Trådteknik för tillverkning av fraktala antenner. Hur man gör en antenn för en TV med dina egna händer från aluminiumtråd eller kabel: en enkel design för att ta emot en TV-signal. Minkowski-fraktalen är konstruerad på samma sätt som Koch-kurvan och har samma egenskaper

Det första jag skulle vilja skriva om är en liten introduktion till fraktala antenners historia, teori och användning. Fraktalantenner upptäcktes nyligen. De uppfanns först av Nathan Cohen 1988, sedan publicerade han sin forskning om hur man gör en TV-antenn av tråd och patenterade den 1995.

Fraktalantennen har flera unika egenskaper, som skrivits på Wikipedia:

"En fraktalantenn är en antenn som använder en fraktal, självupprepande design för att maximera längden eller öka omkretsen (på inre områden eller extern struktur) av ett material som kan ta emot eller sända elektromagnetiska signaler inom en given total yta eller volym .”

Vad exakt betyder detta? Tja, du måste veta vad en fraktal är. Även från Wikipedia:

"En fraktal är vanligtvis en grov eller fragmenterad geometrisk form som kan delas upp i delar, där varje del är en mindre kopia av helheten - en egenskap som kallas självlikhet."

En fraktal är alltså en geometrisk form som upprepar sig om och om igen, oavsett storleken på de enskilda delarna.

Fraktalantenner har visat sig vara ungefär 20 % effektivare än konventionella antenner. Detta kan vara användbart särskilt om du vill att din TV-antenn ska ta emot digital eller högupplöst video, öka mobilräckvidden, Wi-Fi-räckvidden, FM- eller AM-radiomottagning etc.

De flesta mobiltelefoner har redan fraktalantenner. Du kanske har märkt detta eftersom mobiltelefoner inte längre har antenner på utsidan. Detta beror på att de har fraktala antenner inuti dem etsade in i kretskortet, vilket gör att de kan ta emot bättre signaler och plocka upp fler frekvenser som Bluetooth, Cellular och Wi-Fi från en enda antenn.

Wikipedia:

"Fraktalantennens svar skiljer sig märkbart från traditionella antennkonstruktioner genom att den kan fungera med bra prestanda vid olika frekvenser samtidigt. Frekvensen på standardantenner måste skäras för att bara kunna ta emot den frekvensen. Därför är en fraktalantenn, till skillnad från en konventionell antenn, en utmärkt design för bredbands- och multibandsapplikationer."

Tricket är att designa din fraktalantenn så att den ger resonans vid den specifika mittfrekvens du vill ha. Det gör att antennen kommer att se olika ut beroende på vad du vill uppnå. För att göra detta måste du använda matematik (eller en onlineräknare).

I mitt exempel ska jag göra enkel antenn, men du kan göra det mer komplicerat. Ju mer komplex desto bättre. Jag kommer att använda en spole av 18-tråds solid kärntråd för att göra antennen, men du kan anpassa dina egna kretskort för att passa din estetik, göra den mindre eller mer komplex med större upplösning och resonans.

Jag ska göra en tv-antenn för att ta emot digital-tv eller tv hög upplösning. Dessa frekvenser är lättare att arbeta med och varierar i längd från cirka 15 cm till 150 cm för halv våglängd. För enkelhetens skull och till låg kostnad för delar kommer jag att placera den på en vanlig dipolantenn, den kommer att fånga vågor i intervallet 136-174 MHz (VHF).

För att ta emot UHF-vågor (400-512 MHz) kan du lägga till en regissör eller reflektor, men detta kommer att göra mottagningen mer beroende av antennens riktning. VHF är också riktad, men istället för att peka direkt på TV-stationen i en UHF-installation kommer du behöva montera VHF-öronen vinkelrätt mot TV-stationen. Det är här du måste anstränga dig lite mer. Jag vill göra designen så enkel som möjligt, för det här är redan en ganska komplex sak.

Huvudkomponenter:

• Monteringsyta, såsom ett plasthölje (20 cm x 15 cm x 8 cm)
• 6 skruvar. Jag använde stålplåtsskruvar
• Transformator med motstånd från 300 Ohm till 75 Ohm.
• 18 AWG (0,8 mm) monteringstråd
• RG-6 koaxialkabel med terminatorer (och med en gummimantel om installationen ska ske utomhus)
• Aluminium vid användning av reflektor. Det fanns en i bilagan ovan.
• Fin markör
• Två par små tänger
• Linjalen är inte kortare än 20 cm.
• Transportör för vinkelmätning
• Två borr, en något mindre i diameter än dina skruvar
• Liten trådskärare
• Skruvmejsel eller skruvmejsel

Notera: Undersidan av aluminiumtrådantennen är på höger sida av bilden där transformatorn sticker ut.

Steg 1: Lägga till en reflektor

Montera huset med reflektorn under plastkåpan

Steg 2: Borra hål och installera monteringspunkter

Borra små utloppshål på motsatt sida av reflektorn i dessa positioner och placera en ledande skruv.

Steg 3: Mät, klipp och skala ledningar

Klipp fyra stycken 20 cm tråd och lägg dem på kroppen.

Steg 4: Mätning och märkning av ledningar

Använd en markör och markera var 2,5 cm på tråden (det kommer att bli böjar på dessa punkter)

Steg 5: Skapa fraktaler

Detta steg måste upprepas för varje bit tråd. Varje böj bör vara exakt 60 grader, eftersom vi kommer att göra liksidiga trianglar för fraktalen. Jag använde två tång och en gradskiva. Varje böj är gjord på ett märke. Innan du gör veck, visualisera riktningen för var och en av dem. Använd det bifogade diagrammet för detta.

Steg 6: Skapa dipoler

Klipp ytterligare två bitar av tråd som är minst 6 tum långa. Linda dessa trådar runt de övre och nedre skruvarna längs långsidan och linda dem sedan runt mittskruvarna. Klipp sedan bort överskottslängden.

Steg 7: Installation av dipoler och installation av transformator

Fäst var och en av fraktalerna på hörnskruvarna.

Fäst en transformator med lämplig impedans till de två mittskruvarna och dra åt dem.

Monteringen klar! Kolla in och njut!

Steg 8: Fler iterationer/experiment

Jag gjorde några nya element med hjälp av en pappersmall från GIMP. Jag använde en liten solid telefontråd. Den var liten, stark och tillräckligt böjlig för att böjas in i de komplexa former som krävs för mittfrekvensen (554 MHz). Detta är genomsnittet digital signal UHF för kanaler marksänd tv i mitt område.

Foto bifogat. Det kan vara svårt att se koppartrådarna i svagt ljus mot kartong och tejp ovanpå, men ni fattar.

I denna storlek är elementen ganska ömtåliga, så de måste hanteras försiktigt.

Jag har även lagt till en mall i png-format. För att skriva ut den storlek du vill ha, måste du öppna den i en fotoredigerare som GIMP. Mallen är inte perfekt eftersom jag gjorde den för hand med hjälp av en mus, men den är tillräckligt bekväm för människohänder.

Trådfraktalantennerna som studeras i denna avhandling gjordes genom att böja tråden enligt en tryckt pappersmall. Eftersom tråden böjdes manuellt med en pincett, var noggrannheten för att få antennen att "böjas" cirka 0,5 mm. Därför togs de enklaste geometriska fraktalformerna för forskning: Koch-kurvan och Minkowskis "bipolära hopp".

Det är känt att fraktaler gör det möjligt att minska storleken på antenner, medan dimensionerna på en fraktal antenn jämförs med dimensionerna för en symmetrisk halvvågslinjär dipol. I ytterligare forskning i avhandlingen kommer trådfraktalantenner att jämföras med en linjär dipol med /4-armar lika med 78 mm med en resonansfrekvens på 900 MHz.

