Bredbandsspiralantenn. Hemmagjorda antenner: utomhus, hemma. Slutsatser om utfört arbete

Spiralantennen tillhör klassen resande vågantenner. Dess huvudsakliga arbetsområde är decimeter och centimeter. Den tillhör klassen av ytantenner. Dess huvudelement är en spiral ansluten till en koaxial linje. Spiralen skapar ett strålningsmönster i form av två lober som sänds ut längs dess axel i olika riktningar.

Spiralantenner finns i cylindriska, platta och koniska typer. Om den erforderliga arbetsbredden är 50 % eller mindre, används en cylindrisk spiral i antennen. Den koniska spiralen ökar mottagningsområdet med två gånger jämfört med den cylindriska. Och platta ger redan en tjugofaldig fördel. Den mest populära för mottagning i VHF-frekvensområdet är en cylindrisk radioantenn med cirkulär polarisation och en hög förstärkning av utsignalen.

Antennenhet

Huvuddelen av antennen är en lindad ledare. Här används som regel koppar, mässing eller ståltråd. En matare är ansluten till den. Den är utformad för att överföra en signal från spiralen till nätverket (mottagaren) och i omvänd ordning (sändaren). Matare är av öppen och stängd typ. Matare av öppen typ är oskärmade vågledare. Och den slutna typen har en speciell skärm mot störningar, vilket gör det elektromagnetiska fältet skyddat från yttre påverkan. Beroende på signalfrekvensen bestäms följande matardesign:

Upp till 3 MHz: skärmade och oskärmade trådbundna nätverk;

3 MHz till 3 GHz: koaxialledningar;

Från 3 GHz till 300 GHz: metall och dielektriska vågledare;

Över 300 GHz: kvasi-optiska linjer.

Ett annat element i antennen var reflektorn. Dess syfte är att fokusera signalen på spiralen. Den är huvudsakligen gjord av aluminium. Basen för antennen är en ram med låg dielektricitetskonstant, till exempel skum eller plast.

Beräkning av huvudantenndimensionerna

Beräkningen av en spiralantenn börjar med att bestämma spiralens huvuddimensioner. Dom är:

Antal varv n;

Helixvinkel a;

Spiraldiameter D;

spiralstigning S;

Reflektordiameter 2D.

Det första man bör förstå när man designar en spiralantenn är att det är en vågresonator (förstärkare). Dess egenskap var dess höga ingångsimpedans.

Typen av vågor som exciteras i den beror på förstärkningskretsens geometriska dimensioner. Intilliggande varv av spiralen har ett mycket starkt inflytande på strålningens natur. Optimala förhållanden:

D=λ/π, där λ är våglängden, π=3,14

Därför att λ är ett värde som varierar och beror på frekvens, sedan tar beräkningarna medelvärdena för denna indikator, beräknade med formlerna:

X min= c/f max; λ max= c/f min, där c=3×10 8 m/sek. (ljushastighet) och f max, f min - parameter för maximal och lägsta signalfrekvens.

λ av=1/2(λ min+ λ max)

n= L/S, där L är antennens totala längd, bestäms av formeln:

L= (61˚/Ω) 2 λ avg, där Ω är, beroende på polarisationen (hämtad från referensböcker).

Klassificering efter arbetsområde

Enligt huvudfrekvensområdet är sändnings- och mottagningsenheter:

1. Smalband. Strålbredd och ingångsimpedans är starkt beroende av frekvensen. Detta tyder på att antennen kan fungera utan återinställning endast i ett smalt våglängdsspektrum, ungefär 10 % av det relativa frekvensbandet.

2. Brett utbud. Sådana antenner kan fungera över ett brett frekvensspektrum. Men deras huvudparametrar (riktningsförstärkning, strålningsmönster, etc.) beror fortfarande på förändringar i våglängd, men inte lika mycket som för smalbandiga.

3. Frekvensoberoende. Man tror att här inte huvudparametrarna ändras när frekvensen ändras. Sådana antenner har ett aktivt område. Den har förmågan att röra sig längs antennen utan att ändra dess geometriska dimensioner, beroende på förändringar i våglängd.

De vanligaste är spiralantenner av den andra och tredje typen. Den första typen används när ökad "tydlighet" av signalen vid en viss frekvens krävs.

Att göra din egen antenn

Branschen erbjuder ett stort urval av antenner. Mångfalden av priser kan variera från flera hundra till flera tusen rubel. Det finns antenner för TV, satellitmottagning och telefoni. Men du kan göra en spiralantenn med dina egna händer. Det är inte så svårt. Spiralantenner för Wi-Fi är särskilt populära.

De är särskilt relevanta när det är nödvändigt att stärka signalen från en router i ett stort hus. För att göra detta behöver du koppartråd med ett tvärsnitt på 2-3 mm 2 och en längd på 120 cm. Det är nödvändigt att göra 6 varv med en diameter på 45 mm. För att göra detta kan du använda ett rör av lämplig storlek. Ett spadehandtag fungerar bra (det har ungefär samma diameter). Vi lindar tråden och får en spiral med sex varv. Vi böjer den återstående änden så att den passerar jämnt genom spiralens axel och "upprepar" den. Vi sträcker skruvdelen så att avståndet mellan varven är inom 28-30 mm. Sedan fortsätter vi med att göra reflektorn.

