Antenă elicoidală de bandă largă. Antene de casă: exterior, acasă. Concluzii asupra muncii depuse

Antena spirală aparține clasei de antene cu undă de călătorie. Domeniul său principal de operare este decimetrul și centimetrul. Aparține clasei de antene de suprafață. Elementul său principal este o spirală conectată la o linie coaxială. Spirala creează un model de radiație sub forma a doi lobi emiși de-a lungul axei sale în direcții diferite.

Antenele elicoidale vin în tipuri cilindrice, plate și conice. Dacă lățimea necesară a domeniului de operare este de 50% sau mai puțin, atunci în antenă se folosește o spirală cilindrică. Spirala conica mareste raza de receptie de doua ori fata de cea cilindrica. Iar cele plate oferă deja un avantaj de douăzeci de ori. Cea mai populară pentru recepție în intervalul de frecvență VHF este o antenă radio cilindrică cu polarizare circulară și un câștig mare al semnalului de ieșire.

Dispozitiv de antenă

Partea principală a antenei este un conductor spiralat. Aici, de regulă, se utilizează sârmă de cupru, alamă sau oțel. La el este conectat un alimentator. Este conceput pentru a transmite un semnal din spirală către rețea (receptor) și în ordine inversă (emițător). Hrănitoarele sunt de tip deschis și închis. Alimentatoarele de tip deschis sunt ghiduri de undă neecranate. Iar tipul închis are un scut special împotriva interferențelor, ceea ce face ca câmpul electromagnetic să fie protejat de influențele externe. În funcție de frecvența semnalului, se determină următorul design al alimentatorului:

Până la 3 MHz: rețele cu fir ecranate și neecranate;

3 MHz la 3 GHz: fire coaxiale;

De la 3 GHz la 300 GHz: ghiduri de undă metalice și dielectrice;

Peste 300 GHz: linii cvasi-optice.

Un alt element al antenei era reflectorul. Scopul său este de a focaliza semnalul pe spirală. Este fabricat în principal din aluminiu. Baza pentru antenă este un cadru cu o constantă dielectrică scăzută, de exemplu, spumă sau plastic.

Calculul dimensiunilor antenei principale

Calculul unei antene elicoidale începe cu determinarea dimensiunilor principale ale helixului. Sunt:

Numărul de spire n;

Unghiul elicei a;

Diametrul spiralei D;

Pasul spiralat S;

Diametru reflector 2D.

Primul lucru de înțeles atunci când proiectați o antenă elicoidală este că este un rezonator de undă (amplificator). Caracteristica sa a fost impedanța mare de intrare.

Tipul de unde excitate în el depinde de dimensiunile geometrice ale circuitului de amplificare. Rotirile adiacente ale spiralei au o influenta foarte puternica asupra naturii radiatiei. Rapoarte optime:

D=λ/π, unde λ este lungimea de undă, π=3,14

Deoarece λ este o valoare care variază și depinde de frecvență, apoi calculele iau valorile medii ale acestui indicator, calculate folosind formulele:

λ min= c/f max; λ max= c/f min, unde c=3×10 8 m/sec. (viteza luminii) și f max, f min - parametrul frecvenței semnalului maxim și minim.

λ av=1/2(λ min+ λ max)

n= L/S, unde L este lungimea totală a antenei, determinată de formula:

L= (61˚/Ω) 2 λ avg, unde Ω este coeficientul de directivitate al antenei, în funcție de polarizare (preluat din cărțile de referință).

Clasificare după intervalul de operare

În funcție de gama de frecvență principală, dispozitivele de transmisie și recepție sunt:

1. Bandă îngustă. Lățimea fasciculului și impedanța de intrare depind foarte mult de frecvență. Acest lucru sugerează că antena poate funcționa fără reacordare doar într-un spectru îngust de lungimi de undă, aproximativ 10% din banda de frecvență relativă.

2. Gamă largă. Astfel de antene pot funcționa pe un spectru larg de frecvență. Dar parametrii lor principali (câștig direcțional, model de radiație etc.) depind în continuare de modificările lungimii de undă, dar nu la fel de mult ca cei de bandă îngustă.

3. Independent de frecvență. Se crede că aici parametrii principali nu se schimbă atunci când se schimbă frecvența. Astfel de antene au o regiune activă. Are capacitatea de a se mișca de-a lungul antenei fără a-și modifica dimensiunile geometrice, în funcție de modificările lungimii de undă.

Cele mai comune sunt antenele spiralate de al doilea și al treilea tip. Primul tip este utilizat atunci când este necesară „claritatea” crescută a semnalului la o anumită frecvență.

Fă-ți propria antenă

Industria oferă o gamă largă de antene. Varietatea prețurilor poate varia de la câteva sute la câteva mii de ruble. Există antene pentru televiziune, recepție prin satelit și telefonie. Dar puteți face o antenă spirală cu propriile mâini. Nu este atât de greu. Antenele elicoidale pentru Wi-Fi sunt deosebit de populare.

Ele sunt deosebit de relevante atunci când este necesar să se întărească semnalul de la un router într-o casă mare. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de sârmă de cupru cu o secțiune transversală de 2-3 mm 2 și o lungime de 120 cm.Este necesar să faceți 6 spire cu un diametru de 45 mm. Pentru a face acest lucru, puteți folosi un tub de dimensiunea potrivită. Un mâner de lopată funcționează bine (are cam același diametru). Înfășurăm firul și obținem o spirală cu șase spire. Îndoim capătul rămas, astfel încât să treacă uniform prin axa spiralei, „repetându-l”. Întindem partea șurubului astfel încât distanța dintre spire să fie de 28-30 mm. Apoi trecem la realizarea reflectorului.

