvenciában közel a digitális csomaghoz, meg kell határozni a helyét. Ezután forrassza le.

A formája abszurditása ellenére ennek az antennának van egy előnye. Nincs benne erősítő, ami villámcsapás után gyakran összeomlik. A gyakorlatban a villámcsapástól 30 méterre lévő kültéri antennáknál zivatar idején kétszer is meghibásodtak az erősítők. A ház teteje alatt, a kisülési oszloptól hat méterre található antennánál nem jegyeztek fel erősítő meghibásodást.

Maga az erősítő tápegysége meghibásodhat, mivel általában mindig feszültség alatt van, és korlátozott az erőforrása.

További előnye, hogy ennek az antennának a hatótávolsága erősítővel nagyobb lesz, nézze meg, mennyi ideig.

Kiegészítés. Az antenna kialakításának megváltoztatása.

Idén (2015) úgy döntöttem, hogy egy spirális antenna házilag elkészített kialakítását továbbfejlesztem, huzal helyett 16 mm átmérőjű fém-műanyag csövet (fém-műanyag) használok. A korábban összeállított antennák már átestek hasonló műveleten, és érezhetően felpörögtek. A spirálantenna is fejlesztésen esett át, de ne tévedjünk, a jelszint emelkedése mindössze 10 százalékos volt, a jelminőség pedig a 100 százalékos szinten maradt.

Fénykép 7. Régi antenna.

Fotó 8. Tervezési változások.

Régóta szerettem volna antennát készíteni, anyagként csövet használva. A holdfényhez való hasonlóságot megállította a magas költség. De az anyagot megtalálták és már tesztelték egyszerű antennák. Ez a minden oldalról műanyaggal borított, kiváló minőségű alumíniumból készült, könnyen hajlítható cső az összes építőipari piacon kapható vízvezetékek lefektetésére.

10. fotó Új design.

Fénykép 9. Bank - tüske.

Gazdasági

antenna számítás.

Ezt az összetett számítást kellett elvégeznem, amikor elmentem a „Mindent az otthonért” üzletbe, a moszkvai régió szélén, és fém műanyagot láttam 45 rubel áron. Hullámhossz, sugárzási frekvenciák, körhossz, fordulatok száma, antennaerősítés….

A pénztárnál kiböktem 4 métert, így összegezve a projekt gazdasági részét. Az antenna költsége nem haladhatja meg egy üveg vodka minimális jövedéki költségét.

Antenna számítás.

Pusztán gazdasági okokból kiderült, hogy 6,5 fordulattal, fél fordulattal kevesebb, mint az előző házi drót. A fordulatok között a hullámhossz negyedének megfelelő távolságot is vettem. Hasonló módon számoltam ki egy kör hosszát, de gyakorlati okokból, már tapasztalattal az egyszerűsítésben hurokantennák, korrigálta a fémműanyag frekvenciafüggését, 1,5 cm-rel csökkentette a tekercs hosszát Kiszámoltam a tüske átmérőjét is, a beállított tekercs hosszát elosztva 3,14-gyel. A cső vastagságát figyelembe véve a tüske átmérője 8 mm-rel kisebb volt.

Beállítás.

Az SWR (állóhullám-arány) méréséből állt egy házi készítésű SWR mérővel. Kezdetben egy régi házi készítésűt mértem. Furcsa módon a készülék kiváló illeszkedést állított fel 50 ohmos terhelés mellett (SWR = 1,5). A módosított antennával viszont minden egybeesett a vászon széléről táplálva. De konstruktívan később a középső kábelt használtam, és az SWR 2-re csökkent. Egy egyszerű házi SWR mérő, egy házi készítésű generátorral kombinálva, amelyet digitális adási frekvenciákra hangoltak, nagyon hasznosnak bizonyult. Segítségével nemcsak az antenna SWR-jét tudtam meghatározni, hanem a teljesítményét is ellenőrizni tudtam, amikor minden egyes fordulat a mikroampermérő tű lengetésével reagált egy serpenyő fedelének közeledésére.

Eredmények.

A tervezési változtatás 10 százalékkal növelte az erősítést, és ez annak ellenére, hogy az antenna fél fordulattal kevesebb volt. Általánosságban elmondható, hogy az analóg üzemmódban működő UHF tartományban lévő programokat nem rosszabb, mint egy „hullámcsatorna” antenna (Uda-Yagi), amely 12 rendezőt és egy legalább 26 dB-es erősítőt tartalmaz. Mindkét antenna azonos körülmények között, a talajtól azonos magasságban található. Az egyetlen különbség az, hogy a megvásárolt antenna működése az éteren keresztüli digitális jel vételekor az időjárástól és a napszaktól függ, szimulálva a rádióhullámok áthaladásának romlását jellegzetes hörgő hanggal és a televízió lefagyásával. képek, vagy akár a képek teljes hiánya. A házi készítésű antennával a rádióvétel mindig állandó.

De összességében elégedetlen voltam ezzel a dizájnnal, mert csak a méretei és a ráfordított pénz alapján valami többet vártam tőle. Összehasonlítva ezt a spirális antennát az előző kialakítással házi készítésű antenna földi digitális televízió vételéhez, csak két azonos átmérőjű, azonos anyagból készült fázisgyűrűből áll, a vételi szintek összehasonlításakor nem tapasztaltam jelentős növekedést.

Két fázisú gyűrű és hat spirálba csavart 6 dB és 10 dB elméleti erősítést ad. Két gyűrű a szabadban és 6,5 gyűrű a tető alatt, a talajtól azonos magasságban és gyakorlatilag azonos százalékos nyereséggel. Lehet, hogy a tető elnyelte a 4 dB különbséget, vagy tényleg nehéz észrevenni ezt a különbséget? Ugyanakkor ne tegye ki ezt a tekercset az utcára, ezzel megnyitva a témát a felesleges beszélgetésekhez.

Elvesztettem a szívem? Nem! Az amatőr rádió örömforrás. Vegyük az amatőr rádiózást, érdekes. Talán jobbak lesznek az eredményeid.

Valószínűleg visszatérek ehhez a spirálantennához, mert nem aludt el, amikor a „hullámcsatorna” antenna abbahagyta a levegő vételét.