Tråd fraktala antenner baserade på Koch-kurvan

Verket ger formler för att beräkna fraktala antenner baserade på Koch-kurvan (Figur 24).

A) n= 0 b) n= 1 c) n = 2

Figur 24 - Koch-kurva för olika iterationer n

Dimensionera D den generaliserade Koch-fraktalen beräknas med formeln:

Om vi ​​ersätter standardböjningsvinkeln för Koch-kurvan = 60 med formeln (35) får vi D = 1,262.

Beroende av den första resonansfrekvensen för Koch-dipolen f K från fraktaldimensionen D, iterationsnummer n och resonansfrekvens för en rak dipol f D med samma höjd som Koch streckade linje (vid ytterpunkterna) bestäms av formeln:

För figur 24, b vid n= 1 och D= 1,262 från formel (36) får vi:

f K= f D 0,816, f K = 900 MHz 0,816 = 734 MHz. (37)

För figur 24, c med n = 2 och D = 1,262, från formel (36) får vi:

f K= f D 0,696, f K = 900 MHz 0,696 = 626 MHz. (38)

Formlerna (37) och (38) tillåter oss att lösa det omvända problemet - om vi vill att fraktala antenner ska fungera vid en frekvens f K = 900 MHz, då måste raka dipoler fungera vid följande frekvenser:

för n = 1 f D = f K / 0,816 = 900 MHz / 0,816 = 1102 MHz, (39)

för n = 2 f D = f K / 0,696 = 900 MHz / 0,696 = 1293 MHz. (40)

Med hjälp av grafen i figur 22 bestämmer vi längden på /4-armarna på en rak dipol. De kommer att vara lika med 63,5 mm (för 1102 MHz) och 55 mm (för 1293 MHz).

Således gjordes 4 fraktala antenner baserade på Koch-kurvan: två med 4-armars dimensioner på 78 mm, och två med mindre dimensioner. Figurerna 25-28 visar bilder av RK2-47-skärmen, från vilka resonansfrekvenser kan bestämmas experimentellt.

Tabell 2 sammanfattar de beräknade och experimentella data, av vilka det framgår att de teoretiska frekvenserna f T skiljer sig från experimentella f E inte mer än 4-9%, och detta är ett ganska bra resultat.

Figur 25 - Skärm RK2-47 vid mätning av en antenn med en Koch-kurva med iteration n = 1 med /4-armar lika med 78 mm. Resonansfrekvens 767 MHz

Figur 26 - Skärm RK2-47 vid mätning av en antenn med en Koch-kurva med iteration n = 1 med /4-armar lika med 63,5 mm. Resonansfrekvens 945 MHz

Figur 27 - Skärm RK2-47 vid mätning av en antenn med en Koch-kurva med iteration n = 2 med /4-armar lika med 78 mm. Resonansfrekvens 658 MHz

Figur 28 - Skärm RK2-47 vid mätning av en antenn med en Koch-kurva med iteration n = 2 med /4-armar lika med 55 mm. Resonansfrekvens 980 MHz

Tabell 2 - Jämförelse av beräknade (teoretisk fT) och experimentella fE-resonansfrekvenser för fraktala antenner baserat på Koch-kurvan

Tråd fraktala antenner baserade på ett "bipolärt hopp". Riktningsmönster

Fraktallinjer av typen "bipolärt hopp" beskrivs i arbetet, men formler för beräkning av resonansfrekvensen beroende på antennens storlek anges inte i arbetet. Därför beslutades det att bestämma resonansfrekvenserna experimentellt. För enkla fraktala linjer av den första iterationen (Figur 29, b) gjordes 4 antenner - med en längd av /4-arm lika med 78 mm, med halva längden och två mellanliggande längder. För de svårtillverkade fraktallinjerna i den andra iterationen (Figur 29, c) tillverkades 2 antenner med 4-armars längder på 78 och 39 mm.

Figur 30 visar alla tillverkade fraktala antenner. Figur 31 visar utseendet på experimentuppställningen med fraktalantennen för den andra iterationen av "bipolärt hopp". Figurerna 32-37 visar den experimentella bestämningen av resonansfrekvenser.

A) n= 0 b) n= 1 c) n = 2

Figur 29 - Minkowski-kurvans "bipolära hopp" av olika iterationer n

Figur 30 - Utseende alla tillverkade trådfraktalantenner (tråddiametrar 1 och 0,7 mm)

Figur 31 - Experimentell uppställning: panoramisk VSWR och dämpningsmätare RK2-47 med en fraktal antenn av typen "bipolärt hopp", 2:a iterationen

Figur 32 - Skärm RK2-47 vid mätning av en "bipolär hopp"-antenn med iteration n = 1 med /4-armar lika med 78 mm.

Resonansfrekvens 553 MHz

Figur 33 - Skärm RK2-47 vid mätning av en "bipolärt hopp"-antenn med iteration n = 1 med /4-armar lika med 58,5 mm.

Resonansfrekvens 722 MHz

Figur 34 - Skärm RK2-47 vid mätning av en "bipolär hopp"-antenn med iteration n = 1 med /4-armar lika med 48 mm. Resonansfrekvens 1012 MHz

Figur 35 - Skärm RK2-47 vid mätning av en "bipolärt hopp"-antenn med iteration n = 1 med /4-armar lika med 39 mm. Resonansfrekvens 1200 MHz

Figur 36 - Skärm RK2-47 vid mätning av en "bipolär hopp"-antenn med iteration n = 2 med /4-armar lika med 78 mm.

Den första resonansfrekvensen är 445 MHz, den andra är 1143 MHz

Figur 37 - Skärm RK2-47 vid mätning av en "bipolär hopp"-antenn med iteration n = 2 med /4-armar lika med 39 mm.

Resonansfrekvens 954 MHz

Som experimentella studier har visat, om vi tar en symmetrisk halvvågs linjär dipol och en fraktalantenn av samma längd (Figur 38), kommer fraktala antenner av typen "bipolärt hopp" att fungera med en lägre frekvens (med 50 och 61) %), och fraktala antenner i form av en kurva Koch arbetar vid frekvenser 73 och 85 % lägre än de för en linjär dipol. Därför kan fraktala antenner faktiskt göras i mindre storlekar. Figur 39 visar dimensionerna för fraktala antenner för samma resonansfrekvenser (900-1000 MHz) i jämförelse med armen på en konventionell halvvågsdipol.

Figur 38 - "Konventionella" och fraktala antenner av samma längd

Figur 39 - Antennstorlekar för samma resonansfrekvenser

5. Mätning av strålningsmönster för fraktala antenner

Antennstrålningsmönster mäts vanligtvis i "kofria" kamrar, vars väggar absorberar strålningen som faller på dem. I detta examensarbete utfördes mätningar i ett vanligt laboratorium vid fakulteten för fysik och teknik, och den reflekterade signalen från metallhöljena till instrument och järnstativ introducerade vissa fel i mätningarna.

Den egna generatorn för panorama VSWR och dämpningsmätaren RK2-47 användes som källa för mikrovågssignalen. En nivåmätare användes som strålningsmottagare från fraktalantennen. elektromagnetiskt fält ATT-2592, tillåter mätningar i frekvensområdet från 50 MHz till 3,5 GHz.

Preliminära mätningar visade att strålningsmönstret för en symmetrisk halvvågs linjär dipol signifikant förvränger strålningen från utsidan av koaxialkabeln, som var direkt (utan matchande enheter) kopplad till dipolen. Ett av sätten att undertrycka transmissionslinjestrålningen är att använda en monopol istället för en dipol tillsammans med fyra inbördes vinkelräta /4 "motvikter" som spelar rollen som "jord" (Figur 40).