O bucată de aluminiu de 15 × 15 cm și 1,5 mm grosime este potrivită pentru aceasta. Din acest semifabricat facem un cerc cu un diametru de 120 mm, tăind marginile inutile. Faceți o gaură de 2 mm în centrul cercului. Introducem capătul spiralei în ea și lipim ambele părți una pe cealaltă. Antena este gata. Acum trebuie să scoateți firul de radiație din modulul antenei routerului. Și lipiți capătul firului la capătul antenei care iese din reflector.

Caracteristicile antenei de 433 MHz

În primul rând, trebuie spus că undele radio cu frecvența de 433 MHz, la propagare, sunt bine absorbite de sol și de diverse obstacole. Transmițătoarele de putere mică sunt folosite pentru a-l transmite. De regulă, această frecvență este utilizată de diferite dispozitive de securitate. Este utilizat în mod special în Rusia pentru a nu crea interferențe în aer. Antena helix de 433 MHz necesită un raport de semnal de ieșire mai mare.

O altă caracteristică atunci când se utilizează un astfel de echipament transceiver este că undele din acest interval au capacitatea de a adăuga fazele undelor directe și reflectate de la suprafață. Acest lucru poate fie să întărească semnalul, fie să-l slăbească. Din cele de mai sus putem concluziona că alegerea celei mai bune tehnici depinde de personalizare pozitia antenei.

Antenă de casă la 433 MHz

Este ușor să faci o antenă helix de 433 MHz cu propriile mâini. Este foarte compact. Pentru a face acest lucru veți avea nevoie de o bucată mică de sârmă de cupru, alamă sau oțel. De asemenea, puteți folosi doar sârmă. Diametrul firului trebuie să fie de 1 mm. Înfășurăm 17 spire pe un dorn cu diametrul de 5 mm. Întindem linia șurubului astfel încât lungimea acesteia să fie de 30 mm. Cu aceste dimensiuni testăm antena pentru recepția semnalului. Schimbând distanța dintre viraje, prin întinderea și comprimarea spiralei, reușim cea mai buna calitate semnal. Dar trebuie să știți că o astfel de antenă este foarte sensibilă la diverse obiecte aduse aproape de ea.

Antenă de recepție UHF

Antenele spiralate UHF sunt necesare pentru a recepționa un semnal de televiziune. Prin proiectare, acestea constau din două părți: un reflector și o spirală.

Este mai bine să folosiți cuprul pentru spirală - are mai puțină rezistență și, prin urmare, mai puțină pierdere de semnal. Formule pentru calculul acestuia:

Lungimea totală a spiralei este L=30000/f, unde f este frecvența semnalului (MHz);

Pas în spirală S= 0,24 L;

Diametru bobina D=0,31/L;

Diametrul firului spiralat d ≈ 0,01L;

Diametrul reflectorului 0,8 nS, unde n este numărul de spire;

Distanța până la ecran H= 0,2 L.

Câştig:

K=10×lg(15(1/L)2nS/L)

Cupa reflector este din aluminiu.

Alte tipuri de echipamente transceiver

Antenele conice și elicoidale plate sunt mai puțin frecvente. Acest lucru se datorează dificultății fabricării lor, deși au caracteristici mai bune în ceea ce privește transmisia semnalului și intervalul de recepție. Radiația unor astfel de emițătoare nu este formată din toate turele, ci doar de cele a căror lungime este apropiată de lungimea de undă.

Într-o antenă plată, elica este realizată sub forma unei linii cu două fire rulate într-o spirală. În acest caz, virajele adiacente sunt excitate în fază în modul unde de călătorie. Acest lucru are ca rezultat crearea unui câmp de radiație polarizat circular spre axa antenei, permițând crearea unei benzi de frecvență largi. Întâlni antene plate cu așa-numita spirală a lui Arhimede. Această formă complexă face posibilă creșterea semnificativă a intervalului de frecvență de transmisie de la 0,8 la 21 GHz.

Comparație între antene elicoidale și cu fascicul îngust

Principala diferență dintre o antenă elicoidală și una direcțională este că are dimensiuni mai mici. Acest lucru îl face mai ușor, ceea ce permite instalarea cu mai puțin efort fizic. Dezavantajul său este gama mai restrânsă de frecvențe de recepție și transmisie. De asemenea, are un model de radiație mai îngust, care necesită „căutarea” celei mai bune poziții în spațiu pentru o recepție satisfăcătoare. Avantajul său neîndoielnic este simplitatea designului. Un mare plus este capacitatea de a regla antena prin modificarea pasului bobinei și lungimea totală a spiralei.

Antena scurta

Pentru o rezonanță mai bună în antenă, este necesar ca lungimea „alungită” a părții spirale să fie cât mai apropiată de valoarea lungimii de undă. Dar nu ar trebui să fie mai mică de ¼ lungime de undă (λ). Astfel, λ poate ajunge până la 11 m. Acest lucru este relevant pentru domeniul HF. În acest caz, antena va fi prea lungă, ceea ce este inacceptabil. O modalitate de a mări lungimea conductorului este instalarea unei bobine de prelungire la baza receptorului. O altă opțiune este să introduceți tunerul în circuit. Sarcina sa este de a potrivi semnalul de ieșire al transmițătorului radio cu antena la toate frecvențele de operare. În termeni simpli, tunerul acționează ca un amplificator pentru semnalul de intrare de la receptor. Această schemă este utilizată în antene auto, unde dimensiunea elementului care primește unda radio este foarte importantă.

