광대역 헬리컬 안테나. 집에서 만든 안테나: 실외, 집. 완료된 작업에 대한 결론
나선형 안테나는 진행파 안테나 클래스에 속합니다. 주요 작동 범위는 데시미터와 센티미터입니다. 그것은 표면 안테나 클래스에 속합니다. 주요 요소는 동축선에 연결된 나선형입니다. 나선은 축을 따라 서로 다른 방향으로 방출되는 두 개의 돌출부 형태로 방사 패턴을 생성합니다.
헬리컬 안테나는 원통형, 평면형, 원추형 유형으로 제공됩니다. 필요한 작동 범위 폭이 50% 이하인 경우 안테나에 원통형 나선이 사용됩니다. 원뿔형 나선형은 원통형 나선형에 비해 수신 범위를 2배 증가시킵니다. 그리고 평평한 것들은 이미 20배의 이점을 제공합니다. VHF 주파수 범위에서 수신하는 데 가장 널리 사용되는 것은 원형 편파와 출력 신호 이득이 높은 원통형 라디오 안테나입니다.
안테나 장치
안테나의 주요 부분은 코일 도체입니다. 여기에는 원칙적으로 구리, 황동 또는 강철 와이어가 사용됩니다. 피더가 연결되어 있습니다. 나선형에서 네트워크(수신기)로 그리고 역순(송신기)으로 신호를 전송하도록 설계되었습니다. 피더는 개방형과 폐쇄형이 있습니다. 개방형 피더는 비차폐 도파관입니다. 그리고 폐쇄형에는 간섭에 대한 특수 차폐 기능이 있어 외부 영향으로부터 전자기장을 보호합니다. 신호 주파수에 따라 다음과 같은 피더 설계가 결정됩니다.
최대 3MHz: 차폐 및 비차폐 유선 네트워크;
3MHz ~ 3GHz: 동축선;
3 GHz ~ 300 GHz: 금속 및 유전체 도파관;
300GHz 이상: 준광학 회선.
안테나의 또 다른 요소는 반사경이었습니다. 그 목적은 신호를 나선형으로 집중시키는 것입니다. 주로 알루미늄으로 만들어집니다. 안테나 베이스는 폼이나 플라스틱과 같이 유전율이 낮은 프레임입니다.
주요 안테나 치수 계산
헬리컬 안테나의 계산은 헬릭스의 주요 치수를 결정하는 것으로 시작됩니다. 그들은:
회전 수 n;
나선 각도 a;
나선형 직경 D;
나선형 피치 S;
반사경 직경 2D.
헬리컬 안테나를 설계할 때 가장 먼저 이해해야 할 것은 파동 공진기(증폭기)라는 점입니다. 그 특징은 높은 입력 임피던스였습니다.
여기되는 파동의 유형은 증폭 회로의 기하학적 크기에 따라 다릅니다. 나선형의 인접한 회전은 복사의 특성에 매우 강한 영향을 미칩니다. 최적의 비율:
D=λ/π(여기서 λ는 파장, π=3.14)
왜냐하면 λ는 빈도에 따라 달라지는 값이며 계산은 다음 공식을 사용하여 계산된 이 지표의 평균값을 사용합니다.
λ 최소= c/f 최대; λ max= c/f min, 여기서 c=3×10 8 m/sec. (빛의 속도) 및 f max, f min - 최대 및 최소 신호 주파수 매개변수.
λ av=1/2(λ 최소+ λ 최대)
n= L/S, 여기서 L은 안테나의 전체 길이이며 다음 공식에 의해 결정됩니다.
L= (61˚/Ω) 2 λ 평균, 여기서 Ω은 편파에 따른 안테나 지향성 계수입니다(참고 도서에서 가져옴).
작동 범위에 따른 분류
주요 주파수 범위에 따라 송신 및 수신 장치는 다음과 같습니다.
1. 협대역. 빔 폭과 입력 임피던스는 주파수에 크게 의존합니다. 이는 안테나가 상대 주파수 대역의 약 10%인 좁은 파장 스펙트럼에서만 재동조 없이 작동할 수 있음을 의미합니다.
2. 광범위. 이러한 안테나는 넓은 주파수 스펙트럼에서 작동할 수 있습니다. 그러나 주요 매개변수(방향 이득, 방사 패턴 등)는 여전히 파장 변화에 의존하지만 협대역만큼은 아닙니다.
3. 주파수에 독립적입니다. 여기서는 주파수가 변경될 때 주요 매개변수가 변경되지 않는 것으로 믿어집니다. 이러한 안테나에는 활성 영역이 있습니다. 파장 변화에 따라 기하학적 치수를 변경하지 않고 안테나를 따라 이동할 수 있는 능력이 있습니다.
가장 일반적인 것은 두 번째 및 세 번째 유형의 나선형 안테나입니다. 첫 번째 유형은 특정 주파수에서 신호의 "명확성"을 높여야 할 때 사용됩니다.
나만의 안테나 만들기
업계에서는 다양한 종류의 안테나를 제공합니다. 다양한 가격은 수백에서 수천 루블까지 다양합니다. 텔레비전, 위성 수신 및 전화 통신용 안테나가 있습니다. 하지만 자신의 손으로 나선형 안테나를 만들 수 있습니다. 그다지 어렵지 않습니다. Wi-Fi용 헬리컬 안테나는 특히 인기가 높습니다.
큰 집에 있는 라우터의 신호를 강화해야 할 때 특히 적합합니다. 이렇게하려면 단면적 2-3mm 2, 길이 120cm의 구리선이 필요하며 직경 45mm로 6 바퀴를 만들어야합니다. 이를 위해 적절한 크기의 튜브를 사용할 수 있습니다. 삽 손잡이가 잘 작동합니다(직경이 거의 같습니다). 우리는 와이어를 감고 6 바퀴 나선형을 얻습니다. 나머지 끝을 구부려서 나선형 축을 "반복"하여 고르게 통과시킵니다. 회전 사이의 거리가 28-30mm 이내가 되도록 나사 부분을 늘립니다. 그런 다음 반사경 만들기를 진행합니다.