Figur 40 - /4 monopol- och fraktalantenn med "motvikter"

Figurerna 41 - 45 visar de experimentellt uppmätta strålningsmönstren för antennerna som studeras med "motvikter" (strålningens resonansfrekvens ändras praktiskt taget inte när man flyttar från en dipol till en monopol). Mätningar av mikrovågstrålningseffektflödestätheten i mikrowatt per kvadratmeter utfördes i horisontella och vertikala plan med intervall om 10. Mätningar utfördes i antennens "fjärr"-zon på ett avstånd av 2.

Den första antennen som studerades var en rätlinjig /4-vibrator. Av strålningsmönstret för denna antenn är det tydligt (Figur 41) att det skiljer sig från det teoretiska. Detta beror på mätfel.

Mätfel för alla antenner som studeras kan vara följande:

Reflektion av strålning från metallföremål inuti laboratoriet;

Brist på strikt ömsesidig vinkelräthet mellan antennen och motvikterna;

Inte fullständigt undertryckande av strålning från koaxialkabelns yttre skal;

Felaktig avläsning av vinkelvärden;

Felaktig "inriktning" av ATT-2592-mätaren vid antennen;

Störningar från mobiltelefoner.

För de som inte vet vad det är och var det används kan jag säga att titta på videofilmer om fraktaler. Och sådana antenner används överallt nuförtiden, till exempel i varje mobiltelefon.

Så i slutet av 2013 kom min svärfar och svärmor för att besöka oss, och sedan bad svärmor, på tröskeln till nyårshelgen, oss om en antenn till henne liten TV. Min svärfar tittar på TV genom en parabol och brukar göra något eget, men min svärmor ville titta på nyårsprogrammen tyst utan att störa min svärfar.

Ok, vi gav henne vår slingantenn (330x330 mm fyrkantig), genom vilken min fru ibland tittade på TV.

Och då närmade sig tiden för invigningen av vinter-OS i Sotji och min fru sa: Gör en antenn.

Det är inga problem för mig att göra en annan antenn, så länge den har ett syfte och en mening. Han lovade att göra det. Och nu har tiden kommit... men jag tyckte att det på något sätt var tråkigt att skulptera en slingantenn till, trots allt är 2000-talet på gården och då kom jag ihåg att de mest progressiva i konstruktionen av antenner är EH-antenner , HZ-antenner och fraktalantenner. Efter att ha listat ut vad som var mest lämpligt för mitt företag, bestämde jag mig för en fraktalantenn. Lyckligtvis har jag sett alla möjliga filmer om fraktaler och hämtat alla möjliga bilder från Internet för länge sedan. Så jag ville översätta idén till materiell verklighet.

Foton är en sak, en specifik implementering av en viss enhet är en annan. Jag brydde mig inte länge och bestämde mig för att bygga en antenn baserad på en rektangulär fraktal.

Jag tog ut koppartråd med en diameter på ca 1 mm, tog en tång och började tillverka saker... det första projektet var fullskaligt med många fraktaler. Av vana gjorde jag det länge, på kalla vinterkvällar gjorde jag det äntligen, limmade hela fraktalytan på fiberskivan med flytande polyeten, lödde kabeln direkt, ca 1 m lång, började försöka. Hoppsan! Och den här antennen tog emot TV-kanaler mycket tydligare än en ramantenn... Jag var nöjd med det här resultatet, vilket betyder att det inte var förgäves som jag kämpade och gnuggade förhårdnader medan jag böjde tråden till en fraktal form.

Det gick ungefär en vecka och jag fick idén att storleken på den nya antennen är nästan densamma som en ramantenn, det är ingen speciell fördel, om man inte tar hänsyn till en liten förbättring av mottagningen. Och så jag bestämde mig för att montera en ny fraktalantenn, med färre fraktaler och därför mindre i storlek.

Fraktal antenn. Första alternativet

Lördagen 2014-08-02 tog jag ut en liten bit koppartråd som blev över från den första fraktala antennen och ganska snabbt, ungefär en halvtimme, monterade jag en ny antenn...

Fraktal antenn. Andra alternativet

Sedan lödde jag fast kabeln från den första och det visade sig vara en komplett enhet. Fraktal antenn. Andra alternativet med kabel

Jag började kolla prestandan... Wow, fan! Ja, den här fungerar ännu bättre och tar emot så många som 10 kanaler i färg, vilket tidigare inte kunde uppnås med en loopantenn. Vinsten är betydande! Om du också uppmärksammar det faktum att mina mottagningsförhållanden är helt oviktiga: andra våningen, vårt hus är helt blockerat från tv-centralen av höghus, det finns ingen direkt sikt, då är vinsten imponerande både i mottagning och i storlek.

På Internet finns fraktalantenner gjorda genom etsning på folieglasfiber... Jag tror att det inte spelar någon roll vad man ska göra, och måtten bör inte strikt observeras för en tv-antenn, inom gränserna för att arbeta på knäet.

Världen är inte utan bra människor :-)
Valery UR3CAH: "God eftermiddag, Egor. Jag tror att den här artikeln (nämligen avsnittet "Fraktalantenner: less is more") motsvarar temat på din webbplats och kommer att vara av intresse för dig:) 73!"
Ja, visst är det intressant. Vi har redan berört detta ämne i viss utsträckning när vi diskuterade hexabims geometri. Även där fanns ett dilemma med att ”packa” den elektriska längden i geometriska dimensioner :-). Så tack, Valery, så mycket för att du skickade materialet.
Fraktalantenner: less is more
Under det senaste halvseklet har livet snabbt börjat förändras. De flesta av oss accepterar prestationer modern teknik för givet. Man vänjer sig väldigt snabbt vid allt som gör livet bekvämare. Sällan ställer någon frågorna "Var kom detta ifrån?" och "Hur fungerar det?" En mikrovågsugn värmer upp frukosten – jättebra, en smartphone ger dig möjlighet att prata med en annan person – jättebra. Detta verkar vara en självklar möjlighet för oss.
Men livet kunde ha varit helt annorlunda om en person inte hade sökt en förklaring till att händelserna utspelade sig. Ta till exempel Mobiltelefoner. Kommer du ihåg de infällbara antennerna på de första modellerna? De störde, ökade storleken på enheten och till slut gick de ofta sönder. Vi tror att de har sjunkit i glömska för alltid, och en del av anledningen till detta är... fraktaler.
Fraktalmönster fascinerar med sina mönster. De liknar definitivt bilder av kosmiska objekt - nebulosor, galaxhopar och så vidare. Det är därför helt naturligt att när Mandelbrot uttryckte sin teori om fraktaler väckte hans forskning ökat intresse bland dem som studerade astronomi. En av dessa amatörer vid namn Nathan Cohen, efter att ha deltagit i en föreläsning av Benoit Mandelbrot i Budapest, fick idén praktisk applikation förvärvade kunskaper. Det är sant att han gjorde detta intuitivt och slumpen spelade en viktig roll i hans upptäckt. Som radioamatör försökte Nathan skapa en antenn med högsta möjliga känslighet.
Det enda sättet att förbättra parametrarna för antennen, som var känd vid den tiden, bestod av att öka dess geometriska dimensioner. Ägaren till fastigheten i centrala Boston som Nathan hyrde var dock kategoriskt emot att installera stora enheter på taket. Sedan började Nathan experimentera med olika antennformer och försökte få maximalt resultat med den minsta storleken. Inspirerad av idén om fraktala former gjorde Cohen, som de säger, slumpmässigt en av de mest kända fraktalerna från tråd - "Koch-snöflingan". Den svenska matematikern Helge von Koch kom med denna kurva redan 1904. Det erhålls genom att dela ett segment i tre delar och ersätta mittsegmentet med en liksidig triangel utan att en sida sammanfaller med detta segment. Definitionen är lite svår att förstå, men i figuren är allt tydligt och enkelt.
Det finns också andra varianter av Koch-kurvan, men den ungefärliga formen på kurvan förblir liknande.