En bit aluminium som mäter 15 × 15 cm och 1,5 mm tjock är lämplig för detta. Från detta ämne gör vi en cirkel med en diameter på 120 mm och skär av onödiga kanter. Borra ett 2 mm hål i mitten av cirkeln. Vi sätter in spiralens ände i den och löder båda delarna till varandra. Antennen är klar. Nu måste du ta bort strålningstråden från routerns antennmodul. Och löd änden av tråden till änden av antennen som kommer ut ur reflektorn.

Funktioner hos 433 MHz-antennen

Först och främst måste det sägas att radiovågor med en frekvens på 433 MHz, när de utbreder sig, absorberas väl av marken och olika hinder. Lågeffektsändare används för att reläa den. Som regel används denna frekvens av olika säkerhetsanordningar. Det används specifikt i Ryssland för att inte skapa störningar i luften. 433 MHz helixantennen kräver ett högre utsignalförhållande.

En annan egenskap vid användning av sådan transceiverutrustning är att vågor av detta område har förmågan att addera faserna för de direkta och reflekterade vågorna från ytan. Detta kan antingen förstärka signalen eller försvaga den. Av ovanstående kan vi dra slutsatsen att valet av den "bästa" tekniken beror på anpassning antennposition.

Hemmagjord antenn på 433 MHz

Det är enkelt att göra en 433 MHz helixantenn med dina egna händer. Den är väldigt kompakt. För att göra detta behöver du en liten bit koppar, mässing eller ståltråd. Du kan också bara använda tråd. Tråddiametern bör vara 1 mm. Vi lindar 17 varv på en dorn med en diameter på 5 mm. Vi sträcker skruvlinjen så att dess längd är 30 mm. Med dessa mått testar vi antennen för signalmottagning. Genom att ändra avståndet mellan varven, genom att sträcka och komprimera spiralen, uppnår vi bästa kvalitet signal. Men du måste veta att en sådan antenn är mycket känslig för olika föremål som kommer nära den.

UHF-mottagningsantenn

UHF-spiralantenner är nödvändiga för att ta emot en tv-signal. Genom design består de av två delar: en reflektor och en spiral.

Det är bättre att använda koppar för spiralen - den har mindre motstånd och därför mindre signalförlust. Formler för dess beräkning:

Den totala längden av spiralen är L=30000/f, där f är signalfrekvensen (MHz);

spiraldelning S= 0,24 L;

Spolediameter D=0,31/L;

Spiraltrådsdiameter d ≈ 0,01 L;

Reflektordiameter 0,8 nS, där n är antalet varv;

Avstånd till skärm H= 0,2 L.

Få:

K=10×lg(15(1/L)2nS/L)

Reflektorkoppen är gjord av aluminium.

Andra typer av transceiverutrustning

Koniska och platta spiralantenner är mindre vanliga. Detta beror på svårigheten med deras tillverkning, även om de har bättre egenskaper när det gäller signalöverföring och mottagningsområde. Strålningen från sådana sändare bildas inte av alla varv, utan endast av de vars längd är nära våglängden.

I en platt antenn är helixen gjord i form av en tvåtrådslinje rullad till en spiral. I detta fall exciteras intilliggande svängar i fas i färdvågsläget. Detta resulterar i att ett cirkulärt polariserat strålningsfält skapas mot antennaxeln, vilket möjliggör skapandet av ett brett frekvensband. Träffa platta antenner med den så kallade Archimedes-spiralen. Denna komplexa form gör det möjligt att avsevärt öka överföringsfrekvensområdet från 0,8 till 21 GHz.

Jämförelse av spiralformade och smalstrålande antenner

Den största skillnaden mellan en spiralformad antenn och en riktad antenn är att den är mindre i storlek. Detta gör den lättare, vilket möjliggör installation med mindre fysisk ansträngning. Dess nackdel är det smalare utbudet av mottagnings- och sändningsfrekvenser. Den har också ett smalare strålningsmönster, vilket kräver att man "söker" efter den bästa positionen i rymden för tillfredsställande mottagning. Dess otvivelaktiga fördel är dess enkelhet i design. Ett stort plus är möjligheten att ställa in antennen genom att ändra spolens stigning och spiralens totala längd.

Kort antenn

För bättre resonans i antennen är det nödvändigt att den "förlängda" längden på spiraldelen är så nära våglängdsvärdet som möjligt. Men det bör inte vara mindre än ¼ våglängd (λ). Således kan λ nå upp till 11 m. Detta är relevant för HF-området. I det här fallet kommer antennen att vara för lång, vilket är oacceptabelt. Ett sätt att öka längden på ledaren är att installera en förlängningsspole vid basen av mottagaren. Ett annat alternativ är att mata in tunern i kretsen. Dess uppgift är att matcha utsignalen från radiosändaren med antennen vid alla driftsfrekvenser. Enkelt uttryckt fungerar tunern som en förstärkare för den inkommande signalen från mottagaren. Detta schema används i bilantenner, där storleken på elementet som tar emot radiovågen är mycket viktig.