15 × 15cm, 두께 1.5mm의 알루미늄 조각이 이에 적합합니다. 이 블랭크에서 직경 120mm의 원을 만들어 불필요한 가장자리를 잘라냅니다. 원의 중앙에 2mm 구멍을 뚫습니다. 나선형의 끝 부분을 삽입하고 두 부분을 서로 납땜합니다. 안테나가 준비되었습니다. 이제 라우터 안테나 모듈에서 방사선을 제거해야 합니다. 그리고 반사판에서 나오는 안테나 끝부분에 와이어 끝부분을 납땜해줍니다.
433MHz 안테나의 특징
우선, 433MHz 주파수의 전파가 전파될 때지면과 다양한 장애물에 잘 흡수된다고 말해야합니다. 이를 중계하기 위해 저전력 송신기가 사용됩니다. 일반적으로 이 주파수는 다양한 보안 장치에서 사용됩니다. 이는 방송에 간섭을 일으키지 않기 위해 러시아에서 특별히 사용됩니다. 433MHz 헬릭스 안테나에는 더 높은 출력 신호 비율이 필요합니다.
이러한 트랜시버 장비를 사용할 때의 또 다른 특징은 이 범위의 파동이 표면에서 직접파와 반사파의 위상을 추가할 수 있다는 것입니다. 이는 신호를 강화하거나 약화시킬 수 있습니다. 위에서부터 우리는 "최고의" 기술의 선택이 다음에 달려 있다는 결론을 내릴 수 있습니다. 맞춤화안테나 위치.
433MHz의 수제 안테나
자신의 손으로 433MHz 헬릭스 안테나를 만드는 것은 쉽습니다. 매우 컴팩트합니다. 이렇게하려면 작은 구리, 황동 또는 강철 와이어 조각이 필요합니다. 그냥 와이어를 사용해도 됩니다. 와이어 직경은 1mm 여야 합니다. 우리는 직경 5mm의 맨드릴에 17바퀴를 감습니다. 길이가 30mm가 되도록 나사선을 늘립니다. 이러한 치수를 사용하여 안테나의 신호 수신을 테스트합니다. 회전 사이의 거리를 변경하고 나선을 늘리거나 압축하여 우리는 다음을 달성합니다. 최고의 품질신호. 그러나 그러한 안테나는 가까이 있는 다양한 물체에 매우 민감하다는 것을 알아야 합니다.
UHF 수신 안테나
UHF 나선형 안테나는 텔레비전 신호를 수신하는 데 필요합니다. 설계 상 반사판과 나선형의 두 부분으로 구성됩니다.
나선형에는 구리를 사용하는 것이 더 좋습니다. 저항이 적고 신호 손실이 적습니다. 계산 공식:
나선의 총 길이는 L=30000/f입니다. 여기서 f는 신호 주파수(MHz)입니다.
나선형 피치 S= 0.24 L;
코일 직경 D=0.31/L;
나선형 와이어 직경 d ≒ 0.01L;
반사경 직경 0.8nS, 여기서 n은 회전 수입니다.
스크린까지의 거리 H= 0.2 L.
얻다:
K=10×lg(15(1/L)2nS/L)
반사판 컵은 알루미늄으로 만들어졌습니다.
기타 유형의 트랜시버 장비
원뿔형 및 평면형 나선형 안테나는 덜 일반적입니다. 이는 신호 전송 및 수신 범위 측면에서 더 나은 특성을 가지고 있지만 제조가 어렵기 때문입니다. 이러한 송신기의 방사선은 모든 방향으로 형성되는 것이 아니라 길이가 파장에 가까운 방향으로만 형성됩니다.
플랫 안테나에서 나선은 나선형으로 감겨진 2선 라인 형태로 만들어집니다. 이 경우 인접한 회전은 진행파 모드에서 위상이 동일하게 여기됩니다. 이로 인해 안테나 축을 향해 원형 편파 방사장이 생성되어 넓은 주파수 대역을 생성할 수 있습니다. 만나다 평면 안테나소위 아르키메데스 나선으로. 이 복잡한 형태를 통해 전송 주파수 범위를 0.8에서 21GHz까지 크게 늘릴 수 있습니다.
헬리컬 빔 안테나와 협폭 빔 안테나의 비교
헬리컬 안테나와 지향성 안테나의 주요 차이점은 크기가 더 작다는 것입니다. 이로 인해 더 가벼워지고 물리적인 노력을 덜 들이고 설치할 수 있습니다. 단점은 수신 및 전송 주파수 범위가 더 좁다는 것입니다. 또한 방사 패턴이 더 좁기 때문에 만족스러운 수신을 위해서는 우주에서 가장 좋은 위치를 "검색"해야 합니다. 의심할 여지 없는 장점은 디자인의 단순성입니다. 큰 장점은 코일의 피치와 나선형의 전체 길이를 변경하여 안테나를 조정할 수 있다는 것입니다.
짧은 안테나
안테나의 공진을 개선하려면 나선형 부분의 "긴" 길이가 파장 값에 최대한 가까워야 합니다. 단, ¼파장(λ)보다 작아서는 안 됩니다. 따라서 λ는 최대 11m에 도달할 수 있으며 이는 HF 범위와 관련이 있습니다. 이 경우 안테나가 너무 길어서 허용되지 않습니다. 도체의 길이를 늘리는 한 가지 방법은 수신기 베이스에 연장 코일을 설치하는 것입니다. 또 다른 옵션은 튜너를 회로에 공급하는 것입니다. 그 임무는 모든 작동 주파수에서 무선 송신기의 출력 신호를 안테나와 일치시키는 것입니다. 간단히 말해서 튜너는 수신기에서 들어오는 신호에 대한 증폭기 역할을 합니다. 이 계획은 다음에서 사용됩니다. 자동차 안테나, 여기서 전파를 수신하는 요소의 크기는 매우 중요합니다.