När Nathan kopplade in antennen till radiomottagaren blev han mycket förvånad – känsligheten ökade dramatiskt. Efter en rad experiment insåg den blivande professorn vid Boston University att en antenn gjord enligt ett fraktalt mönster har hög effektivitet och täcker ett mycket bredare frekvensområde jämfört med klassiska lösningar. Dessutom gör antennens form i form av en fraktalkurva det möjligt att avsevärt minska de geometriska dimensionerna. Nathan Cohen kom till och med på ett teorem som bevisade att man skulle skapa bredbandsantenn det räcker för att ge den formen av en självliknande fraktalkurva.

Författaren patenterade sin upptäckt och grundade ett företag för utveckling och design av fraktala antenner, Fractal Antenna Systems, med rätta att tro att mobiltelefoner i framtiden, tack vare hans upptäckt, kommer att kunna bli av med skrymmande antenner och bli mer kompakta. I princip var det så här. Sant, till denna dag är Nathan engagerad i en juridisk strid med stora företag, som illegalt använder sin upptäckt för att producera kompakta kommunikationsenheter. Några kända tillverkare Mobil enheter, som Motorola, har redan nått ett fredsavtal med uppfinnaren av fraktalantennen. Originalkälla

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Introduktion

En antenn är en radioenhet utformad för att sända eller ta emot elektromagnetiska vågor. Antennen är en av de viktigaste delarna av alla radiotekniska system förknippade med utsändning eller mottagning av radiovågor. Sådana system inkluderar: radiokommunikationssystem, radiosändningar, tv, radiostyrning, radioreläkommunikation, radar, radioastronomi, radionavigering, etc.

Strukturellt består antennen av ledningar, metallytor, dielektrikum och magnetoelektriska ämnen. Syftet med antennen illustreras av ett förenklat diagram över radiolänken. Högfrekventa elektromagnetiska oscillationer, modulerade av den användbara signalen och skapade av generatorn, omvandlas av sändningsantennen till elektromagnetiska vågor och strålar ut i rymden. Vanligtvis tillförs elektromagnetiska vågor från sändaren till antennen inte direkt, utan med hjälp av en kraftledning (elektromagnetisk vågöverföringsledning, matare).

I det här fallet utbreder sig elektromagnetiska vågor associerade med den längs mataren, som omvandlas av antennen till divergerande elektromagnetiska vågor av ledigt utrymme.

Mottagningsantennen tar upp fria radiovågor och omvandlar dem till kopplade vågor, som matas genom en matare till mottagaren. I enlighet med principen för antennreversibilitet ändras inte egenskaperna hos en antenn som arbetar i sändningsläge när denna antenn arbetar i mottagningsläge.

Enheter som liknar antenner används också för excitation elektromagnetiska vibrationer V olika typer vågledare och volymetriska resonatorer.

1. Huvudegenskaper hos antenner

1.1 Kort information om huvudparametrarna för antenner

När du väljer antenner jämförs deras huvudsakliga egenskaper: driftfrekvensområde (bandbredd), förstärkning, strålningsmönster, ingångsimpedans, polarisation. Kvantitativt visar antennförstärkningen Ga hur många gånger signaleffekten som tas emot av en given antenn är mer kraft signal som tas emot av den enklaste antennen - en halvvågsvibrator (isotrop sändare) placerad på samma punkt i rymden. Vinst uttrycks i decibel dB eller dB. En skillnad måste göras mellan förstärkningen definierad ovan, betecknad dB eller dBd (relativt en dipol- eller halvvågsvibrator), och förstärkningen relativt en isotrop radiator, betecknad dBi eller dB ISO. I alla fall är det nödvändigt att jämföra liknande värden. Det är önskvärt att ha en antenn med hög förstärkning, men att öka förstärkningen kräver vanligtvis att komplexiteten i dess design och dimensioner ökar. Det finns inga enkla små antenner med hög förstärkning. Strålningsmönstret (RP) för en antenn visar hur antennen tar emot signaler från olika riktningar. I det här fallet är det nödvändigt att överväga antennmönstret i både horisontella och vertikala plan. Rundstrålande antenner i vilket plan som helst har ett mönster i form av en cirkel, det vill säga antennen kan ta emot signaler från alla sidor lika, till exempel strålningsmönstret för en vertikal stav i ett horisontellt plan. En riktad antenn kännetecknas av närvaron av en eller flera mönsterlober, varav den största kallas den huvudsakliga. Vanligtvis, förutom huvudloben, finns det bak- och sidolober, vars nivå är betydligt lägre än huvudloben, vilket ändå försämrar antennens prestanda, varför de strävar efter att minska sin nivå så mycket som möjligt .

Antennens ingångsimpedans anses vara förhållandet mellan de momentana spänningsvärdena och signalströmmen vid antennmatningspunkterna. Om signalens spänning och ström är i fas är förhållandet ett verkligt värde och ingångsresistansen är rent aktiv. När faserna skiftar, utöver den aktiva komponenten, uppträder en reaktiv komponent - induktiv eller kapacitiv, beroende på om strömmens fas ligger efter spänningen eller flyttar fram den. Ingångsimpedansen beror på den mottagna signalens frekvens. Utöver de angivna huvudegenskaperna har antenner en rad andra viktiga parametrar, såsom SWR (Standing Wave Ratio), korspolarisationsnivå, driftstemperaturområde, vindlaster, etc.

1.2 Antennklassificering

Antenner kan klassificeras enligt olika kriterier: enligt bredbandsprincipen, enligt arten av de utstrålande elementen (antenner med linjära strömmar, eller vibratorantenner, antenner som sänder ut genom en apertur - aperturantenner, ytviljaantenner); beroende på vilken typ av radiotekniskt system som antennen används i (antenner för radiokommunikation, för radiosändningar, TV, etc.). Vi kommer att följa sortimentsklassificeringen. Även om antenner med samma (typ) strålande element mycket ofta används i olika vågområden, är deras design olika; Parametrarna för dessa antenner och kraven på dem skiljer sig också avsevärt.

Antenner med följande vågområden beaktas (namnen på intervallen anges i enlighet med rekommendationerna i "Radio Regulations"; namn som används allmänt i litteraturen om antennmatarenheter anges inom parentes): myriameter (ultra) -långa) vågor (); kilometer (långa) vågor (); hektometer (genomsnitt) vågor (); dekameter (korta) vågor (); metervågor(); decimetervågor (); centimetervågor(); millimetervågor (). De fyra sista banden kombineras ibland under det vanliga namnet "ultra-short waves" (VHF).

1.2.1 Antennband

Under senare år har ett stort antal nya kommunikationssystem för olika ändamål med olika egenskaper dykt upp på radiokommunikations- och sändningsmarknaden. Ur användarens synvinkel, när man väljer ett radiokommunikationssystem eller sändningssystem, ägnas först uppmärksamhet åt kvaliteten på kommunikationen (sändning), såväl som användarvänligheten för detta system (användarterminal), vilket bestäms av mått, vikt, användarvänlighet och en lista över ytterligare funktioner. Alla dessa parametrar bestäms avsevärt av typen och designen av antennenheter och element i antennmatarvägen för det aktuella systemet, utan vilken radiokommunikation är otänkbar. I sin tur är den avgörande faktorn för antennernas utformning och effektivitet deras arbetsfrekvensområde.

I enlighet med den accepterade klassificeringen av frekvensområden särskiljs flera stora klasser (grupper) av antenner, som skiljer sig fundamentalt från varandra: antenner av ultralångvågsområdet (VLF) och långvågsområdet (LW); mid-wave (MF) antenner; kortvågsantenner (HF); ultrakortvågsantenner (VHF); mikrovågsantenner.