Slutsats

Spiralantenner har vunnit stor popularitet inom många områden av elektronisk kommunikation. Tack vare dem är det möjligt cellulär. De används också i tv och till och med i radiokommunikation i djupa rymd. En av de lovande utvecklingarna för att minska antennens storlek är användningen av en konreflektor, vilket gör det möjligt att öka den mottagande våglängden jämfört med en konventionell reflektor. Det finns emellertid också en nackdel uttryckt i minskningen av arbetsfrekvensspektrumet. Ett intressant exempel är också den "tvåvägs" koniska helixantenn, vilket tillåter drift inom ett brett frekvensområde på grund av bildandet av ett isotropiskt riktat diafragma. Detta beror på att kraftledningen i form av en tvåtrådskabel ger en jämn förändring av vågimpedansen.

Superenkel och supersnabb att göra antenn av koaxialkabel för att ta emot kanaler digital-tv du kan göra det själv på cirka 5 minuter. För detta behöver du absolut ingenting förutom själva kabeln. Och detta är den största fördelen med denna antenn.
Du kan inte leva utan en TV nu.

Denna design kommer definitivt att hjälpa dig, till exempel när du precis har flyttat in i ditt hem och ännu inte har installerat en kabel eller installerat en stationär antenn. Naturligtvis är detta inte det enda exemplet där denna verkligt enkla slingantenn kommer att hjälpa.
Nu i kommentarerna kommer någon definitivt att skriva att det finns ännu enklare antenner, som en piska. För att göra det räcker det att helt enkelt ta bort två isoleringar från kabeln och allt kommer att fungera. Naturligtvis håller jag med om detta, men slingantennen som jag kommer att göra av koaxialkabel kommer att ha mycket större förstärkning, på grund av dess riktverkan och resonansslutna krets.

Att göra en antenn av koaxialkabel

Så här ser versionen gjord av svart kabel ut.

Låt oss nu börja göra antennen i ordning. Allt vi behöver är mindre än en halv meter koaxialkabel oavsett färg. Jag tog den vita.

Vi drar oss tillbaka 5 cm från kabelkanten och tar bort den övre isoleringen.

Ta sedan bort isoleringen från den centrala kärnan.

Nu vrider vi ihop allt snyggt och tätt.

Sedan, från kanten med isoleringen borttagen, drar vi oss tillbaka 22 cm och skär ut en bit på 2 cm av den övre isoleringen och den skärmade tråden från slangen, utan att röra isoleringen av den centrala kärnan.

Nu mäter vi ytterligare 22 cm från slutet av snittet och gör ett snitt 1 cm brett endast genom att ta bort den övre isoleringen. Vi rör inte vid kabelskärmen.

Ta sedan änden av kabeln från vilken vi började. Och vi lindar det väldigt tätt vid det sista snittet och bildar en cirkel av antennen.

Vid det här laget är vår antenn redo att användas. Naturligtvis är detta inte nödvändigt, men om du hänger antennen utanför är det bättre att isolera alla utsatta områden på kabeln med eltejp. Du kan också lägga till en styv ram, men detta är valfritt.

Antennens placering

Vi riktar antennen till en repeater eller tv-torn. Riktningen kan också väljas experimentellt genom att vrida antennen.
Det bästa alternativet skulle vara att placera den utanför fönstret, eftersom husets väggar dämpar högfrekventa signaler kraftigt.

Testet visade utmärkta resultat

Om du fortfarande inte förstår hur man gör en antenn från en kabel, se till att titta på videon nedan eller ställa frågor i kommentarerna.

Man tror att en spiralantenn kännetecknas av cirkulär polarisering, men denna åsikt är felaktig. I själva verket är strukturen av svängarna sådan att vågor med linjär polarisation också tas emot. Detta är praktiskt när det är möjligt att arbeta på vilken vågstruktur som helst. Och spiralformade antenner används som spegelmatning på satelliten. För radioamatörer är nackdelen att en linjärt polariserad våg dämpas med tre decibel som bekant, ingen annan används i radio- och tv-sändningar. I landet är en spiralmatning endast lämplig för att fånga NTV+ från en satellit metoden används inte där. Vi kommer inte att diskutera ett antal speciella tillämpningar av dessa antenner. Frågor om ämnet kan dock hittas på Internet. Vi kan inte svara på vem som skulle ha nytta av en spiralantenn vriden från tråd och monterad på ett rör även i samlingen av verk av radioamatörer är denna klass av produkter helt frånvarande.

Hur man monterar en helixantenn

Spiralantennen liknar en infraröd värmare av en specifik design. I Sovjetunionen producerade militära fabriker hushållsapparater. Därav likheten mellan paraboliska rätter och värmare. För montering måste du veta diametern och stigningen på trådlindningen, antalet varv. Material du behöver:

1. En stålplåt för skärmen, av godtycklig tjocklek, så att den inte böjs av vind och andra kollisioner.
2. En bit tråd så att det räcker till att linda svängarna med en reserv.
3. Strömkabel: för TV 75 Ohm, för radio 50 Ohm.
4. Plaströr med önskad diameter.

Spiralantenner hör till resistansvågklassen, så att de kan anslutas utan koordination efter att ha beräknat enheten korrekt. Först markeras röret, med en marginal så att det kan stickas in i skärmen och limmas. Lindningsstigningen är markerad längs axeln (helst på båda sidor). I framtiden används risker för utjämning. Gå tillbaka ett par centimeter framför och börja arbeta med en markör. Observera att med baksidan spolen växlar exakt ett halvt steg.