결론
헬리컬 안테나는 전자 통신의 여러 분야에서 큰 인기를 얻었습니다. 그분들 덕분에 가능하네요 세포의. 그들은 또한 텔레비전과 심지어 우주 무선 통신에도 사용됩니다. 안테나의 크기를 줄이기 위한 유망한 개발 중 하나는 콘 반사경을 사용하는 것입니다. 이를 통해 기존 반사경에 비해 수신 파장을 늘릴 수 있습니다. 그러나 작동 주파수 스펙트럼이 감소하는 단점도 있습니다. 또한 흥미로운 예는 등방성 방향성 다이어프램의 형성으로 인해 광범위한 주파수에서 작동할 수 있는 "이중 파일러" 원추형 헬리컬 안테나입니다. 이는 2선 케이블 형태의 전력선이 파동 임피던스의 원활한 변화를 제공하기 때문에 발생합니다.
채널 수신용 동축 케이블로 안테나를 만드는 것이 매우 간단하고 매우 빠릅니다. 디지털 텔레비전약 5분 안에 스스로 할 수 있으며, 이를 위해서는 케이블 자체 외에는 아무것도 필요하지 않습니다. 그리고 이것이 이 안테나의 가장 큰 장점입니다.
이제 TV 없이는 살 수 없습니다.
예를 들어, 방금 집으로 이사했지만 아직 케이블을 설치하지 않았거나 고정 안테나를 설치하지 않은 경우 이 디자인은 확실히 도움이 될 것입니다. 물론 이것이 정말 단순한 루프 안테나가 도움이 되는 유일한 예는 아닙니다.
이제 댓글에서 누군가는 채찍 안테나와 같은 훨씬 더 간단한 안테나가 있다고 확실히 쓸 것입니다. 이를 위해서는 케이블에서 두 개의 절연체를 제거하는 것만으로도 충분하며 모든 것이 작동합니다. 물론 저도 이에 동의합니다. 하지만 제가 동축 케이블로 만들 루프 안테나는 지향성과 공진 폐쇄 회로로 인해 훨씬 더 큰 이득을 갖게 됩니다.
동축케이블로 안테나 만들기
검정색 케이블로 만든 버전은 이렇게 생겼습니다.
이제 안테나를 순서대로 만들어 보겠습니다. 우리에게 필요한 것은 어떤 색상이든 0.5미터 미만의 동축 케이블뿐입니다. 나는 흰색을 가져 갔다.
케이블 가장자리에서 5cm 후퇴하고 상단 단열재를 제거합니다.
다음으로 중앙 코어에서 단열재를 제거합니다.
이제 우리는 모든 것을 깔끔하고 단단하게 비틀어줍니다.
그런 다음 단열재가 제거 된 가장자리에서 22cm 후퇴하고 중앙 코어의 단열재를 건드리지 않고 호스에서 상단 단열재와 차폐 와이어의 2cm 조각을 잘라냅니다.
이제 절단 끝 부분에서 22cm를 더 측정하고 상단 단열재를 제거하여 너비 1cm로 절단합니다. 케이블 실드를 만지지 마십시오.
다음으로 우리가 시작한 케이블의 끝을 가져옵니다. 그리고 우리는 그것을 마지막 컷에서 매우 단단히 감싸서 안테나의 원을 형성합니다.
이제 안테나를 사용할 준비가 되었습니다. 물론 꼭 필요한 것은 아니지만, 안테나를 외부에 걸 경우 케이블의 노출된 모든 부분을 전기테이프로 절연하는 것이 좋습니다. 고정 프레임을 추가할 수도 있지만 이는 선택 사항입니다.
안테나 위치
안테나를 중계기 또는 텔레비전 타워로 보냅니다. 방향은 안테나를 회전시켜 실험적으로 선택할 수도 있습니다.가장 좋은 방법은 집의 벽이 고주파 신호를 크게 약화시키기 때문에 창 밖에 배치하는 것입니다.
테스트 결과 우수한 결과가 나타났습니다
나선형 안테나는 원형 편파가 특징이라고 여겨지지만 이러한 의견은 잘못된 것입니다. 실제로 턴의 구조는 선형 편파의 파동도 수신되도록 되어 있습니다. 이는 어떤 웨이브 구조에서도 작업이 가능할 때 편리합니다. 그리고 나선형 안테나는 위성의 미러 피드로 사용됩니다. 라디오 아마추어의 경우 선형 편파가 3데시벨만큼 감쇠된다는 단점이 있으며, 알려진 바와 같이 라디오 및 TV 방송에는 다른 전파가 사용되지 않습니다. 국내에서는 나선형 피드가 위성에서 NTV+를 포착하는 데에만 적합하며 해당 국가에서는 이 방법이 사용되지 않습니다. 우리는 이러한 안테나의 특별한 응용에 대해서는 논의하지 않을 것입니다. 그러나 주제에 대한 쿼리는 인터넷에서 찾을 수 있습니다. 와이어로 꼬여 파이프에 장착된 나선형 안테나로 누가 이익을 얻을 수 있는지 대답할 수 없으며 라디오 아마추어의 작품 컬렉션에도 이 종류의 제품이 전혀 없습니다.
헬릭스 안테나를 조립하는 방법
나선형 안테나는 특정 디자인의 적외선 히터와 유사합니다. 소련에서는 군사 공장에서 가전 제품을 생산했습니다. 따라서 포물선 접시와 히터의 유사점. 조립하려면 와이어 권선의 직경과 피치, 회전 수를 알아야 합니다. 필요한 자료:
- 바람이나 기타 충돌로 인해 구부러지지 않도록 임의의 두께로 제작된 스크린용 강판입니다.
- 예비로 회전을 감을 수 있을 만큼 충분한 와이어 조각.
- 전원 케이블: TV용 75Ω, 라디오용 50Ω.
- 필요한 직경의 플라스틱 파이프.
나선형 안테나는 진행파 클래스에 속하며 장치의 저항이 높기 때문에 장치를 올바르게 계산하면 조정 없이 연결할 수 있습니다. 먼저, 파이프에 마킹을 하고, 스크린에 붙어 접착할 수 있도록 여백을 둡니다. 와인딩 피치는 축을 따라 표시됩니다(양쪽에 표시하는 것이 좋습니다). 앞으로는 위험을 평준화에 사용합니다. 몇 센티미터 앞으로 물러나서 마커 작업을 시작하세요. 주의하시기 바랍니다 반대쪽코일은 정확히 반 걸음 움직입니다.