Concluzie

Antenele elicoidale au câștigat o mare popularitate în multe domenii ale comunicațiilor electronice. Datorită lor, este posibil celular. Ele sunt, de asemenea, utilizate în televiziune și chiar în comunicațiile radio în spațiul profund. Una dintre evoluțiile promițătoare pentru reducerea dimensiunii antenei este utilizarea unui reflector conic, care face posibilă creșterea lungimii de undă de recepție în comparație cu un reflector convențional. Cu toate acestea, există și un dezavantaj exprimat în reducerea spectrului de frecvență de funcționare. De asemenea, un exemplu interesant este o antenă elicoidală conică „dublă-filară”, care permite funcționarea într-o gamă largă de frecvențe datorită formării unei diafragme direcționale izotrope. Acest lucru se întâmplă deoarece linia de alimentare sub forma unui cablu cu două fire asigură o schimbare lină a impedanței undei.

Super simplu și super rapid de făcut antenă din cablu coaxial pentru recepția canalelor televiziune digitală o poti face singur in aproximativ 5 minute.Pentru asta nu vei avea nevoie de absolut nimic in afara de cablul in sine. Și acesta este principalul avantaj al acestei antene.
Nu poți trăi fără televizor acum.

Acest design vă va ajuta cu siguranță, de exemplu, atunci când tocmai v-ați mutat în casa dvs. și încă nu trebuie să instalați un cablu sau să instalați o antenă staționară. Desigur, acesta nu este singurul exemplu în care această antenă buclă cu adevărat simplă va ajuta.
Acum în comentarii cineva va scrie cu siguranță că există și antene și mai simple, ca una cu bici. Pentru a o face, va fi suficient să scoateți pur și simplu două izolații din cablu și totul va funcționa. Desigur, sunt de acord cu asta, dar antena buclă pe care o voi realiza din cablu coaxial va avea un câștig mult mai mare, datorită directivității și circuitului închis rezonant.

Realizarea unei antene din cablu coaxial

Așa arată versiunea realizată din cablu negru.

Acum să începem să facem antena în ordine. Tot ce ne trebuie este mai puțin de jumătate de metru de cablu coaxial de orice culoare. L-am luat pe cel alb.

Ne retragem la 5 cm de marginea cablului și scoatem izolația superioară.

Apoi, îndepărtați izolația din miezul central.

Acum răsucim totul împreună frumos și strâns.

Apoi, de la marginea cu izolația îndepărtată, ne retragem 22 cm și decupăm o bucată de 2 cm din izolația superioară și firul ecranat din furtun, fără a atinge izolația miezului central.

Acum mai măsurăm încă 22 cm de la capătul tăieturii și facem o tăietură de 1 cm lățime doar prin îndepărtarea izolației superioare. Nu atingem ecranul cablului.

Apoi, luați capătul cablului de la care am plecat. Și o înfășurăm foarte strâns la ultima tăietură, formând un cerc al antenei.

În acest moment, antena noastră este gata de utilizare. Desigur, acest lucru nu este necesar, dar dacă agățați antena în exterior, este mai bine să izolați toate zonele expuse ale cablului cu bandă electrică. Puteți adăuga și un cadru rigid, dar acesta este opțional.

Locația antenei

Direcționăm antena către un repetitor sau un turn de televiziune. Direcția poate fi selectată și experimental prin rotirea antenei.
Cea mai bună opțiune ar fi să o plasați în afara ferestrei, deoarece pereții casei atenuează foarte mult semnalul de înaltă frecvență.

Testul a arătat rezultate excelente

Dacă încă nu înțelegeți cum să faceți o antenă dintr-un cablu, asigurați-vă că vizionați videoclipul de mai jos sau puneți întrebări în comentarii.

Se crede că o antenă spirală este caracterizată de polarizare circulară, dar această opinie este eronată. De fapt, structura spirelor este de așa natură încât sunt recepționate și unde cu polarizare liniară. Acest lucru este convenabil atunci când este posibil să lucrați pe orice structură de undă. Și antenele elicoidale sunt folosite ca o oglindă pentru alimentarea satelitului. Pentru radioamatorii, dezavantajul este că o undă polarizată liniar este atenuată cu trei decibeli; după cum se știe, nu se folosește alta în emisiunile de radio și televiziune. În țară, un flux în spirală este potrivit doar pentru capturarea NTV+ de la un satelit; metoda nu este folosită acolo. Nu vom discuta despre o serie de aplicații speciale ale acestor antene. Cu toate acestea, întrebările pe această temă pot fi găsite pe Internet. Nu putem răspunde cine ar beneficia de o antenă spirală răsucită din sârmă și montată pe o bucată de țeavă; chiar și în colecția de lucrări ale radioamatorilor această clasă de produse lipsește cu desăvârșire.

Cum se asamblează o antenă helix

Antena spirală seamănă cu un încălzitor cu infraroșu cu un design specific. În URSS, fabricile militare produceau aparate electrocasnice. De aici și asemănarea dintre vasele parabolice și încălzitoare. Pentru asamblare, va trebui să cunoașteți diametrul și pasul înfășurării firului, numărul de spire. Materiale de care veți avea nevoie:

1. O tablă de oțel pentru ecran, de grosime arbitrară, astfel încât să nu se îndoaie de vânt și alte ciocniri.
2. O bucată de sârmă astfel încât să fie suficient pentru a înfășura turele cu rezervă.
3. Cablu de alimentare: pentru televizor 75 Ohm, pentru radio 50 Ohm.
4. Teava din plastic cu diametrul necesar.

Antenele spiralate aparțin clasei undelor de călătorie; rezistența dispozitivelor este mare, astfel încât, după calcularea corectă a dispozitivului, acestea pot fi conectate fără coordonare. În primul rând, țeava este marcată, cu o margine, astfel încât să poată fi lipită în ecran și lipită. Pasul de înfășurare este marcat de-a lungul axei (de preferință pe ambele părți). În viitor, riscurile sunt utilizate pentru nivelare. Faceți un pas înapoi cu câțiva centimetri în față și începeți să lucrați cu un marker. Vă rugăm să rețineți că cu reversul bobina se mișcă exact o jumătate de pas.