Spiralen lindas på röret utan att ta hänsyn till stigningen, med erforderligt antal varv. I framtiden, från det första märket, måste du sträcka tråden på rätt sätt. För att förhindra ytterligare förskjutning bör rätt position fixeras med droppar lim. Cirka tre eller fyra per varv. Under tiden, låt oss göra skärmen.

Välj en kvadrat med en sida ungefär fem gånger diametern på lindningsröret. Det spelar ingen roll vad stålets tjocklek är, bibehåll hållfasthetsegenskaperna. När den är monterad är skärmen vinkelrät mot röret.

För elektrisk montering bör ett hål borras i området för spiralens ände (rörets bas) och tråden ska föras in. Bakom skärmen i sidoväggen gör vi ett extra hål genom vilket vi passerar den flätade matningskabeln. Elektriskt är den centrala kärnan ansluten till spiralen, matarskärmen ansluten till antennskärmen. En struktur bildas för att ta emot och sända vågor. Röret med stålskärmen är anslutet med limtätningsmedel i hörnet för att säkerställa strikt vinkelräthet mellan delarna. Nyckelord:

• Spiralen och skärmen är gjorda av ledande material, till exempel koppar.
• Dielektriskt rör.

Beräkning av en helixantenn

Spiralantenner är bra på att fånga upp alla typer av vågor som används i marksändningar. Men för att fånga radion bör axeln riktas uppåt, medan skärmen kommer att placeras horisontellt. Enheten har uttalade riktningsegenskaper; förvänta dig inte att kunna täcka ett antal torn från en punkt. Inte så enkelt. Strålningsmönstret beror på dimensionerna på den spiralformade antennen och starkt:

1. Om spolens längd är mycket mindre än våglängden dominerar lateral strålning över antennens axel. Dessutom är polarisationen inte cirkulär.
2. Idealiskt faller spollängden inom området 0,75 - 1,3 våglängder. I det här fallet observerar vi strålningsmönstrets huvudlob som blickar framåt. Självklart behöver du en skärm.
3. Om spiralens längd är större än 1,5 våglängder, bildas två lober, riktade mot det främre halvplanet. Mer exakt är resultatet något som liknar en konisk yta.

Indirekt (enligt den andra punkten) har läsarna redan bildat sig en uppfattning om utbudet. Vi kommer att utöka bandet två gånger, inte med en cylindrisk, utan en konisk helix (konisk helixantenn). Vi rekommenderar en online-kalkylator på http://aerial.dxham.ru/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-spiralnoj-antenny. Här föreslås det att ställa in frekvensen, spirallindningsstigningen och emitterlängden:

• Bredden på strålningsmönstrets huvudlob beror på spirallindningens längd. Variera antalet varv och observera parametern (finns längst ner på räknarens sida). Diametern på spirallindningen ändras knappt märkbart. Det finns ingen förklaring till detta; skaparna av räknaren vet bättre. Naturligtvis kommer det att behövas mer koppar, vilket återspeglas i motsvarande parametrar.
• Låt oss tillägga att när längden ökar, ökar också vinsten. Detta är en typisk effekt: kronbladet smalnar av - förstärkningen ökar. Arean av strålningsmönstret är ett konstant värde. Som Lomonosov sa, om något anländer till ett ställe måste det verkligen lämna på ett annat. Observera att när svängarna ökar, minskar bandbredden något.
• Förstärkningen beror på lindningsstigningen: ju högre siffra, desto lägre förstärkning, desto smalare är strålningsmönstret. Enligt vår mening är detta ett misstag av författarna, eftersom det visar sig att det är mer lönsamt att vinda tätt. Dessutom kommer mindre tråd att behövas. Endast fördelarna visas i praktiken, detta ser tveksamt ut.

Bland de användbara egenskaperna hos denna online-kalkylator skulle jag vilja notera beräkningen av den minsta skärmstorleken. När det gäller steget, kolla i referensböckerna, och det är vad vi kommer att göra. Förresten, ett intressant faktum är att standard WiFi-frekvensen på webbplatsen är 2,45 GHz. Här används idag ofta spiralantenner.

Funnet: förstärkningen beror bara på antalet varv. Det rekommenderas att välja en lindningsstigning på 0,22 - 0,24 våglängder. På webbplatsen sätter vi detta värde inom vida gränser. Vi uppmanar läsarna att välja en pitch genom att variera antalet varv. Det händer att vissa räknare innehåller fel bara webbprogrammeraren har korrekt information.

Den nya informationskällan säger förresten att skärmen är placerad bakom spiralen på ett avstånd av 0,12 våglängder. Det tilläggs att om skärmdiametern väljs till 0,8 våglängder eller mer är sidan av kvadraten ännu större: 1,1 λ. Situationen är inte så uppenbar, men tänk dig att cirkeln måste passa inuti - allt faller på plats.

När det gäller matchning är resistansen hos en spiralantenn starkt beroende av tjockleken på tråden och minskar med ökande motstånd. Det är möjligt att uppnå siffror lika med 75 och till och med 50 ohm. I detta fall krävs inget godkännande, vilket förenklar driften. Detta fungerar vid höga frekvenser. Till exempel kommer den karakteristiska impedansen att bli lika med 75 Ohm med en trådtjocklek på 5 % av våglängden. För att få 50 Ohm bör du ta en trådtjocklek på 7% av våglängden. Du ser att detta är verkligt vid WiFi-frekvenser, vilket innebär att vi beräknar parametrarna på detta sätt och undviker koordination.