De mest populära på senare år ur synvinkeln att tillhandahålla personliga kommunikationstjänster, radio- och tv-sändningar är HF-, VHF- och mikrovågsradiosystem, vars antennenheter kommer att diskuteras nedan. Det bör noteras att, trots att det verkar vara omöjligt att uppfinna något nytt inom antennbranschen, har de senaste åren, baserat på nya teknologier och principer, betydande förbättringar gjorts av klassiska antenner och nya antenner har utvecklats som är fundamentalt annorlunda än tidigare. befintliga i utformning, storlek, grundläggande egenskaper etc. etc., vilket har lett till en betydande ökning av antalet typer av antennanordningar som används i moderna radiosystem.

I vilket radiokommunikationssystem som helst kan det finnas antennanordningar som är konstruerade för att endast sända, för att sända och ta emot eller endast för att ta emot.

För vart och ett av frekvensområdena är det också nödvändigt att skilja mellan antennsystemen för radioenheter med riktad och icke-riktad (rundstrålande) verkan, vilket i sin tur bestäms av enhetens syfte (kommunikation, sändning, etc.) , de uppgifter som enheten löser (avisering, kommunikation, sändning, etc.). d.). I allmänhet, för att öka riktningsförmågan hos antenner (för att minska strålningsmönstret), kan antennuppsättningar användas, bestående av elementära radiatorer (antenner), som under vissa förhållanden av deras fasning kan ge de nödvändiga förändringarna i riktningen för antennstråle i rymden (ger kontroll över antennstrålningsmönstrets position). Inom varje område är det också möjligt att särskilja antennenheter som endast fungerar på en viss frekvens (enkelfrekvens eller smalband), och antenner som fungerar i ett ganska brett frekvensområde (bredband eller bredband).

1.3 Strålning från antennuppsättningar

För att erhålla hög riktad strålning, som ofta krävs i praktiken, kan du använda ett system med svagt riktade antenner, såsom vibratorer, slitsar, öppna ändar av vågledare och andra, placerade på ett visst sätt i rymden och exciteras av strömmar med de nödvändiga amplitud och fasförhållande. I detta fall bestäms den totala riktningsförmågan, speciellt med ett stort antal sändare, huvudsakligen av de totala dimensionerna av hela systemet och, i mycket mindre utsträckning, av de individuella riktningsegenskaperna hos enskilda sändare.

Sådana system inkluderar antennuppsättningar (AR). Typiskt är AR ett system av identiska strålande element, identiskt orienterade i rymden och placerade enligt en viss lag. Beroende på arrangemanget av elementen särskiljs linjära, ytliga och volymetriska gitter, bland vilka de vanligaste är rätlinjiga och platta AR. Ibland är de utstrålande elementen placerade längs en cirkelbåge eller på krökta ytor som sammanfaller med formen på föremålet som AR är placerad på (konform AR).

Den enklaste är en linjär array, där de strålande elementen är placerade längs en rät linje, kallad arrayaxeln, på lika avstånd från varandra (ekvidistant array). Avståndet d mellan emitternas fascentrum kallas gitterdelningen. Linjär AR är, förutom sin oberoende betydelse, ofta grunden för analysen av andra typer av AR.

2 . Analys av lovande antennstrukturer

2.1 HF- och VHF-antenner

Figur 1 - Basstationsantenn

I HF och VHF-band För närvarande är ett stort antal radiosystem för olika ändamål i drift: kommunikation (radiorelä, cellulär, trunking, satellit, etc.), radiosändningar, tv-sändningar. Enligt designen och egenskaperna kan alla antennenheter i dessa system delas in i två huvudgrupper - antenner för stationära enheter och antenner för mobila enheter. Stationära antenner inkluderar antenner för baskommunikationsstationer, mottagande TV-antenner, antenner för radioreläkommunikationslinjer och mobilantenner inkluderar antenner för personlig kommunikationsanvändarterminaler, bilantenner, antenner för bärbara (bärbara) radiostationer.

Basstationsantenner är för det mesta rundstrålande i horisontalplanet, eftersom de tillhandahåller kommunikation huvudsakligen med rörliga föremål. De mest använda vertikala polarisationspiskantennerna är av typen "Ground Plane" ("GP") på grund av sin enkelhet och tillräcklig effektivitet. En sådan antenn är en vertikal stång med längden L, vald i enlighet med den operativa våglängden l, med tre eller flera motvikter, vanligtvis installerade på en mast (Figur 1).

Längden på stiften L är l/4, l/2 och 5/8l, och motvikterna sträcker sig från 0,25l till 0,1l. Antennens ingångsimpedans beror på vinkeln mellan motvikten och masten: ju mindre denna vinkel (ju mer motvikterna pressas mot masten), desto större motstånd. Speciellt för en antenn med L = l/4 uppnås en ingångsimpedans på 50 ohm vid en vinkel på 30°...45°. Strålningsmönstret för en sådan antenn i vertikalplanet har ett maximum i en vinkel på 30° mot horisonten. Antennförstärkningen är lika med förstärkningen av en vertikal halvvågsdipol. I denna design finns det dock ingen koppling mellan tappen och masten, vilket kräver ytterligare användning kortsluten kabelkabellängd l/4 för att skydda antennen från åskväder och statisk elektricitet.

En antenn med längden L = l/2 behöver inte motvikter, vars roll spelas av en mast, och dess mönster i vertikalplanet är mer pressat mot horisonten, vilket ökar dess räckvidd. I det här fallet används en högfrekvent transformator för att sänka ingångsimpedansen, och stiftets bas är ansluten till den jordade masten genom en matchande transformator, vilket automatiskt löser problemet med åskskydd och statisk elektricitet. Antennförstärkningen jämfört med en halvvågsdipol är cirka 4 dB.

Den mest effektiva av "GP"-antennerna för långdistanskommunikation är antennen med L = 5/8l. Den är något längre än halvvågsantennen och matarkabeln är ansluten till den matchande induktansen som finns vid vibratorns bas. Motvikter (minst 3) är placerade i ett horisontellt plan. Förstärkningen av en sådan antenn är 5-6 dB, den maximala DP är placerad i en vinkel på 15° mot horisontalplanet, och själva stiftet är jordat till masten genom en matchande spole. Dessa antenner är smalare än halvvågsantenner och kräver därför mer noggrann inställning.

Figur 2 - Halvvågsvibratorantenn

Figur 3 - Rombisk antenn för en halvvågsvibrator

De flesta basantenner är installerade på hustak, vilket i hög grad kan påverka deras prestanda, så följande måste beaktas:

Det är lämpligt att placera antennbasen inte lägre än 3 meter från takplanet;

Det får inte finnas några metallföremål eller strukturer nära antennen ( tv-antenner, kablar, etc.);

Det är tillrådligt att installera antenner så högt som möjligt;

Antennens funktion bör inte störa andra basstationer.

En betydande roll för att etablera stabil radiokommunikation spelas av polariseringen av den mottagna (utsända) signalen; sedan med långdistansförökning ytvåg upplever betydligt mindre dämpning med horisontell polarisering, sedan för långdistansradiokommunikation, såväl som för tv-överföring, används antenner med horisontell polarisation (vibratorer är placerade horisontellt).

Den enklaste av de riktade antennerna är halvvågsvibratorn. För en symmetrisk halvvågsvibrator är den totala längden av dess två identiska armar ungefär lika med l/2 (0,95 l/2), strålningsmönstret har formen av en åttasiffra i horisontalplanet och en cirkel i vertikalplanet plan. Förstärkningen, som nämnts ovan, tas som måttenhet.

Om vinkeln mellan vibratorerna på en sådan antenn är lika med b<180є, то получают антенну типа V, у которой ДН складывается из ДН составных её частей, причём угол раскрыва зависит от длины вибратора (рисунок 2). Так, например, при L =л получаем б=100є, а при L = 2л, б =70є, а усиление равно 3,5 дБ и 4,5 дБ, входное сопротивление - 100 и 120 Ом соответственно.