Spirala este înfășurată pe țeavă fără a lua în considerare pasul, cu numărul necesar de spire. În viitor, începând de la primul semn, trebuie să întindeți firul în mod corect. Pentru a preveni deplasarea ulterioară, poziția corectă trebuie fixată cu picături de lipici. Cam trei sau patru pe tură. Între timp, să facem ecranul.

Alegeți un pătrat cu o latură de aproximativ cinci ori mai mare decât diametrul țevii de înfășurare. Nu contează care este grosimea oțelului, mențineți caracteristicile de rezistență. Când este asamblat, ecranul este perpendicular pe țeavă.

Pentru asamblarea electrică, o gaură trebuie să fie găurită în zona capătului spiralei (baza țevii) și firul trebuie trecut înăuntru. În spatele ecranului din peretele lateral facem o gaură suplimentară prin care trecem cablul de alimentare împletit. Din punct de vedere electric, miezul central este conectat la spirală, ecranul de alimentare este conectat la ecranul antenei. Se formează o structură pentru a primi și transmite unde. Conducta cu ecran de oțel este conectată cu lipici-etanșant la colț pentru a asigura perpendicularitatea strictă a pieselor. Puncte cheie:

• Spirala și ecranul sunt realizate din material conductiv, de exemplu cupru.
• Conducta dielectrica.

Calculul unei antene elicoidale

Antenele elicoidale sunt bune la captarea oricărui tip de undă folosit în transmisia terestră. Cu toate acestea, pentru a prinde radioul, axa ar trebui să fie îndreptată în sus, în timp ce ecranul va fi poziționat orizontal. Dispozitivul are proprietăți direcționale pronunțate; nu vă așteptați să puteți acoperi un număr de turnuri dintr-un punct. Nu asa de usor. Modelul de radiație depinde de dimensiunile antenei elicoidale și puternic:

1. Dacă lungimea bobinei este mult mai mică decât lungimea de undă, predomină radiația laterală, pe axa antenei. În plus, polarizarea nu este circulară.
2. În mod ideal, lungimea bobinei se încadrează în intervalul 0,75 - 1,3 lungimi de undă. În acest caz, observăm lobul principal al modelului de radiații privind înainte. Desigur, aveți nevoie de un ecran.
3. Dacă lungimea spiralei este mai mare de 1,5 lungimi de undă, se formează doi lobi, îndreptați către semiplanul frontal. Mai exact, rezultatul este ceva asemănător unei suprafețe conice.

Indirect (conform celui de-al doilea punct), cititorii și-au format deja o idee despre gama. Vom extinde banda de două ori, folosind nu o elicoidă cilindrică, ci una conică (antenă elicoidă conică). Vă recomandăm un calculator online la http://aerial.dxham.ru/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-spiralnoj-antenny. Aici se propune setarea frecvenței, pasului înfășurării spiralei și lungimea emițătorului:

• Lățimea lobului principal al modelului de radiație depinde de lungimea înfășurării spiralate. Variați numărul de ture și respectați parametrul (situat în partea de jos a paginii calculatorului). Diametrul înfășurării în spirală se modifică abia vizibil. Nu există nicio explicație pentru acest lucru; creatorii calculatorului știu mai bine. Desigur, va fi nevoie de mai mult cupru, ceea ce se reflectă în parametrii corespunzători.
• Să adăugăm că, pe măsură ce lungimea crește, crește și câștigul. Acesta este un efect tipic: petala se îngustează - câștigul crește. Aria modelului de radiație este o valoare constantă. După cum a spus Lomonosov, dacă ceva ajunge într-un loc, cu siguranță trebuie să plece în altul. Rețineți că pe măsură ce viraje cresc, lățimea de bandă scade ușor.
• Câștigul depinde de pasul de înfășurare: cu cât numărul este mai mare, cu atât câștigul este mai mic, cu atât modelul de radiație este mai îngust. În opinia noastră, aceasta este o greșeală a autorilor, deoarece se dovedește că este mai profitabil să vânt strâns. În plus, va fi nevoie de mai puțină sârmă. Sunt arătate doar avantajele; în practică, acest lucru pare îndoielnic.

Printre proprietățile utile ale acestui calculator online, aș dori să notez calculul dimensiunii minime a ecranului. În ceea ce privește pasul, verificați cărțile de referință și asta vom face. Apropo, un fapt interesant este că frecvența WiFi implicită pe site este de 2,45 GHz. Aici astăzi antenele elicoidale sunt adesea folosite.

Găsit: câștigul depinde doar de numărul de ture. Se recomandă să alegeți un pas de înfășurare de 0,22 - 0,24 lungimi de undă. Pe site am stabilit această valoare în limite largi. Invităm cititorii să aleagă un pitch variind numărul de ture. Se întâmplă ca unele calculatoare să conțină erori; doar programatorul web are informații exacte.

Apropo, noua sursă de informații afirmă că ecranul este plasat în spatele spiralei la o distanță de 0,12 lungimi de undă. Se adaugă că dacă diametrul ecranului este ales să fie de 0,8 lungimi de undă sau mai mult, latura pătratului este și mai mare: 1,1 λ. Situația nu este atât de evidentă, dar imaginați-vă că cercul trebuie să se potrivească înăuntru - totul cade la locul său.