나선형은 피치를 고려하지 않고 필요한 회전 수로 파이프에 감겨 있습니다. 앞으로는 첫 번째 표시부터 올바른 방법으로 와이어를 늘려야 합니다. 추가 이동을 방지하려면 접착제 방울을 사용하여 올바른 위치를 고정해야 합니다. 한 턴에 3~4개 정도. 그동안 화면을 만들어 보겠습니다.
구불구불한 파이프 직경의 약 5배에 해당하는 정사각형을 선택하십시오. 강철의 두께는 중요하지 않으며 강도 특성을 유지합니다. 조립 시 스크린은 파이프와 수직을 이룹니다.
전기 조립의 경우 나선형 끝 부분 (파이프 바닥)에 구멍을 뚫고 와이어를 내부로 통과시켜야합니다. 측벽의 스크린 뒤에는 편조 공급 케이블을 통과시키는 추가 구멍이 있습니다. 전기적으로 중앙 코어는 나선형으로 연결되고 피더 스크린은 안테나 스크린에 연결됩니다. 전파를 수신하고 전송하는 구조가 형성됩니다. 강철 스크린이 있는 파이프는 모서리에 접착제로 연결되어 부품의 직각도가 엄격하게 유지됩니다. 키 포인트:
- 나선형 및 스크린은 구리와 같은 전도성 재료로 만들어집니다.
- 유전체 파이프.
헬릭스 안테나 계산
헬리컬 안테나는 지상파 방송에 사용되는 모든 유형의 전파를 포착하는 데 적합합니다. 그러나 무전기를 잡으려면 축이 위쪽을 향하고 화면이 수평으로 위치해야 합니다. 장치에는 방향성이 뚜렷하므로 한 지점에서 여러 개의 타워를 덮을 수 있을 것이라고는 기대하지 마십시오. 그렇게 쉽지는 않습니다. 방사 패턴은 헬리컬 안테나의 크기에 따라 크게 달라지며 다음과 같습니다.
- 코일 길이가 파장보다 훨씬 짧으면 안테나 축 전체에서 측면 복사가 우세합니다. 게다가 편광은 원형이 아닙니다.
- 이상적으로 코일 길이는 0.75 - 1.3 파장 범위 내에 속합니다. 이 경우, 우리는 방사 패턴의 주엽을 전방으로 관찰합니다. 물론 화면이 필요합니다.
- 나선의 길이가 1.5 파장보다 길면 전면 절반 평면을 향하는 두 개의 돌출부가 형성됩니다. 더 정확하게 말하면 결과는 원뿔형 표면과 유사한 것입니다.
간접적으로 (두 번째 요점에 따라) 독자들은 이미 범위에 대한 아이디어를 형성했습니다. 원통형이 아닌 원추형 나선(원추형 나선 안테나)을 사용하여 대역을 두 번 확장합니다. http://aerial.dxham.ru/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-spiralnoj-antenny에서 온라인 계산기를 사용하는 것이 좋습니다. 여기서는 주파수, 나선형 권선 피치 및 이미터 길이를 설정하는 것이 제안되었습니다.
- 방사 패턴의 주엽 폭은 나선형 권선의 길이에 따라 달라집니다. 회전 수를 변경하고 매개변수(계산기 페이지 하단에 있음)를 관찰합니다. 나선형 권선의 직경은 거의 눈에 띄지 않게 변합니다. 이에 대한 설명은 없으며 계산기 제작자가 더 잘 알고 있습니다. 물론 더 많은 구리가 필요하며 이는 해당 매개변수에 반영됩니다.
- 길이가 증가할수록 이득도 증가한다고 덧붙여 보겠습니다. 이는 전형적인 효과입니다. 꽃잎이 좁아지고 게인이 증가합니다. 방사 패턴의 면적은 일정한 값입니다. Lomonosov가 말했듯이, 무언가가 한 곳에 도착하면 반드시 다른 곳으로 떠나야 합니다. 회전이 증가하면 대역폭이 약간 감소합니다.
- 이득은 권선 피치에 따라 달라집니다. 숫자가 높을수록 이득이 낮고 방사 패턴이 좁아집니다. 우리 의견으로는 이것은 저자의 실수입니다. 왜냐하면 단단히 감는 것이 더 수익성이 있다는 것이 밝혀졌기 때문입니다. 게다가 전선도 덜 필요합니다. 장점만 표시되며 실제로는 의심스러워 보입니다.
이 온라인 계산기의 유용한 속성 중 최소 화면 크기 계산에 주목하고 싶습니다. 단계는 참고서를 확인하면 됩니다. 그런데 흥미로운 사실은 사이트의 기본 WiFi 주파수가 2.45GHz라는 것입니다. 오늘날에는 헬리컬 안테나가 자주 사용됩니다.
발견됨: 이득은 턴 수에만 의존합니다. 0.22 - 0.24 파장의 권선 피치를 선택하는 것이 좋습니다. 웹사이트에서는 이 값을 넓은 범위 내에서 설정했습니다. 우리는 독자들이 턴 수를 다양하게 하여 피치를 선택하도록 권유합니다. 일부 계산기에는 오류가 포함되어 있는 경우가 있으며, 정확한 정보는 웹 프로그래머에게만 있습니다.
그건 그렇고, 새로운 정보 소스에 따르면 화면은 0.12 파장 거리에서 나선형 뒤에 배치됩니다. 스크린 직경을 0.8 파장 이상으로 선택하면 정사각형의 측면이 1.1 λ로 더 커집니다. 상황은 그다지 명확하지 않지만 원이 내부에 맞아야한다고 상상해보십시오. 모든 것이 제자리에 들어갑니다.
매칭의 경우 헬리컬 안테나의 저항은 와이어의 두께에 따라 크게 달라지며 저항이 증가하면 감소합니다. 75옴, 심지어 50옴과 동일한 수치를 달성하는 것이 가능합니다. 이 경우 승인이 필요하지 않으므로 작업이 단순화됩니다. 이것은 고주파수에서 작동합니다. 예를 들어, 특성 임피던스는 파장의 5% 와이어 두께에서 75Ω과 동일해집니다. 50Ω을 얻으려면 파장의 7% 두께의 와이어를 사용해야 합니다. 이는 WiFi 주파수에서 실제로 발생한다는 것을 알 수 있습니다. 즉, 조정을 피하면서 이러한 방식으로 매개변수를 계산한다는 의미입니다.