När två antenner av V-typ ansluts på ett sådant sätt att deras mönster summeras, erhålls en rombisk antenn, i vilken riktverkan är mycket mer uttalad (Figur 3).

Vid anslutning till toppen av diamanten, mittemot kraftpunkterna, uppnås ett belastningsmotstånd Rn, som avger effekt lika med hälften av sändareffekten, undertryckning av mönstrets baklob med 15...20 dB. Huvudlobens riktning i horisontalplanet sammanfaller med diagonalen a. I det vertikala planet är huvudloben horisontellt orienterad.

En av de bästa relativt enkla riktade antennerna är en "dubbel kvadratisk" loopantenn, vars förstärkning är 8...9 dB, undertryckningen av mönstrets baklob är inte mindre än 20 dB, polarisationen är vertikal.

Figur 4 - Vågkanalantenn

De mest utbredda, särskilt inom VHF-området, är antenner av typen "vågkanal" (i utländsk litteratur - Uda-Yagi-antenner), eftersom de är ganska kompakta och ger stora Ga-värden med relativt små dimensioner. Antenner av denna typ är en uppsättning element: aktiv - vibrator och passiv - reflektor och flera direktörer installerade på en gemensam bom (Figur 4). Sådana antenner, särskilt de med ett stort antal element, kräver noggrann inställning under tillverkningen. För en treelementsantenn (vibrator, reflektor och en direktör) kan de grundläggande egenskaperna uppnås utan ytterligare konfiguration.

Komplexiteten hos antenner av denna typ ligger också i det faktum att ingångsimpedansen hos antennen beror på antalet passiva element och avsevärt beror på antennens konfiguration, varför litteraturen ofta inte anger det exakta värdet av ingångsimpedans för sådana antenner. I synnerhet när man använder en Pistolkors loopvibrator, som har en ingångsimpedans på cirka 300 Ohm, som en vibrator, med en ökning av antalet passiva element, minskar antennens ingångsimpedans och når värden på 30-50 Ohms, vilket leder till felmatchning med mataren och kräver ytterligare matchning. Med en ökning av antalet passiva element smalnar antennmönstret och förstärkningen ökar, till exempel för en treelements- och femelementsantenn, är förstärkningarna 5...6 dB och 8...9 dB med bredden på huvudstrålen av mönstret 70º respektive 50º.

Mer bredband jämfört med antenner av "vågkanal"-typ och som inte kräver inställning är vandringsvågsantenner (AWA), där alla vibratorer, placerade på samma avstånd från varandra, är aktiva och anslutna till uppsamlingsledningen (Figur 5). Signalenergin de får läggs ihop i uppsamlingsledningen nästan i fas och går in i mataren. Förstärkningen av sådana antenner bestäms av längden på uppsamlingsledningen, är proportionell mot förhållandet mellan denna längd och våglängden för den mottagna signalen och beror på vibratorernas riktningsegenskaper. Speciellt för ABC med sex vibratorer av olika längd som motsvarar det erforderliga frekvensområdet och placerade i en vinkel på 60° mot uppsamlingsledningen, sträcker sig förstärkningen från 4 dB till 9 dB inom driftsområdet och nivån på bakstrålning är 14 dB lägre.

Figur 5 - Resande vågantenn

Figur 6 - Antenn med logaritmisk periodicitetsstruktur eller log periodisk antenn

Riktningsegenskaperna hos de betraktade antennerna varierar beroende på den mottagna signalens våglängd. En av de vanligaste typerna av antenner med en konstant form av mönstret i ett brett frekvensområde är antenner med logaritmisk periodicitet av strukturen eller log-periodiska antenner (LPA). De har ett brett intervall: den maximala våglängden för den mottagna signalen överstiger minimum med mer än 10 gånger. Samtidigt säkerställs en bra matchning av antennen med mataren över hela driftområdet och förstärkningen förblir praktiskt taget oförändrad. LPA:ns uppsamlingslinje bildas vanligtvis av två ledare placerade ovanför varandra, till vilka vibratorernas armar är fästa horisontellt, en i taget (Figur 6, ovanifrån).

LPA-vibratorerna visar sig vara inskrivna i en likbent triangel med en vinkel i spetsen b och en bas lika med den största vibratorn. Antennens driftsbandbredd bestäms av dimensionerna på de längsta och kortaste vibratorerna. För en logaritmisk antennstruktur måste ett visst förhållande uppfyllas mellan längderna av intilliggande vibratorer, såväl som mellan avstånden från dem till toppen av strukturen. Detta förhållande kallas strukturperioden f:

B2? B1=B3? B2=A2? A1=A3? A2=...=f

Således reduceras storleken på vibratorerna och avståndet till dem från triangelns spets exponentiellt. Antennens egenskaper bestäms av värdena f och b. Ju mindre vinkeln b och desto större b (b är alltid mindre än 1), desto större blir antennförstärkningen och desto lägre är nivån på strålningsmönstrets bak- och sidolober. Men samtidigt ökar antalet vibratorer, och antennens dimensioner och vikt ökar. De optimala värdena för vinkel b väljs inom 3є…60є och φ - 0,7...0,9.

Beroende på den mottagna signalens våglängd exciteras flera vibratorer i antennstrukturen, vars storlekar är närmast halva signalens våglängd, därför liknar LPA i princip flera "vågkanal"-antenner som är sammankopplade, var och en varav innehåller en vibrator, en reflektor och en direktör . Vid en viss våglängd av signalen är endast en trio vibratorer exciterade, och resten är så avstämda att de inte påverkar antennens funktion. Därför visar sig förstärkningen av LPA vara mindre än förstärkningen för en "vågkanal"-antenn med samma antal element, men bandbredden för LPA visar sig vara mycket bredare. Således, för en LPA som består av tio vibratorer och värden b = 45є, f = 0,84, är den beräknade förstärkningen 6 dB, vilket praktiskt taget inte förändras över hela området av driftsfrekvenser.

För radioreläkommunikationslinjer är det mycket viktigt att ha ett snävt strålningsmönster för att inte störa annan radioelektronisk utrustning och säkerställa kommunikation av hög kvalitet. För att minska mönstret används antennuppsättningar (AR) i stor utsträckning, som minskar mönstret i olika plan och ger olika värden på huvudlobens bredd. Det är helt klart att de geometriska dimensionerna hos antennuppsättningen och strålningsmönstrets egenskaper avsevärt beror på intervallet för driftfrekvenser - ju högre frekvensen är, desto mer kompakt blir matrisen och desto smalare blir strålningsmönstret, och följaktligen , desto större vinst. För samma frekvenser, med ökande AR-storlekar (antalet elementära sändare), kommer mönstret att minska.

För VHF-bandet används ofta arrayer som består av vibratorantenner (loopvibratorer), vars antal kan nå flera tiotal, förstärkningen ökar till 15 dB och högre, och mönstrets bredd i vilket plan som helst kan minskas till 10º , till exempel för 16 vertikalt placerade slingvibratorer i frekvensområdet 395...535 MHz, smalnar mönstret in i vertikalplanet till 10º.

Den huvudsakliga typen av antenner som används i användarterminaler är vertikalt polariserade piskantenner, som har ett cirkulärt mönster i horisontalplanet. Effektiviteten hos dessa antenner är ganska låg på grund av låga förstärkningsvärden, såväl som på grund av påverkan av omgivande föremål på strålningsmönstret, såväl som avsaknaden av korrekt jordning och begränsningar av antennernas geometriska dimensioner. Det senare kräver högkvalitativ matchning av antennen med ingångskretsarna på radioenheten. Typiska designmatchningsalternativ är induktans fördelad längs längden och induktansen vid antennens bas. För att öka radiokommunikationsräckvidden används speciella utökade antenner flera meter långa, vilket uppnår en betydande ökning av nivån på den mottagna signalen.