În ceea ce privește potrivirea, rezistența unei antene elicoidale depinde foarte mult de grosimea firului și scade odată cu creșterea rezistenței. Este posibil să se obțină cifre egale cu 75 și chiar 50 ohmi. În acest caz, nu este necesară aprobarea, ceea ce simplifică operarea. Aceasta funcționează la frecvențe înalte. De exemplu, impedanța caracteristică va deveni egală cu 75 ohmi cu o grosime a firului de 5% din lungimea de undă. Obținând 50 ohmi, ar trebui să luați o grosime a firului de 7% din lungimea de undă. Vedeți că acest lucru este real la frecvențele WiFi, ceea ce înseamnă că vom calcula parametrii astfel, evitând coordonarea.

Vă rugăm să rețineți că calculatorul nu vă permite să setați grosimea firului, iar cu cea existentă, impedanța caracteristică este de 140 Ohmi. Acesta este probabil un truc al meseriei; conform informațiilor noastre, cablul ar trebui să fie de 50 ohmi la frecvențele WiFi. Dar este ușor de verificat dacă dependența de grosimea firului este satisfăcută. Să prezentăm un tabel și să comparăm rezultatele.

Tabel de calcul

Deci, frecvența este de 2450 MHz, găsim lungimea de undă folosind o formulă simplă:

λ = 299.792.458 / 2450.000.000 = 0,1223 metri.

Găsiți diametrul necesar al firului pentru o rezistență de 140 ohmi:

0,1223 x 0,02 = 2,45 mm, să verificăm dacă se potrivește cu calculatorul online! Ne uităm și vedem: 2.4. Ei bine, dacă luăm în considerare că, fără rotunjire, sa dovedit a fi 2,447 mm, atunci vom presupune că cele două surse se repetă, ceea ce înseamnă că instrucțiunile pentru alegerea pasului de înfășurare (vezi mai sus) pot fi de încredere. În acest moment, presupunem că antena elicoidală de casă este gata și vom găsi și grosimea firului la care rezistența devine egală cu 50 Ohmi: se dovedește a fi 8,5 mm. Mai mult, la această frecvență ridicată este dificil să se asigure condițiile necesare. Prin urmare, scopul de a face singuri o antenă spirală este adesea dat oamenilor de știință în domeniul informaticii.

În ceea ce privește inconsecvențele din calculator, verificați ce ați citit pe Internet informații tehnice repetat. Credem că am răspuns la întrebarea ce este o antenă elicoidală și cum se face o antenă elicoidală. Avantajul designului este ușurința de fabricare, dacă patch-urile trebuie să fie calculate, coordonate și nu este un fapt că va funcționa, există un dispozitiv bun care satisface condițiile date și filtrează o mulțime de interferențe. Există antene identice pe ambele părți (recepție și transmisie) pentru a funcționa cu polarizare circulară, altfel rezultatul va deveni misterios de imprevizibil. O antenă spirală auto-asamblată este o realitate.

Am decis să scot în evidență acest comentariu, pe care îl voi da mai jos în text, ca articol separat. Autorul ei a venit cu o antenă spirală, care, în cele mai proaste condiții de recepție, asigura funcționarea a două televizoare simultan, fără amplificatoare sau splittere. El și-a numit designul BISPIRAL, deși acest nume este deja combinat cu antene duble elicoidale și două antene elicoidale, care sunt prezentate în diferite versiuni și pentru diferite scopuri funcționale. Cu toate acestea, din exemplul de mai sus, veți înțelege că acesta este altceva care mai trebuie să vină cu un nume.

BISPIRALĂ
Vânzătorul i-a descurajat pe oameni să cumpere un receptor DVB-T2: „Dacă îl aduci înapoi, nu va fi prins la noi!” Sunt 35 km între sursă și orașul meu. Distanța nu este amenințătoare, dar trei linii electrice - linii electrice de 500 și 750 - sunt surse de interferență. În plus, semnalul direct este blocat de un deal cu clădiri dense de clădiri cu 16 etaje.Canalele de frecvență 31 (551 MHz) și 51 (714 MHz).
Prima care a fost fabricată și testată a fost o antenă cu două inele. Ea a ajutat să găsească singura opțiune pentru direcția de recepție, a arătat „pripari” unui semnal TV reflectat într-un unghi ascuțit dintr-o clădire cu nouă etaje situată în o jumătate de kilometru.

Am realizat o antenă elicoidală cu 7 ture proiectată pentru canalul 31. Cadrul se bazează pe 4 bucăți de țeavă de apă din polipropilenă (tangentă mică!), pentru o spirală pătrată - o sârmă de cupru monotorn cu o secțiune transversală de 4 metri pătrați. mm în izolație de vinil, cablu de cinci metri. Rezultatul a fost destul de satisfăcător, recepția fiabilă a ambelor pachete. Am încercat să fac o antenă similară în funcție de dimensiunile canalului 51 (714 MHz), rezultatul este că nu „prinde” canalul 31. De aici am concluzionat: calculul unei antene elicoidale ar trebui efectuat pe un canal de joasă frecvență. Concluzia numărul doi: banda largă a antenei elicoidale este determinată de designul acesteia (așa cum susține Karl Rothhammel) și nu de diametrul firului bobinat.
Totul a fost grozav până când soția mea a cerut să aibă și un televizor în bucătărie. Distanța serioasă (plus 13 metri) de transmisie a semnalului de înaltă frecvență este o problemă. Utilizarea unui crab, precum și pornirea receptoarelor într-un „tren” nu a condus la rezultate. Am testat trei modele de amplificatoare SWA, cu cele mai bune dintre ele intensitatea semnalului a crescut de la 70 la 90, dar nu a fost deloc calitate în intervalul îndepărtat! Separat, receptoarele cu această antenă au asigurat recepția fiabilă a ambelor pachete.