계산기에서는 전선의 두께를 설정할 수 없으며 기존의 특성 임피던스는 140Ω입니다. 이것은 아마도 거래의 속임수일 것입니다. 우리 정보에 따르면 케이블은 WiFi 주파수에서 50옴이어야 합니다. 그러나 와이어의 두께에 대한 의존성이 만족되는지 확인하는 것은 쉽습니다. 표를 제시하고 결과를 비교해 보겠습니다.
계산표
따라서 주파수는 2450MHz이며 간단한 공식을 사용하여 파장을 찾습니다.
λ = 299,792,458 / 2450,000,000 = 0.1223미터.
140Ω의 저항에 필요한 와이어 직경을 찾으십시오.
0.1223 x 0.02 = 2.45mm, 이것이 온라인 계산기와 일치하는지 확인해 봅시다! 우리는 보고 또 본다: 2.4. 글쎄, 반올림하지 않고 2.447mm로 판명되었다는 점을 고려하면 두 소스가 서로 반복한다고 가정합니다. 이는 권선 피치 선택 지침(위 참조)을 신뢰할 수 있음을 의미합니다. 이 시점에서 우리는 집에서 만든 헬리컬 안테나가 준비되었다고 가정하고 저항이 50Ω이 되는 와이어의 두께도 알아낼 것입니다. 즉, 8.5mm로 밝혀졌습니다. 더욱이, 이 높은 주파수에서는 필요한 조건을 제공하기가 어렵습니다. 따라서 나선형 안테나를 스스로 만드는 목표는 종종 컴퓨터 과학자에게 주어집니다.
계산기의 불일치에 대해서는 인터넷에서 읽은 내용을 확인하세요. 기술적 인 정보자꾸. 우리는 헬리컬 안테나가 무엇인지, 헬리컬 안테나를 만드는 방법에 대한 질문에 답했다고 믿습니다. 디자인의 장점은 제조가 쉽다는 것입니다. 패치를 계산하고 조정해야 하는데 제대로 작동하지 않을 경우 주어진 조건을 충족하고 많은 간섭을 필터링하는 좋은 장치가 있습니다. 원형 편파 작업을 위해 양쪽(수신 및 송신)에 동일한 안테나가 있습니다. 그렇지 않으면 결과를 예측할 수 없게 됩니다. 자체 조립된 나선형 안테나가 현실이 되었습니다.
나는 아래 본문에서 별도의 기사로 제공할 이 의견을 강조하기로 결정했습니다. 저자는 최악의 수신 조건에서 증폭기나 분배기 없이 두 대의 TV를 동시에 작동할 수 있는 나선형 안테나를 고안했습니다. 그는 자신의 디자인을 BISPIRAL이라고 불렀습니다. 이 이름은 이미 이중 나선형 안테나와 두 개의 나선형 안테나와 결합되어 있으며 서로 다른 버전과 기능적 목적으로 제공됩니다. 그러나 위의 예를 보면 이것이 여전히 이름을 정해야 하는 또 다른 것임을 이해하게 될 것입니다.
비스파이럴
판매자는 사람들이 DVB-T2 수신기를 구입하지 말라고 말하면서 "당신이 그것을 다시 가져오면 우리에게 잡히지 않을 것입니다!"라고 말했습니다. 근원지와 우리 도시 사이에는 35km가 있습니다. 거리는 위협적이지 않지만 세 개의 전력선(500 및 750 전력선)이 간섭 원인입니다. 게다가 16층 건물이 밀집해 있는 언덕으로 인해 직통 신호도 차단된다.31번째(551MHz) 및 51번째(714MHz) 주파수 채널.
가장 먼저 제작되고 테스트된 것은 2링 안테나였습니다. 그녀는 수신 방향에 대한 유일한 옵션을 찾는 데 도움을 주었고,반 킬로미터.
채널 31에 맞게 설계된 7턴 헬리컬 안테나를 만들었습니다. 프레임은 단면적 4m2의 단일 연선 구리선인 정사각형 나선형의 폴리프로필렌 수도관 4개(작은 접선!)를 기반으로 합니다. mm 비닐 절연체, 5m 케이블. 그 결과 두 패키지 모두 매우 만족스럽고 안정적으로 수신되었습니다. 채널 51(714MHz)의 크기에 따라 유사한 안테나를 만들려고 했지만 결과적으로 채널 31을 "잡지" 못했습니다. 이것으로부터 나는 헬리컬 안테나의 계산은 저주파 채널에서 수행되어야 한다는 결론을 내렸습니다. 결론 두 번째: 헬리컬 안테나의 광대역은 감긴 와이어의 직경이 아니라 설계(Karl Rothhammel의 주장)에 따라 결정됩니다.
아내가 부엌에도 TV를 달라고 요청하기 전까지는 모든 것이 훌륭했습니다. 고주파 신호 전송의 심각한 거리(추가 13미터)가 문제입니다. 게를 사용하고 "기차"에서 수신기를 켜도 결과가 나오지 않았습니다. 세 가지 모델의 SWA 증폭기를 테스트했는데 그 중 가장 좋은 신호 강도가 70에서 90으로 증가했지만 원거리 범위에서는 품질이 전혀 없었습니다! 이와 별도로 이 안테나를 갖춘 수신기는 두 패킷 모두에 대한 안정적인 수신을 제공했습니다.
두 번째 안테나를 설치한다는 것은 발코니를 어수선하게 만드는 것을 의미합니다...
결정이 내려졌습니다. 동일한 프레임에 두 번째 나선을 배치하고 첫 번째 나선 사이에 회전을 배치하면 어떻게 될까요? 말하자마자 개정은 1시간 30분 만에 완료되었습니다. 결과는 훌륭합니다! 두 번째 나선형에는 은도금 실드 권선이 있는 와이어를 사용했습니다. 원거리(!) 수신기의 신호 강도와 품질이 15포인트 증가했습니다. 이러한 안테나를 사용하는 수신기가 서로에 미치는 영향은 눈에 띄지 않았습니다.