För närvarande finns det många typer av bilantenner, varierande i utseende, design och pris. Dessa antenner är föremål för stränga krav för mekaniska, elektriska, funktionella och estetiska parametrar. De bästa resultaten när det gäller kommunikationsräckvidd uppnås av en antenn i full storlek med en längd på l/4, men stora geometriska dimensioner är inte alltid bekväma, därför används olika metoder för att förkorta antenner utan att avsevärt försämra deras egenskaper. Att förse cellulär kommunikation I bilar kan mikrostrip-resonansantenner (enkel-, dubbel- och tri-band) användas, som inte kräver installation av externa delar, eftersom de är fästa på insidan av bilglaset. Sådana antenner ger mottagning och överföring av vertikalt polariserade signaler i frekvensområdet 450...1900 MHz, och har en förstärkning på upp till 2 dB.

2.1.1 Allmänna egenskaper hos mikrovågsantenner

Inom mikrovågssortimentet har det under senare år också skett en ökning av antalet kommunikations- och sändningssystem, både tidigare befintliga och nyutvecklade. För markbundna system - dessa är radioreläkommunikationssystem, radio- och tv-sändningar, cellulära tv-system, etc., för satellitsystem - direkta tv-sändningar, telefon, fax, personsökningskommunikation, videokonferenser, internetåtkomst, etc. Frekvensområdena som används för dessa typer av kommunikation och sändningar motsvarar de delar av frekvensspektrumet som tilldelats för dessa ändamål, de huvudsakliga är: 3,4...4,2 GHz; 5,6...6,5 GHz; 10,7…11,7 GHz; 13,7…14,5 GHz; 17,7…19,7 GHz; 21,2…23,6 GHz; 24,5…26,5 GHz; 27,5…28,5 GHz; 36…40 GHz. Ibland i teknisk litteratur inkluderar mikrovågsområdet system som arbetar vid frekvenser över 1 GHz, även om detta område strikt börjar från 3 GHz.

För markbundna mikrovågssystem är antennenheter små spegel-, horn-, horn-linsantenner, installerade på master och skyddade från skadlig atmosfärisk påverkan. Riktningsantenner, beroende på deras syfte, design och frekvensområde, har ett brett utbud av egenskaper, nämligen: i förstärkning - från 12 till 50 dB, i strålbredd (nivå - 3 dB) - från 3,5 till 120º. Dessutom använder cellulära tv-system bikoniska rundstrålande (i horisontalplanet) antenner, bestående av två metallkoner med sina hörn pekande mot varandra, en dielektrisk lins installerad mellan konerna och en exciteringsanordning. Sådana antenner har en förstärkning på 7...10 dB, bredden på huvudloben i vertikalplanet är 8...15є, och nivån på sidoloberna är inte sämre än minus 14 dB.

3. Analys av möjliga metoder för att syntetisera antennfraktalstrukturer

3.1 Fraktalantenner

Fraktalantenner är en relativt ny klass av elektriskt små antenner (EMA), som är fundamentalt annorlunda i sin geometri från kända lösningar. Faktum är att den traditionella utvecklingen av antenner baserades på euklidisk geometri, som arbetade med objekt av heltalsdimension (linje, cirkel, ellips, paraboloid, etc.). Den största skillnaden mellan fraktala geometriska former är deras fraktionella dimension, som externt manifesteras i den rekursiva upprepningen av de ursprungliga deterministiska eller slumpmässiga mönstren i en ökande eller minskande skala. Fraktalteknologier har blivit utbredda i utvecklingen av signalfiltreringsverktyg, syntesen av tredimensionella datormodeller av naturliga landskap och bildkomprimering. Det är ganska naturligt att det fraktala "modet" inte gick förbi teorin om antenner. Dessutom var prototypen för modern fraktalteknik inom antennteknik log-periodiska och spiraldesigner som föreslogs i mitten av 60-talet av förra seklet. Sant, i strikt matematisk mening hade sådana strukturer vid utvecklingstillfället ingen relation till fraktalgeometri, utan var faktiskt bara fraktaler av det första slaget. För närvarande försöker forskare, främst genom trial and error, använda kända fraktaler inom geometri i antennlösningar. Som ett resultat av simuleringsmodellering och experiment fann man att fraktala antenner gör det möjligt att få nästan samma förstärkning som konventionella, men med mindre dimensioner, vilket är viktigt för mobila applikationer. Låt oss överväga resultaten som erhålls inom området för att skapa fraktala antenner av olika typer.

Resultaten av studier av egenskaperna hos den nya antenndesignen publicerad av Cohen väckte uppmärksamhet från specialister. Tack vare ansträngningarna från många forskare har teorin om fraktala antenner idag förvandlats till en oberoende, ganska utvecklad apparat för syntes och analys av EMA.

3.2 Egenskaperfraktala antenner

SFC:er kan användas som mallar för att tillverka monopoler och dipolarmar, som bildar topologin för tryckta antenner, Frequency Selection Surfaces (FSS) eller reflektorskal, konstruerar konturerna av slingantenner och hornöppningsprofiler, såväl som fräsning av slitsar i spårantenner.

Experimentella data som erhållits av Cushcraft-specialister för Koch-kurvan, fyra iterationer av en fyrkantsvåg och en spiralformad antenn tillåter oss att jämföra de elektriska egenskaperna hos Koch-antennen med andra sändare med en periodisk struktur. Alla jämförda sändare hade flerfrekvensegenskaper, vilket manifesterades i närvaro av periodiska resonanser i impedansgraferna. Men för flerbandsapplikationer är Koch-fraktalen mest lämplig, för vilken toppvärdena för reaktiva och aktiva motstånd minskar med ökande frekvens, medan de ökar för meandern och spiralen.

I allmänhet bör det noteras att det är svårt att teoretiskt föreställa sig mekanismen för interaktion mellan en fraktal mottagningsantenn och elektromagnetiska vågor som infaller på den på grund av bristen på en analytisk beskrivning av vågprocesser i en ledare med en komplex topologi. I en sådan situation är det tillrådligt att bestämma huvudparametrarna för fraktala antenner genom matematisk modellering.

Ett exempel på att konstruera den första självliknande fraktalkurvan visades 1890 av den italienske matematikern Giuseppe Peano. I gränsen fyller linjen han föreslog kvadraten helt och löper runt alla dess punkter (Figur 9). Därefter hittades andra liknande föremål, som fick det allmänna namnet "Peano-kurvor" efter upptäckaren av deras familj. Det är sant att på grund av den rent analytiska beskrivningen av kurvan som föreslagits av Peano, uppstod viss förvirring i klassificeringen av SFC-linjer. I själva verket bör namnet "Peano-kurvor" endast ges till originalkurvor, vars konstruktion motsvarar analysen publicerad av Peano (Figur 10).

Figur 9 - Iterationer av Peano-kurvan: a) initial linje, b) första, c) andra och d) tredje iterationer

Figur 10 - Iterationer av polylinjen som föreslogs av Hilbert 1891

Tolkas ofta som en rekursiv Peano-kurva

Därför, för att specificera föremålen för antennteknologi som övervägs, när man beskriver en eller annan form av en fraktal antenn, bör man om möjligt nämna namnen på författarna som föreslog motsvarande ändring av SFC. Detta är desto viktigare eftersom antalet kända varianter av SFC, enligt uppskattningar, närmar sig trehundra, och denna siffra är inte en gräns.

Det bör noteras att Peano-kurvan (Figur 9) i sin ursprungliga form är ganska lämplig för att göra slitsar i väggarna på en vågledare, tryckta och andra fraktalantenner med bländare, men är inte acceptabel för att konstruera en trådantenn, eftersom den har beröring avsnitt. Därför föreslog Fractus-specialister dess modifiering, kallad "Peanodec" (Figur 11).