Construirea unei a doua antene înseamnă a aglomera balconul...
Decizia a venit. Ce se întâmplă dacă aranjam o a doua spirală pe același cadru, plasând spirele între spirele primei? Nu mai devreme spus decât gata, revizuirea a fost finalizată în 1,5 ore. Rezultatul este minunat! Pentru a doua spirală am folosit sârmă cu înfășurare de scut placată cu argint. Intensitatea și calitatea semnalelor la receptorul îndepărtat (!) au crescut cu 15 puncte. Influența receptorilor unul asupra celuilalt cu o astfel de antenă nu a fost observată.
Se știe că atunci când se adaugă semnale de la două elice, intensitatea semnalului se dublează. Nu am încercat să conectez spirale, dar ar fi interesant. De asemenea, este interesant să încerci patru spirale pe un cadru comun...
Sper că aceste informații vor fi utile celor curios și la îndemână!

P.S. Dacă ar exista un buton „inserați imagine”, aș atașa o fotografie.

Ei bine, acum – ieșirea mea.

Este greu să nu fii de acord că această informație este foarte necesară. Nu putem decât să regretăm că resursa acestui blog nu oferă comentarii însoțitoare cu fotografii. Și acest comentariu în sine nu a apărut imediat, dar l-am găsit întâmplător pe marginea blogului și l-am strâns la locul potrivit doar două săptămâni mai târziu.

Imediat pe parcursul comentariului, voi clarifica doar că atunci când adăugați două spirale, ca și alte antene cu proprietăți direcționale, câștigul lor total crește doar cu 3 dB, dacă câștigul acestor antene este măsurat de la un vibrator cu jumătate de undă ( cel puțin așa spune autorul cărții în două volume „Antenele” de Karl Rothhammel și „Manualul designerului radioamator” sub redactia generală a R. M. Malinin).

Experiența autorului comentariului atașat demonstrează practic că, cu cât sunt mai proaste condițiile de propagare a undelor radio, cu atât este mai puternic avantajul polarizării circulare pe care îl au antenele elicoidale și chiar ținând cont de pierderi de 3 dB în cazul recepționării unui semnal de la un transmițător de televiziune cu polarizare orizontală.

Acum trebuie să găsim un nume pentru această antenă de casă pe care autorul a testat-o. Pentru a nu mă încurca în terminologia antenelor elicoidale, am decis să mă interesează denumirile deja cunoscute și astfel s-a dovedit

Voi remarca, de asemenea, că din întreaga varietate de antene, doar cele spiralate sunt în frunte în numărul de forme geometrice și denumiri corespunzătoare, iar în ceea ce privește două sau mai multe spirale, opțiunile de nume cresc proporțional.

Antena elicoidala cu polarizare orizontala.

Acestea sunt două spirale, cu pas de înfășurare opus, situate paralele între ele într-un plan orizontal, cu un singur reflector comun, cu o distanță recomandată între axe egală cu 1,5 lungimi de undă. Dacă spiralele sunt situate într-un plan orizontal, atunci au polarizare orizontală, dacă sunt în același plan una deasupra celeilalte, atunci polarizarea este verticală. Două spirale de șase spire oferă fiecare un câștig de 14 dB, în comparație cu un vibrator cu jumătate de undă (să vă reamintesc că 6 spire, conform tabelului din aceeași publicație, este de 11 dB). În comparație cu un singur helix cu o impedanță caracteristică de 120 ohmi, helixele duble au un avantaj, deoarece rezistența lor totală este de 60 ohmi și sunt mai ușor de asortat cu un cablu coaxial de 50 sau 75 ohmi. Cu același tip de aranjare a spiralelor, polarizarea va fi circulară.

Mai puțin folosit este proiectarea unei antene elicoidale cu polarizare orizontală, unde două elice cu în direcții diferiteînfășurările sunt conectate de-a lungul unei axe.

Antenă dublu helix.

În aceeași carte în două volume (tipuri speciale de antene pentru benzile VHF și UHF, capitolul 26. 8.) există un alt termen „ antenă dublu helix„, de fapt, această antenă este comparabilă ca proprietăți cu o tijă cu un sfert de undă, unde aceasta din urmă este realizată sub formă de spirală, iar funcția de contragreutate este îndeplinită de o spirală cu un diametru mai mare.

Acest tip de antenă este potrivit pentru recepția la distanță lungă a televiziunii terestre semnal digital. Simplitatea produsului este captivantă; există doar două părți principale: un reflector realizat dintr-o lopată de zăpadă și o spirală realizată dintr-o bobină de cablu de alimentare. Nici o singură îmbinare lipită, totul este înșurubat și răsucit. Nu există elemente complexe de potrivire. Cu toate acestea, câștigul designului ajunge la mai mult de 10 dB, ceea ce îi permite să fie utilizat în unele cazuri fără amplificator. Cu această antenă fără amplificator am primit un semnal de televiziune digitală în afara orașului.

Aș dori să vă reamintesc că orice antenă decimetru este potrivită pentru canal digital difuzare, diferența va fi doar în domeniul de recepție. Dar nu orice antenă va oferi câștig maxim și potrivire exact la frecvența dorită. Indiferent cât de complexă este o antenă, aceasta are scăderi și vârfuri de câștig în întreaga sa gamă de frecvențe recepționate.

Antenele spiralate au fost cele care au monitorizat zborul primului cosmonaut Iuri Gagarin.Cand primele rover-uri lunare sovietice, orientand spiralele, au aratat suprafata Lunii, am visat sa fac aceeasi antena spatiala.

Poza 2.