두 나선의 신호가 추가되면 신호 강도가 두 배로 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 나선 연결을 시도하지는 않았지만 흥미로울 것입니다. 공통 프레임에 4개의 나선을 시도하는 것도 흥미롭습니다...
이 정보가 호기심이 많고 편리한 사람들에게 도움이 되기를 바랍니다!
추신 '이미지 삽입' 버튼이 있으면 사진을 첨부하겠습니다.
자, 이제 – 내 출구.
이 정보가 매우 필요하다는 점에는 동의하지 않습니다. 이 블로그의 리소스에는 사진과 함께 설명이 제공되지 않는다는 점이 유감스럽습니다. 그리고 이 댓글 자체가 바로 등장한 것은 아니지만, 블로그 옆에서 우연히 발견해서 불과 2주 만에 올바른 위치에 밀어넣었습니다.
의견이 진행되는 동안 지향성 속성을 가진 다른 안테나와 마찬가지로 두 개의 나선을 추가할 때 이러한 안테나의 이득이 반파 진동기에서 측정되는 경우 총 이득은 3dB만 증가한다는 점을 분명히 하겠습니다( 적어도 두 권으로 구성된 책의 저자는 Karl Rothhammel의 "안테나"와 R. M. Malinin의 일반 편집하에 "라디오 아마추어 디자이너 핸드북"이라고 말합니다.
첨부된 의견 작성자의 경험은 전파 전파 조건이 나쁠수록 헬리컬 안테나가 갖는 원형 편파의 이점이 더 강하고, 수신 시 3dB의 손실도 고려한다는 것을 실제로 증명합니다. 수평 편파를 갖는 텔레비전 송신기의 신호.
이제 저자가 테스트한 이 수제 안테나의 이름을 생각해 내야 합니다. 헬리컬 안테나라는 용어에 헷갈리지 않기 위해 이미 알려진 이름들에 관심을 가져보기로 했고, 그 결과
또한 전체 다양한 안테나 중에서 나선형 안테나만이 기하학적 모양과 해당 이름의 수에서 선두에 있으며 두 개 이상의 나선형의 경우 이름 옵션이 비례하여 증가한다는 점에 유의할 것입니다.
수평 편파형 헬리컬 안테나.
이는 반대 방향의 권선 피치를 가진 두 개의 나선으로, 수평면에서 서로 평행하게 위치하며 하나의 공통 반사경이 있고 축 사이의 권장 거리는 1.5 파장과 같습니다. 나선이 수평면에 위치하면 수평 편파가 있고, 서로 같은 평면에 있으면 수평 편파가 있습니다. 편광은 수직이다.각각 6회전하는 두 개의 나선은 반파 진동기와 비교할 때 14dB의 이득을 제공합니다(같은 출판물의 표에 따르면 6회전은 11dB임을 상기시켜 드리겠습니다). 특성 임피던스가 120옴인 단일 나선과 비교하여 이중 나선은 총 저항이 60옴이고 50옴 또는 75옴 동축 케이블과 더 쉽게 매칭할 수 있다는 이점이 있습니다. 동일한 유형의 나선 배열을 사용하면 편광이 원형이 됩니다.
덜 일반적으로 사용되는 것은 수평 편파를 갖는 나선형 안테나 설계입니다. 다른 방향으로권선은 하나의 축을 따라 연결됩니다.
이중 나선 안테나.
동일한 2권짜리 책(VHF 및 UHF 대역용 특수 안테나 유형, 26.8장)에는 " 이중 나선 안테나“사실 이 안테나는 특성면에서 1/4 파장 막대와 비슷합니다. 후자는 나선형 형태로 만들어지고 균형추의 기능은 더 큰 직경의 나선형으로 수행됩니다.
이 유형의 안테나는 지상파 TV의 장거리 수신에 매우 적합합니다. 디지털 신호. 제품의 단순함이 매력적입니다. 눈삽으로 만든 반사판과 전선 코일로 만든 나선형의 두 가지 주요 부품만 있습니다. 단일 납땜 조인트가 아니라 모든 것이 나사로 조이고 뒤틀려 있습니다. 복잡한 일치 요소가 없습니다. 그러나 설계 이득은 10dB 이상에 도달하므로 경우에 따라 증폭기 없이 사용할 수 있습니다. 내가 도시 밖에서 디지털 텔레비전 신호를 수신한 것은 증폭기가 없는 이 안테나를 통해서였습니다.
모든 데시미터 안테나가 다음에 적합하다는 점을 상기시키고 싶습니다. 디지털 채널방송의 경우 수신 범위에서만 차이가 발생합니다. 그러나 모든 안테나가 최대 이득을 제공하고 원하는 주파수에서 정확하게 일치하는 것은 아닙니다. 안테나가 아무리 복잡하더라도 전체 수신 주파수 범위에 걸쳐 딥(dip)과 이득 피크(gain peak)가 있습니다.
최초의 우주 비행사 유리 가가린의 비행을 모니터링 한 것은 나선형 안테나였으며, 나선형 방향을 정한 소련 최초의 달 탐사선이 달 표면을 갈았을 때 나는 동일한 우주 안테나를 만드는 꿈을 꾸었습니다.
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| 사진 2. |
끝나지 않은 일보다 더 나쁜 것은 없습니다. 기본적으로 모든 유형의 헬리컬 안테나 중에서 가장 간단한 것을 선택합니다. 단일 시작, 나선형, 원통형 (때때로 원추형), 규칙적, 즉 일정한 권선 피치 또는 회전 간 거리가 동일합니다. 따라서 안테나의 이름은 이미 안테나의 디자인을 나타냅니다. 이것이 바로 Kraus J.D.가 처음 제안한 디자인입니다.
"헬리컬 빔 안테나". – “전자공학”, 1947. V 20, N 4. R. 109.