Observera att kalkylatorn inte tillåter dig att ställa in tjockleken på tråden, och med den befintliga är den karakteristiska impedansen 140 Ohm. Detta är förmodligen ett knep, enligt vår information, ska kabeln vara 50 Ohm vid WiFi-frekvenser. Men det är lätt att kontrollera om beroendet av trådtjockleken är uppfyllt. Låt oss presentera en tabell och jämföra resultaten.

Beräkningstabell

Så, frekvensen är 2450 MHz, vi hittar våglängden med en enkel formel:

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

Hitta den nödvändiga tråddiametern för ett motstånd på 140 ohm:

0,1223 x 0,02 = 2,45 mm, låt oss kolla om detta stämmer med online-kalkylatorn! Vi tittar och ser: 2.4. Tja, om vi tar hänsyn till att det utan avrundning visade sig vara 2,447 mm, kommer vi att anta att de två källorna upprepar varandra, vilket innebär att instruktionerna för att välja lindningsstigning (se ovan) kan litas på. Vid denna tidpunkt antar vi att den hemmagjorda spiralformade antennen är klar, och vi kommer också att hitta tjockleken på tråden där motståndet blir lika med 50 Ohm: det visar sig vara 8,5 mm. Vid denna höga frekvens är det dessutom svårt att tillhandahålla de erforderliga förhållandena. Därför ges ofta målet att göra en spiralantenn på egen hand till datavetare.

Angående inkonsekvenser i räknaren, kolla vad du läser på Internet teknisk information upprepat. Vi tror att vi har svarat på frågan om vad en spiralantenn är och hur man gör en spiralantenn. Fördelen med designen är dess lätthet att tillverka, om patchar behöver beräknas, samordnas, och det är inte ett faktum att det kommer att fungera, finns det en bra enhet som uppfyller de givna villkoren och filtrerar bort mycket störningar. Det finns identiska antenner på båda sidor (mottagning och sändning) för att kunna arbeta med cirkulär polarisering, annars blir resultatet mystiskt oförutsägbart. En egenmonterad spiralantenn är verklighet.

Jag bestämde mig för att markera denna kommentar, som jag kommer att ge nedan i texten, som en separat artikel. Dess författare kom med en spiralantenn, som under de värsta mottagningsförhållandena säkerställde driften av två tv-apparater samtidigt, utan förstärkare eller splitter. Han kallade sin design BISPIRAL, även om detta namn redan är kombinerat med dubbla spiralformade och två spiralformade antenner, som presenteras i olika versioner och för olika funktionella ändamål. Men från exemplet ovan kommer du att förstå att detta är något annat som fortfarande behöver komma på ett namn.

BISPIRAL
Säljaren avskräckte folk från att köpa en DVB-T2-mottagare: "Om du tar tillbaka den kommer vi inte att fånga den!" Det är 35 km mellan källan och min stad. Avståndet är inte hotande, men tre kraftledningar - 500 och 750 kraftledningar - är störningskällor. Dessutom blockeras direktsignalen av en kulle med tät bebyggelse av 16-våningshus.31:a (551 MHz) och 51:a (714 MHz) frekvenskanaler.
Den första som tillverkades och testades var en tvåringsantenn. Hon hjälpte till att hitta det enda alternativet för mottagningsriktningen, visade "glimt" av en TV-signal reflekterad i en spetsig vinkel från en nio våningar hög byggnad i en halv kilometer.

Jag gjorde en 7-varvs spiralantenn designad för kanal 31. Ramen är baserad på 4 stycken vattenrör av polypropen (liten tangent!), för en fyrkantig spiral - en enkeltrådig koppartråd med ett tvärsnitt på 4 kvadratmeter. mm i vinylisolering, fem meters kabel. Resultatet var ganska tillfredsställande, pålitlig mottagning av båda paketen. Jag försökte göra en liknande antenn enligt dimensionerna för kanal 51 (714 MHz), resultatet är att den inte "fångar" kanal 31. Av detta drog jag slutsatsen: beräkningen av en spiralantenn bör utföras på en lågfrekvent kanal. Slutsats nummer två: bredbandet hos en spiralantenn bestäms av dess design (som Karl Rothhammel hävdar), och inte av diametern på den lindade tråden.
Allt var bra tills min fru bad att hon också skulle ha en TV i köket. Det allvarliga avståndet (plus 13 meter) för högfrekvent signalöverföring är ett problem. Att använda en krabba, såväl som att slå på mottagarna i ett "tåg" ledde inte till resultat. Jag testade tre modeller av SWA-förstärkare, med den bästa av dem ökade signalintensiteten från 70 till 90, men det fanns ingen kvalitet alls i fjärran! Separat gav mottagare med denna antenn tillförlitlig mottagning av båda paketen.