Nu există nimic mai rău decât treburi neterminate. Ca bază, aleg cea mai simplă dintre toate tipurile de antene elicoidale. Este cu un singur start, spiralat, cilindric (uneori conic), regulat, adică cu pas constant de înfășurare sau aceeași distanță între spire. Astfel, numele antenei vorbește deja despre designul acesteia. Acesta este exact designul care a fost propus pentru prima dată de Kraus J.D.

„Antenă cu fascicul elicoidal”. – „Electronică”, 1947. V 20, N 4. R. 109.

Recomand cea mai bună carte de referință pentru radioamatorii „Antene”, ediția 11, volumul 2. Autor Karl Rothhammel. Cartea conține o mulțime de material practic pentru aproape toate tipurile de antene. Caracteristici, parametri, calcule practice, recomandări.

Din această publicație vă prezint caracteristicile unei antene elicoidale.

Orez. 1.

Trebuie să aflați ce frecvență este transmisiunea digitală în regiunea dvs. și să convertiți valoarea acestei frecvențe în metri. Lungime de undă în metri = 300/F (frecvență în MHz).

Pentru frecvențele de difuzare la Moscova a două pachete digitale, am ales frecvența medie de 522 MHz, care corespunde unei lungimi de undă lambda de 57 cm. În acest caz, diametrul virajului este D = 17,7 cm, distanța dintre viraje este 13,7 cm, distanța de la ecran la viraj este de 7,4 cm, iar lățimea ecranului ar trebui să fie de 35 cm.

Ca ecran (reflector), aveam nevoie de o lopată de zăpadă incorectă din oțel inoxidabil strălucitor, îndoit constant sub greutatea zăpezii. Practica arată că reflectorul nu trebuie să fie rotund și nu are rost să faceți latura unui pătrat mai mult de două diametre ale spiralei. Am făcut spirala dintr-un fir de alimentare de rețea cu un diametru de aproximativ 2 mm, folosind unul dintre miezurile sale, fără a îndepărta izolația de pe acesta, deoarece este transparent pentru undele radio, iar firul de cupru nu se oxidează sub influența mediului extern. În practică, grosimea firului s-a dovedit a fi de aproape 5 ori mai mică decât cea teoretică, motiv pentru care raza de acțiune a antenei s-a dovedit a fi îngustă. În gama UHF, antena va primi bine doar câteva posturi de televiziune analogică, cu toate acestea, două pachete digitale situate în apropiere în frecvență se vor potrivi bine în banda sa de amplificare. Veți avea nevoie și de un cablu coaxial de 75 ohmi cu conector. Nu vă recomand să vă lăsați prea duși de lungimea cablului, mai ales dacă antena nu are un amplificator, deoarece în fiecare metru al acestuia se pierde 0,5 până la 1 dB de câștig și un cablu lung va necesita un dispozitiv potrivit. În designul meu am folosit 3 metri de cablu.

Orez. 2.

Tot ce trebuie să faceți este să înfășurați spirala, să conectați cablul la conductorul spiralat și să-l atașați pe totul la lama lopeții. Dar nu aveam un cilindru dielectric cu diametrul necesar pentru a fixa firul spiralat și, prin urmare, am folosit șipci și o foaie de placaj uscat ca cadru, transferând dimensiunile antenei din schiță pe ea. Ar fi mai tare dacă s-ar folosi mânere de lopată în loc de șipci și placaj, dar am asamblat doar aspectul și mi-a fost convenabil să fac totul pe placaj. Când carcasa a început să fie învăluită în sârmă, produsul de casă arăta ca corpul unui avion. Din exterior arăta mai puțin inofensiv dacă începusem să îndoiesc curbele tub de cupru asa cum mi-am dorit inainte. După cum am spus deja, este convenabil să ascundeți o astfel de antenă sub coama unei case cu un acoperiș din acoperiș moale, andulină sau ardezie, transparentă undelor radio.

Foto 3. Testarea aspectului antenei.

Pentru a testa antena, am folosit camera de la mansarda, unde am folosit o scara pentru a ridica produsul de casa mai aproape de tavan. În acest loc, a funcționat anterior o buclă în fază cu un amplificator de 35 dB și o antenă de interior greu de găsit cu un amplificator de 30 dB. Locul de testare de asemenea. Regiunea Vladimir, la 90 km est de Ostankino. Acum o antenă spirală funcționează aici fără amplificator. Ea „vede” centrul de televiziune prin: clapetă, sticlă, 10 cm de lână bazaltică, plăci de înveliș, placaj OSB, mochetă, solzi moi de acoperiș și o grămadă de cuie de diferite lungimi. Tot ce rămâne este să-l reparăm și mai sus, sub coama casei sau dezasamblați-o, pentru că este doar un aspect.

Foto 5. Dimensiunea și pasul celor anterioare modelele de antene sunt aproape identice.

Pentru a îmbunătăți parametrii antenei, nu ar strica să folosiți un dispozitiv de potrivire - un transformator care asigură o tranziție de la o rezistență de antenă de 180 ohmi la un cablu coaxial cu o rezistență de 75 ohmi. Aceasta este o placă de cupru subțire sub formă de triunghi, care se extinde spre ecran. Am selectat experimental locația de montare a plăcii și dimensiunile acesteia, folosind două agrafe de rufe din plastic. Acasă, acest lucru se poate face cu ușurință folosind un televizor coborând antena la un nivel mai jos, la care imaginea va fi „înzăpezită”. Este necesar să se deplaseze, rotind placa și cu urechea, prin reducerea nivelului de zgomot în canalul audio, atunci când se primește un semnal analogic, aproape ca frecvență de pachetul digital, să se determine locația acestuia. Apoi lipiți-l.