라디오 아마추어를 위한 최고의 참고서를 추천합니다 "안테나", 11판, 2권. 저자 Karl Rothhammel.이 책에는 거의 모든 유형의 안테나에 대한 실용적인 자료가 많이 포함되어 있습니다. 특성, 매개변수, 실제 계산, 권장 사항.
이 출판물에서 나는 헬리컬 안테나의 특성을 제시합니다.
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| 쌀. 1. |
귀하의 지역에 어떤 주파수의 디지털 방송이 있는지 확인하고 이 주파수의 값을 미터로 변환해야 합니다. 미터 단위의 파장 = 300/F(MHz 단위의 주파수).
두 개의 디지털 패키지의 모스크바 방송 주파수의 경우 평균 주파수 522MHz를 선택했는데 이는 람다 파장 57cm에 해당합니다. 이 경우 턴의 직경은 D = 17.7cm이고 턴 사이의 거리는 다음과 같습니다. 13.7cm, 스크린에서 회전까지의 거리는 7.4cm, 스크린 너비는 35cm가 되어야 합니다.
스크린(반사경)으로는 눈의 무게로 끊임없이 구부러지는 아름다운 반짝이는 스테인레스 스틸로 만들어진 잘못된 눈삽이 필요했습니다. 실습에 따르면 반사경은 둥글 필요가 없으며 사각형의 측면을 나선형 회전 직경의 2배 이상으로 만드는 것이 의미가 없습니다. 직경 약 2mm의 네트워크 전원선으로 나선형을 만들었습니다. 전파에 투명하고 구리선이 외부 환경의 영향으로 산화되지 않기 때문에 절연체를 제거하지 않고 코어 중 하나를 사용합니다. 실제로 와이어의 두께는 이론적인 것보다 거의 5배 얇아 안테나의 범위가 좁은 것으로 나타났습니다. UHF 범위에서 안테나는 몇 개의 아날로그 TV 방송국만 잘 수신하지만 주파수 근처에 있는 두 개의 디지털 패키지는 증폭 대역에 잘 맞습니다. 커넥터가 있는 75옴 동축 케이블도 필요합니다. 특히 안테나에 증폭기가 없는 경우에는 케이블 길이에 너무 연연하지 않는 것이 좋습니다. 각 미터마다 0.5~1dB의 게인이 손실되고 긴 케이블에는 일치하는 장치가 필요하기 때문입니다. 내 디자인에서는 3미터의 케이블을 사용했습니다.
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| 쌀. 2. |
당신이 해야 할 일은 나선형을 감고, 케이블을 나선형 도체에 연결하고, 그것을 모두 삽날에 부착하는 것뿐입니다. 하지만 나선형 와이어를 고정하는 데 필요한 직경의 유전체 실린더가 없었기 때문에 슬레이트와 마른 합판 시트를 프레임으로 사용하여 스케치의 안테나 치수를 그 위에 옮겼습니다. 칸막이와 합판 대신 삽자루를 사용하면 더 멋있겠지만 레이아웃만 조립해서 합판 위에서 모든 작업을 하는 것이 편리했습니다. 껍질이 철사로 둘러싸이기 시작하자 집에서 만든 제품은 마치 항공기 동체처럼 보였습니다. 외부에서 보면 회전을 구부리기 시작하면 덜 무해해 보였습니다. 구리관내가 예전에 원했던 대로. 이미 말했듯이 전파에 투명한 부드러운 지붕, 안둘린 또는 슬레이트로 만든 지붕이 있는 집 능선 아래에 이러한 안테나를 숨기는 것이 편리합니다.
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| 사진 3. 안테나 레이아웃 테스트. |
안테나를 테스트하기 위해 다락방을 사용했으며 사다리를 사용하여 집에서 만든 제품을 천장에 더 가깝게 들어 올렸습니다. 이 장소에서는 이전에는 35dB 증폭기를 사용하는 위상 루프와 찾기 힘든 30dB 증폭기를 사용하는 실내 안테나가 작동했습니다. 시험장도요. 오스탄키노에서 동쪽으로 90km 떨어진 블라디미르 지역. 이제 여기서는 증폭기 없이 나선형 안테나가 작동합니다. 그녀는 물막이 판자, 글라신지, 10cm 현무암 울, 덮개판, OSB 합판, 깔개 카펫, 부드러운 지붕 비늘 및 다양한 길이의 못 다발을 통해 텔레비전 센터를 "봅니다". 남은 것은 그것을 더 높게 고치는 것뿐입니다. 단지 레이아웃이기 때문에 집 능선 아래에 놓거나 분해하십시오.
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| 사진 5. 기존 제품의 크기와 피치 안테나 디자인은 거의 동일합니다. |
안테나의 매개변수를 개선하기 위해 180Ω의 안테나 저항에서 75Ω의 저항을 갖는 동축 케이블로 전환하는 변압기인 일치 장치를 사용하는 것이 문제가 되지 않습니다. 이것은 화면쪽으로 확장되는 삼각형 형태의 얇은 구리판입니다. 나는 두 개의 플라스틱 빨래집게를 사용하여 실험적으로 플레이트의 장착 위치와 치수를 선택했습니다. 집에서는 TV를 사용하여 안테나를 더 낮은 수준으로 낮추면 이미지가 "눈이 쌓이게" 됩니다. 이동하고 플레이트를 돌리고 귀로 아날로그 신호를 수신할 때 오디오 채널의 소음 수준을 줄여 디지털 패키지에 가까운 주파수로 위치를 결정해야 합니다. 그런 다음 납땜하십시오.
모양이 이상함에도 불구하고 이 안테나에는 장점이 있습니다. 번개가 칠 때 종종 충돌하는 증폭기가 없습니다. 실제로, 번개에 맞은 머리 위 전봇대에서 30m 떨어진 실외 안테나에 뇌우가 치는 동안 증폭기가 두 번 고장났습니다. 방전극에서 6m 떨어진 집 지붕 아래에 위치한 안테나의 경우 증폭기 고장 사례가 기록되지 않았습니다.일반적으로 항상 전원이 공급되고 리소스가 제한되어 있기 때문에 앰프 자체의 전원 공급 장치가 고장날 수 있습니다.
또 다른 장점은 증폭기가 포함된 이 안테나의 범위가 더 크다는 것입니다. 얼마나 오래 걸리는지 직접 확인하십시오.