Att bygga en andra antenn innebär att det blir rörigt på balkongen...
Beslutet har kommit. Vad händer om vi arrangerar en andra spiral på samma ram och placerar varven mellan varven på den första? Inte tidigare sagt än gjort, revideringen var klar på 1,5 timme. Resultatet är underbart! För den andra spiralen använde jag tråd med en silverpläterad skärmlindning. Intensiteten och kvaliteten på signalerna vid den bortre (!) mottagaren ökade med 15 poäng. Mottagarnas inverkan på varandra med en sådan antenn märktes inte.
Det är känt att när signaler från två helixar läggs till fördubblas signalintensiteten. Jag har inte provat att ansluta spiraler, men det skulle vara intressant. Det är också intressant att prova fyra spiraler på en gemensam ram...
Jag hoppas att denna information kommer att vara användbar för den nyfikna och händige!

P.S. Om det fanns en "infoga bild"-knapp skulle jag bifoga ett foto.

Nåväl, nu – min utgång.

Det är svårt att inte hålla med om att denna information är mycket nödvändig. Vi kan bara beklaga att den här bloggens resurs inte ger åtföljande kommentarer med fotografier. Och den här kommentaren i sig dök inte upp direkt utan jag hittade den av en slump vid sidan av bloggen och klämde in den på rätt plats bara två veckor senare.

Omedelbart under kommentarens gång ska jag bara förtydliga att när man lägger till två spiraler, som andra antenner med riktningsegenskaper, ökar deras totala förstärkning endast med 3 dB, om förstärkningen av dessa antenner mäts från en halvvågsvibrator ( det är åtminstone vad författaren till tvådelade boken säger "Antenner" av Karl Rothhammel och "Handbook of Radio Amateur Designer" under allmän redaktion av R. M. Malinin).

Erfarenheterna från författaren till den bifogade kommentaren bevisar praktiskt taget att ju sämre förutsättningarna är för utbredning av radiovågor, desto starkare är fördelen med cirkulär polarisering som spiralantenner har, och även med hänsyn till förluster på 3 dB vid mottagning av en signal från en TV-sändare med horisontell polarisation.

Nu måste vi komma på ett namn för denna hemmagjorda antenn som författaren testade. För att inte bli förvirrad i terminologin för spiralantenner, bestämde jag mig för att intressera mig för de redan kända namnen, och så visade det sig

Jag kommer också att notera att av hela variationen av antenner är det bara spiral som leder i antalet geometriska former och motsvarande namn, och när det gäller två eller flera spiraler ökar namnalternativen proportionellt.

Spiralantenn med horisontell polarisation.

Dessa är två spiraler, med motsatt lindningsstigning, placerade parallellt med varandra i ett horisontellt plan, med en gemensam reflektor, med ett rekommenderat avstånd mellan axlarna lika med 1,5 våglängder. Om spiralerna är placerade i ett horisontellt plan, har de horisontell polarisation, om de är i samma plan ovanför varandra, då polariseringen är vertikal. Två spiraler på vardera sex varv ger en förstärkning på 14 dB, jämfört med en halvvågsvibrator (låt mig påminna om att 6 varv, enligt tabellen i samma publikation, är 11 dB). Jämfört med en enkel helix med en karakteristisk impedans på 120 ohm har dubbla helixar en fördel, eftersom deras totala resistans är 60 ohm, och de är lättare att matcha med en 50 eller 75 ohm koaxialkabel. Med samma typ av arrangemang av spiraler blir polarisationen cirkulär.

Mindre vanligt förekommande är utformningen av en spiralantenn med horisontell polarisation, där två spiraler med åt olika håll lindningarna är anslutna längs en axel.

Dubbel helixantenn.

I samma tvådelade bok (speciella typer av antenner för VHF- och UHF-band, kapitel 26. 8.) finns en annan term " dubbel helixantenn", i själva verket är denna antenn jämförbar i egenskaper med en kvartsvågsstav, där den senare är gjord i form av en spiral, och funktionen hos en motvikt utförs av en spiral med större diameter.

Denna typ av antenn är väl lämpad för långdistansmottagning av marksänd tv digital signal. Enkelheten i produkten är fängslande det finns bara två huvuddelar: en reflektor gjord av en snöskyffel och en spiral gjord av en spole av strömtråd. Inte en enda lödfog, allt är skruvat och vridet. Det finns inga komplexa matchande element. Förstärkningen av designen når dock mer än 10 dB, vilket gör att den i vissa fall kan användas utan förstärkare. Det var med denna antenn utan förstärkare som jag fick en digital tv-signal utanför stan.

Jag vill påminna dig om att vilken decimeterantenn som helst är lämplig för digital kanal sändning kommer skillnaden bara att finnas i mottagningsområdet. Men inte varje antenn kommer att ge maximal förstärkning och matchning exakt vid önskad frekvens. Oavsett hur komplex en antenn är, har den fall och förstärkningstoppar genom hela sitt spektrum av mottagna frekvenser.

Det var spiralantennerna som övervakade den första kosmonauten Yuri Gagarins flygning. När de första sovjetiska månroversna, som orienterade spiralerna, plöjde Månens yta, drömde jag om att göra samma rymdantenn.

Foto 2.

Det finns inget värre än oavslutade affärer. Som grund väljer jag den enklaste av alla typer av spiralantenner. Den är enkelstartad, spiralformad, cylindrisk (ibland konisk), regelbunden, det vill säga med konstant slingrande stigning eller samma avstånd mellan varven. Således talar namnet på antennen redan om dess design. Detta är exakt den design som först föreslogs av Kraus J.D.