În ciuda absurdității formei sale, această antenă are un avantaj. Nu are amplificator, care se blochează adesea după ce lovește un fulger. În practică, amplificatoarele s-au defectat de două ori în timpul unei furtuni la antenele exterioare situate la 30 de metri de un stâlp de alimentare deasupra capului care a fost lovit de fulger. Pentru antena situată sub acoperișul casei, la șase metri de stâlpul de descărcare, nu au fost înregistrate cazuri de defecțiune a amplificatorului.

Sursa de alimentare a amplificatorului în sine poate eșua, deoarece de obicei este întotdeauna alimentată și are o resursă limitată.

Un alt avantaj este că raza de acțiune a acestei antene cu amplificator va fi mai mare, verificați singuri cât mai mult.

Plus. Schimbarea designului antenei.

Anul acesta (2015) am decis să îmbunătățesc designul de casă al unei antene elicoidale, folosind un tub metal-plastic (metal-plastic) cu diametrul de 16 mm în loc de sârmă. Antenele asamblate anterior au suferit deja o operațiune similară și s-au îmbunătățit vizibil. Antena spirală a suferit și ea o îmbunătățire, dar nu vă înșelați, creșterea nivelului semnalului a fost de doar 10 la sută, iar calitatea semnalului a rămas la același nivel de 100 la sută.

Foto 7. Antena veche.

Foto 8. Modificări de design.

De mult îmi doream să fac o antenă folosind un tub ca material. Asemănarea cu o lumină de lună încă a fost oprită de costul ridicat. Dar materialul a fost găsit și a fost deja testat antene simple. Acest tub ușor de îndoit din aluminiu de înaltă calitate, acoperit pe toate părțile cu plastic, este vândut pe toate piețele construcțiilor pentru pozarea conductelor de apă.

Foto 10. Design nou.

Foto 9. Banca - dorn.

Economic

calculul antenei.

A trebuit să fac acest calcul complex când m-am dus la magazinul „Totul pentru acasă”, chiar la periferia regiunii Moscova și am văzut plastic metalic la prețul de 45 de ruble. Lungimea de undă, frecvențele de difuzare, lungimea cercului, numărul de spire, câștigul antenei...

Am scapat 4 metri la casă, însumând partea economică a proiectului. Costul antenei nu trebuie să depășească costul minim de accize al unei sticle de vodcă.

Calcul antenei.

Din motive pur economice, s-a dovedit a fi 6,5 spire, cu o jumătate de tură mai puțin decât firul anterior de casă. Am luat si o distanta intre viraje egala cu un sfert din lungimea de unda. În mod similar, am calculat lungimea unei ture, dar din motive practice, având deja experiență în a face simplu antene bucla, am corectat dependența plasticului metalic de frecvență, am redus lungimea bobinei cu 1,5 cm.Am calculat și diametrul dornului, împărțind lungimea ajustată a bobinei la 3,14. Ținând cont de grosimea tubului, diametrul dornului a fost cu 8 mm mai mic.

Ajustare.

Acesta a constat în măsurarea SWR (raportul undelor în picioare) cu un contor SWR de casă. Inițial am măsurat una veche de casă. În mod ciudat, dispozitivul a pretins o potrivire excelentă cu o sarcină de 50 ohmi (SWR = 1,5). Cu antena modificată, totul a coincis, de asemenea, atunci când este alimentat de la marginea pânzei. Dar constructiv, mai târziu, am folosit cablul în centru și SWR a scăzut la 2. Un simplu contor SWR de casă, combinat cu un generator de casă reglat pe frecvențele de difuzare digitală, s-a dovedit a fi foarte util. Cu ajutorul ei, am putut nu numai să determin SWR-ul antenei, ci și să verific performanța acesteia, atunci când fiecare viraj a reacționat la apropierea capacului unei cratițe, balansând acul microampermetrului.

Rezultate.

Modificarea designului a adăugat o creștere cu 10 la sută a câștigului, și asta în ciuda faptului că antena avea o jumătate de tură mai puțin. În general, primește programe în domeniul UHF, funcționând în modul analogic, nu mai rău decât o antenă „canal de undă” (Uda-Yagi), care include 12 directori și un amplificator cu un câștig declarat de cel puțin 26 dB. Ambele antene sunt amplasate în aceleași condiții la același nivel față de sol. Singura diferență este că funcționarea unei antene achiziționate, atunci când se primește un semnal digital prin aer, depinde de vreme și de ora zilei, simulând deteriorarea trecerii undelor radio cu un sunet caracteristic de ciocnire și înghețarea televiziunii. imagini, sau chiar o absență completă a imaginilor. Recepția radio cu o antenă de casă este întotdeauna constantă.

Dar, per total, am fost nemulțumit de acest design, pentru că mă așteptam la ceva mai mult de la el, doar pe baza dimensiunilor sale și a banilor cheltuiți. Comparând această antenă elicoidală cu designul anterior antenă de casă pentru recepția de televiziune digitală terestră, format din doar doua inele fazate de diametru identic, din acelasi material, nu am gasit un castig semnificativ la compararea lor in ceea ce priveste nivelurile de receptie.

Două inele fazate și șase răsucite într-o spirală oferă un câștig teoretic de 6 dB și 10 dB. Două inele în aer liber și 6,5 inele sub acoperiș, la același nivel față de sol și cu practic același nivel de câștig procentual. Poate că acoperișul a absorbit diferența de 4 dB, sau poate că este cu adevărat greu de observat această diferență? În același timp, nu expuneți această bobină pe stradă, deschizând astfel subiectul pentru conversații inutile.

Mi-am pierdut inima? Nu! Radioul amator este o sursă de plăcere. Luați-vă la radio amator, este interesant. Poate rezultatele tale vor fi mai bune.

Cel mai probabil, voi reveni la această antenă spirală, deoarece nu a adormit când antena „canal de undă” a încetat să mai primească aer.