덧셈. 안테나 디자인을 변경합니다.
올해(2015년) 저는 와이어 대신 직경 16mm의 금속-플라스틱 튜브(금속-플라스틱)를 사용하여 헬리컬 안테나의 자체 설계를 개선하기로 결정했습니다. 이전에 조립된 안테나는 이미 유사한 작업을 거쳤으며 눈에 띄게 향상되었습니다. 나선형 안테나도 개선되었지만 실수하지 마십시오. 신호 레벨의 증가는 10%에 불과했으며 신호 품질은 동일한 100% 레벨을 유지했습니다.
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| 사진 7. 오래된 안테나. |
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| 사진 8. 디자인 변경. |
나는 오랫동안 튜브를 재료로 안테나를 만들고 싶었습니다. 달빛과의 유사성은 여전히 높은 비용으로 인해 중단되었습니다. 그러나 재료가 발견되었으며 이미 테스트되었습니다. 간단한 안테나. 고품질 알루미늄으로 제작되고 모든 면이 플라스틱으로 덮여 있으며 구부리기 쉬운 이 튜브는 수도관 부설용으로 모든 건설 시장에서 판매됩니다.
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| 사진 10. 새로운 디자인. |
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| 사진 9. 은행 - 맨드릴. |
간결한
안테나 계산.
나는 모스크바 지역 외곽에 있는 "Everything for the Home" 매장에 가서 45루블의 가격에 금속 플라스틱을 봤을 때 이 복잡한 계산을 해야 했습니다. 파장, 방송 주파수, 원 길이, 회전 수, 안테나 이득…
나는 계산대에서 4미터를 불분명하게 말하여 프로젝트의 경제적 부분을 요약했습니다. 안테나 비용은 보드카 한 병의 최소 소비세 비용을 초과해서는 안됩니다.
안테나 계산.
순전히 경제적인 이유로 기존의 수제 와이어보다 0.5회전 적은 6.5회전으로 나타났습니다. 나는 또한 파장의 1/4에 해당하는 회전 사이의 거리를 취했습니다. 비슷한 방법으로 한 바퀴의 길이를 계산했지만, 실용적인 이유로 이미 간단하게 만든 경험이 있습니다. 루프 안테나, 주파수에 대한 금속 플라스틱의 의존성을 수정하고 코일 길이를 1.5cm 줄였습니다. 또한 조정된 코일 길이를 3.14로 나누어 맨드릴의 직경을 계산했습니다. 튜브의 두께를 고려하면 맨드릴의 직경은 8mm 더 작았습니다.
조정.
집에서 만든 SWR 미터를 사용하여 SWR(정재파 비율)을 측정하는 것으로 구성되었습니다. 처음에는 오래된 집에서 만든 것을 측정했습니다. 이상하게도 이 장치는 50Ω 부하(SWR = 1.5)에서 탁월한 매칭을 주장했습니다. 그러나 수정된 안테나를 사용하면 캔버스 가장자리에서 전원을 공급할 때 모든 것이 일치했습니다. 그러나 건설적으로 나중에 중앙에 있는 케이블을 사용했고 SWR이 2로 떨어졌습니다. 디지털 방송 주파수에 맞춰진 집에서 만든 발전기와 결합된 간단한 집에서 만든 SWR 미터가 매우 유용한 것으로 나타났습니다. 그것의 도움으로 나는 안테나의 SWR을 결정할 수 있었을 뿐만 아니라 각 회전이 냄비 뚜껑에 접근할 때 마이크로 전류계 바늘을 흔들어 반응할 때 안테나의 성능을 확인할 수 있었습니다.
결과.
설계 변경으로 게인이 10% 증가했는데, 이는 안테나 회전이 절반으로 줄었음에도 불구하고 그렇습니다. 일반적으로 UHF 범위의 프로그램을 수신하며 아날로그 모드에서 작동하며 12개의 디렉터와 최소 26dB의 이득을 갖는 증폭기를 포함하는 "파동 채널"안테나(Uda-Yagi)보다 나쁘지 않습니다. 두 안테나 모두 지상에서 같은 높이, 같은 조건에 위치해 있습니다. 유일한 차이점은 공중파 디지털 신호를 수신할 때 구입한 안테나의 작동이 날씨와 시간에 따라 달라지며 특유의 꽥꽥거리는 소리와 텔레비전의 동결로 전파 전달의 저하를 시뮬레이션한다는 점입니다. 사진이 없거나 심지어 이미지가 전혀 없는 경우도 있습니다. 집에서 만든 안테나를 사용한 라디오 수신은 항상 일정합니다.
하지만 전반적으로 저는 이 디자인에 만족하지 못했습니다. 오로지 크기와 지출된 비용만을 기준으로 이 디자인에서 더 많은 것을 기대했기 때문입니다. 이 헬리컬 안테나를 이전 디자인과 비교 지상파 디지털 TV 수신을 위한 자체 제작 안테나,동일한 재료로 만들어진 동일한 직경의 두 개의 위상 링으로만 구성되어 수신 수준 측면에서 비교할 때 큰 이득을 찾지 못했습니다.
2개의 위상 링과 6개의 나선형으로 꼬인 링은 6dB와 10dB의 이론적 이득을 제공합니다. 야외에 있는 2개의 링과 지붕 아래에 있는 6.5개의 링은 지면과 동일한 높이에 있으며 실제로 동일한 수준의 이득을 퍼센트로 나타냅니다. 지붕이 4dB의 차이를 흡수했을 수도 있고, 아니면 이 차이를 알아차리기가 정말 어려울 수도 있습니다. 동시에 이 코일을 거리에 노출시켜 불필요한 대화의 주제를 열지 마십시오.
내가 마음을 잃었나요? 아니요! 아마추어 라디오는 즐거움의 원천입니다. 아마추어 라디오를 들어보세요. 흥미롭습니다. 아마도 결과가 더 좋아질 것입니다.
아마도 "파동 채널" 안테나가 공기 수신을 중단했을 때 잠들지 않았기 때문에 이 나선형 안테나로 돌아갈 것입니다.