"Spiralstråleantenn". – "Elektronik", 1947. V 20, N 4. R. 109.

Jag rekommenderar den bästa uppslagsboken för radioamatörer "Antenner", upplaga 11, volym 2. Författare Karl Rothhammel. Boken innehåller mycket praktiskt material för nästan alla typer av antenner. Egenskaper, parametrar, praktiska beräkningar, rekommendationer.

Från denna publikation presenterar jag egenskaperna hos en spiralantenn.

Ris. 1.

Du måste ta reda på vilken frekvens digitala sändningar är i din region och omvandla värdet på denna frekvens till meter. Våglängd i meter = 300/F (frekvens i MHz).

För sändningsfrekvenserna i Moskva för två digitala paket valde jag medelfrekvensen på 522 MHz, vilket motsvarar en lambdavåglängd på 57 cm. I det här fallet är svängens diameter D = 17,7 cm, avståndet mellan varven är 13,7 cm, avståndet från skärmen till svängen är 7,4 cm, och skärmens bredd ska vara 35 cm.

Som skärm (reflektor) behövde jag en felaktig snöskyffel gjord av vackert glänsande rostfritt stål, ständigt böjd under tyngden av snön. Övning visar att reflektorn inte behöver vara rund, och det är ingen idé att göra sidan av en kvadrat mer än två diametrar av spiralen. Jag gjorde spiralen från en nätverksströmkabel med en diameter på cirka 2 mm. använda en av dess kärnor, utan att ta bort isoleringen från den, eftersom den är transparent för radiovågor och koppartråd oxiderar inte under påverkan av den yttre miljön. I praktiken visade sig tjockleken på tråden vara nästan 5 gånger mindre än den teoretiska, varför antennens räckvidd visade sig vara smal. Inom UHF-området kommer antennen bara att ta emot bra ett fåtal analoga tv-stationer, dock kommer två digitala paket som ligger i närheten i frekvens att passa bra in i dess förstärkningsband. Du behöver också en 75 Ohm koaxialkabel med en kontakt. Jag rekommenderar inte att bli för medtagen med kabelns längd, särskilt om antennen inte har en förstärkare, eftersom 0,5 till 1 dB förstärkning går förlorad på varje meter och en lång kabel kräver en matchande enhet. I min design använde jag 3 meter kabel.

Ris. 2.

Allt du behöver göra är att linda spiralen, ansluta kabeln till spiralledaren och fästa allt på spadens blad. Men jag hade inte en dielektrisk cylinder med den erforderliga diametern för att fixera spiraltråden, och därför använde jag lameller och ett ark av torr plywood som ram och överförde antennens dimensioner från skissen till den. Det skulle vara coolare om spadehandtag användes istället för lameller och plywood, men jag monterade bara layouten, och det var bekvämt för mig att göra allt på plywood. När skalet började omslutas i tråd såg den hemgjorda produkten ut som kroppen av ett flygplan. Från utsidan såg det mindre ofarligt ut om jag började böja spolarna från kopparrör som jag ville förut. Som jag redan har sagt är det bekvämt att gömma en sådan antenn under åsen på ett hus med ett tak av mjukt tak, andulin eller skiffer, genomskinligt för radiovågor.

Foto 3. Testa antennlayouten.

För att testa antennen använde jag vindsrummet, där jag använde en stege för att lyfta den hemmagjorda produkten närmare taket. På denna plats fungerade tidigare en fasad slinga med en 35 dB förstärkare och en svåråtkomlig inomhusantenn med en 30 dB förstärkare. Testplats också. Vladimir-regionen, 90 km öster om Ostankino. Nu fungerar här en spiralantenn utan förstärkare. Hon "ser" tv-centralen genom: klappbräda, glasin, 10 cm basaltull, mantelbrädor, OSB-plywood, underlagsmatta, mjuka takfjäll och ett gäng spikar i olika längder. Allt som återstår är att fixa det ännu högre. under husets nock eller demontera det, för det är bara layout.

Bild 5. Storlek och tonhöjd på de tidigare antenndesignerna är nästan identiska.

För att förbättra antennens parametrar skulle det inte skada att använda en matchande enhet - en transformator som ger en övergång från ett antennmotstånd på 180 Ohm till en koaxialkabel med ett motstånd på 75 Ohm. Detta är en platta av tunn koppar i form av en triangel, som expanderar mot skärmen. Jag valde monteringsplatsen för plattan och dess dimensioner experimentellt, med hjälp av två klädnypor av plast. Hemma kan detta enkelt göras med hjälp av en TV genom att sänka antennen till en lägre nivå, där bilden blir "snöig". Det är nödvändigt att flytta, vrida plattan, och genom att gehör, genom att minska brusnivån i ljudkanalen när man tar emot en analog signal, nära i frekvens till det digitala paketet, bestämma dess plats. Löda den sedan.

Trots den absurda formen har denna antenn en fördel. Den har ingen förstärkare, som ofta kraschar efter att blixten har slagit ner. I praktiken misslyckades förstärkare två gånger under ett åskväder vid utomhusantenner belägna 30 meter från en överliggande elstolpe som träffades av blixten. För antennen som är placerad under husets tak, sex meter från urladdningsstolpen, har inga fall av förstärkarfel registrerats.

Strömförsörjningen till själva förstärkaren kan misslyckas, eftersom den vanligtvis alltid är strömsatt och har en begränsad resurs.

En annan fördel är att räckvidden för denna antenn med en förstärkare blir större, kolla själv hur mycket längre.

Tillägg. Ändra antenndesign.

I år (2015) bestämde jag mig för att förbättra den hemgjorda designen av en spiralantenn, med hjälp av ett metall-plaströr (metall-plast) med en diameter på 16 mm istället för en tråd. Tidigare monterade antenner har redan genomgått en liknande operation och har märkbart piggnat till. Även spiralantennen har genomgått en förbättring, men gör inga misstag, ökningen av signalnivån var bara 10 procent, och signalkvaliteten låg kvar på samma 100-procentiga nivå.

Foto 7. Gammal antenn.

Bild 8. Designändringar.

Jag har länge velat göra en antenn med ett rör som material. Likheten med ett månsken stoppades av den höga kostnaden. Men materialet har hittats och redan testats enkla antenner. Detta lättböjade rör av högkvalitativt aluminium, täckt på alla sidor med plast, säljs på alla byggmarknader för att lägga vattenrör.

Foto 10. Ny design.

Foto 9. Bank - dorn.

Ekonomisk

antennberäkning.

Jag var tvungen att göra den här komplexa beräkningen när jag gick till butiken "Allt för hemmet", i utkanten av Moskva-regionen och såg metallplast till ett pris av 45 rubel. Våglängd, sändningsfrekvenser, cirkellängd, antal varv, antennförstärkning...

Jag slängde ut 4 meter i kassan och summerade den ekonomiska delen av projektet. Kostnaden för antennen bör inte överstiga den lägsta punktskattekostnaden för en flaska vodka.

Antennberäkning.

Rent av ekonomiska skäl blev det 6,5 varv, ett halvt varv mindre än den tidigare hemmagjorda tråden. Jag tog också ett avstånd mellan varven lika med en fjärdedel av våglängden. På liknande sätt beräknade jag längden på ett varv, men av praktiska skäl har jag redan erfarenhet av att göra enkelt slingantenner, korrigerade metallplastens beroende av frekvensen, minskade spolens längd med 1,5 cm. Jag beräknade också dornens diameter och dividerade spolens justerade längd med 3,14. Med hänsyn till rörets tjocklek var dornens diameter 8 mm mindre.

Justering.

Den bestod i att mäta SWR (stående vågförhållande) med en hemmagjord SWR-mätare. Till en början mätte jag en gammal hemmagjord. Konstigt nog hävdade enheten utmärkt matchning med en belastning på 50 Ohm (SWR = 1,5). Med den modifierade antennen sammanföll dock allt också när det strömförs från kanten av duken. Men konstruktivt, senare använde jag kabeln i mitten och SWR sjönk till 2. En enkel hemmagjord SWR-mätare, kombinerad med en hemmagjord generator inställd på digitala sändningsfrekvenser, visade sig vara mycket användbar. Med dess hjälp kunde jag inte bara bestämma antennens SWR, utan också kontrollera dess prestanda, när varje varv reagerade på närmandet av ett kastrulllock genom att svänga mikroamperemeternålen.

Resultat.

Designändringen tillförde en 10-procentig ökning av förstärkningen, och detta trots att antennen hade ett halvt varv mindre. I allmänhet tar den emot program i UHF-området, som fungerar i analogt läge, inte sämre än en "vågkanal"-antenn (Uda-Yagi), som inkluderar 12 direktörer och en förstärkare med en angiven förstärkning på minst 26 dB. Båda antennerna är placerade under samma förhållanden på samma nivå från marken. Den enda skillnaden är att driften av en köpt antenn, när den tar emot en digital signal över luft, beror på vädret och tiden på dygnet, vilket simulerar försämringen av radiovågornas passage med ett karakteristiskt kvackande ljud och frysning av TV. bilder, eller till och med en fullständig frånvaro av bilder. Radiomottagning med en hemmagjord antenn är alltid konstant.

Men totalt sett var jag missnöjd med den här designen, eftersom jag förväntade mig något mer av den, enbart baserat på dess dimensioner och de pengar som spenderades. Jämför denna spiralformade antenn med den tidigare designen hemmagjord antenn för att ta emot markbunden digital-tv, bestående av endast två fasade ringar med identisk diameter, gjorda av samma material, hittade jag ingen signifikant vinst när jag jämförde dem när det gäller mottagningsnivåer.

Två fasade ringar och sex vridna till en spiral ger en teoretisk förstärkning på 6 dB och 10 dB. Två ringar i det fria och 6,5 ringar under taket, i samma nivå från marken och med praktiskt taget samma procentuella vinst. Kanske taket absorberade skillnaden på 4 dB, eller kanske det är riktigt svårt att märka denna skillnad? Samtidigt, utsätt inte den här spolen för gatan, vilket öppnar ämnet för onödiga konversationer.

Har jag tappat modet? Nej! Amatörradio är en källa till nöje. Ta upp amatörradio, det är intressant. Kanske blir dina resultat bättre.

Troligtvis kommer jag att återvända till den här spiralantennen, eftersom den inte somnade när "vågkanal" -antennen slutade ta emot luft.