Figur 11 - Variant av modifiering av Peano-kurvan ("Peanodec"): a) första, b) andra c) tredje iteration

En lovande tillämpning av antenner med Koch-topologi är MIMO-kommunikationssystem (kommunikationssystem med många in- och utgångar). För att miniatyrisera antennuppsättningarna av användarterminaler i sådan kommunikation föreslog specialister från elektromagnetismlaboratoriet vid University of Patras (Grekland) en fraktal likhet med en inverterad L-antenn (ILA). Kärnan i idén handlar om att böja Koch-vibratorn 90° vid en punkt som delar upp den i segment med ett längdförhållande på 2:1. För mobilkommunikation med en bärfrekvens på ~2,4 Hz är dimensionerna för en sådan tryckt antenn 12,33×10,16 mm (~L/10ChL/12), bandbredden är ~20% och effektiviteten 93%.

Figur 12 - Exempel på en dubbelbandsantenn (2,45 och 5,25 GHz)

Azimutstrålningsmönstret är nästan enhetligt, förstärkningen vad gäller mataringången är ~3,4 dB. Det är sant, som noterats i artikeln, driften av sådana tryckta element som en del av ett gitter (Figur 12) åtföljs av en minskning av deras effektivitet jämfört med ett enda element. Sålunda, vid en frekvens på 2,4 GHz, minskar effektiviteten hos en Koch-monopol böjd med 90° från 93 till 72% och vid en frekvens på 5,2 GHz - från 90 till 80%. Situationen är något bättre med ömsesidig påverkan av högfrekvensbandsantenner: vid en frekvens på 5,25 GHz är isoleringen mellan elementen som bildar det centrala paret av antenner 10 dB. När det gäller den ömsesidiga påverkan i ett par intilliggande element med olika intervall, beroende på signalfrekvensen, varierar isoleringen från 11 dB (vid 2,45 GHz) till 15 dB (vid en frekvens av 5,25 GHz). Orsaken till försämringen av antennprestanda är den ömsesidiga påverkan av tryckta element.

Således tillåter möjligheten att välja många olika parametrar för ett antennsystem baserat på en Koch-streckad linje att designen tillfredsställer olika krav på värdet av inre resistans och fördelningen av resonansfrekvenser. Eftersom det ömsesidiga beroendet mellan den rekursiva dimensionen och antennegenskaperna endast kan erhållas för en viss geometri, kräver giltigheten av de övervägda egenskaperna för andra rekursiva konfigurationer ytterligare forskning.

3.3 Egenskaper hos fraktala antenner

Koch-fraktalantennen som visas i figur 13 eller 20 är bara ett av alternativen som kan implementeras med hjälp av en liksidig initierande rekursionstriangel, dvs. vinkeln och vid dess bas (indragningsvinkel eller "indragningsvinkel") är 60°. Denna version av Koch-fraktalen brukar kallas standard. Det är ganska naturligt att undra om det är möjligt att använda modifieringar av fraktalen med andra värden av denna vinkel. Vinoy föreslog att betrakta vinkeln vid basen av den initierande triangeln som en parameter som kännetecknar antenndesignen. Genom att ändra denna vinkel kan du få liknande rekursiva kurvor av olika dimensioner (Figur 13). Kurvorna behåller egenskapen självlikhet, men den resulterande linjelängden kan vara annorlunda, vilket påverkar antennens egenskaper. Vinoy var den första som studerade korrelationen mellan egenskaperna hos antennen och dimensionen av den generaliserade Koch-fraktalen D, bestämd i det allmänna fallet av beroendet

(1)

Det visades att när vinkeln ökar ökar också fraktalens dimension, och vid u>90° närmar den sig 2. Det bör noteras att dimensionsbegreppet som används i teorin om fraktala antenner något motsäger de begrepp som accepteras inom geometrin , där detta mått endast är tillämpligt på oändligt rekursiva objekt.

Figur 13 - Konstruktion av Koch-kurvan med en vinkel på a) 30° och b) 70° vid basen av triangeln i fraktalgeneratorn

När dimensionen ökar, ökar den totala längden på den streckade linjen olinjärt, bestämt av relationen:

(2)

där L0 är längden på den linjära dipolen, vars avstånd mellan ändarna är detsamma som för den streckade linjen från Koch, n är iterationsnumret. Övergången från u = 60° till u = 80° vid den sjätte iterationen tillåter att den totala längden av prefraktalen ökas med mer än fyra gånger. Som du kan förvänta dig finns det ett direkt samband mellan den rekursiva dimensionen och sådana antennegenskaper som den primära resonansfrekvensen, inre resistans vid resonans och flerbandsegenskaper. Baserat på datorberäkningar erhöll Vinoy beroendet av den första resonansfrekvensen för Koch-dipolen fk på dimensionen av den prefraktala D, iterationsnumret n och resonansfrekvensen för den rätlinjiga dipolen fD med samma höjd som Koch streckade linje ( i yttersta punkterna):

(3)

Figur 14 - Elektromagnetisk vågläckageeffekt

I det allmänna fallet, för den interna resistansen hos Koch-dipolen vid den första resonansfrekvensen, är följande ungefärliga förhållande giltigt:

(4)

där R0 är den linjära dipolens inre resistans (D=1), som i det aktuella fallet är lika med 72 Ohm. Uttryck (3) och (4) kan användas för att bestämma de geometriska parametrarna för antennen med de erforderliga värdena för resonansfrekvensen och det interna motståndet. Flerbandsegenskaperna hos Koch-dipolen är också mycket känsliga för värdet på vinkeln u. Med en ökning kommer de nominella värdena för resonansfrekvenserna närmare, och följaktligen ökar deras antal i ett givet spektralområde (Figur 15). Dessutom, ju högre iterationsnummer, desto starkare är denna konvergens.

Figur 15 - Effekt av att minska intervallet mellan resonansfrekvenser

Vid University of Pennsylvania studerades en annan viktig aspekt av Koch-dipolen - effekten av asymmetrin hos dess strömförsörjning på graden till vilken antennens inre motstånd närmar sig 50 Ohm. I linjära dipoler är matningspunkten ofta asymmetriskt placerad. Samma tillvägagångssätt kan användas för en fraktalantenn i form av en Koch-kurva, vars inre motstånd är mindre än standardvärdena. Således, i den tredje iterationen, är det interna motståndet för standard Koch-dipolen (u = 60°), utan att ta hänsyn till förluster vid anslutning av mataren i mitten, 28 Ohm. Genom att flytta mataren till ena änden av antennen kan ett motstånd på 50 ohm erhållas.

Alla konfigurationer av Kochs brutna linje som hittills övervägts syntetiserades rekursivt. Men enligt Vina, om du bryter mot denna regel, i synnerhet genom att ange olika vinklar och? Med varje ny iteration kan antennegenskaperna ändras med större flexibilitet. För att bevara likheten är det lämpligt att välja ett vanligt schema för att ändra vinkeln och. Ändra det till exempel enligt den linjära lagen иn = иn-1 - Di·n, där n är iterationsnumret, Di? - ökning av vinkeln vid basen av triangeln. En variant av denna princip för att konstruera en streckad linje är följande sekvens av vinklar: u1 = 20° för den första iterationen, u2 = 10° för den andra, etc. Konfigurationen av vibratorn i detta fall kommer inte att vara strikt rekursiv, men alla dess segment som syntetiseras i en iteration kommer att ha samma storlek och form. Därför uppfattas geometrin hos en sådan bruten hybridlinje som självlik. Med ett litet antal iterationer, tillsammans med ett negativt inkrement Di, kan en kvadratisk eller annan icke-linjär förändring av vinkeln un användas.

Det övervägda tillvägagångssättet låter dig ställa in fördelningen av antennens resonansfrekvenser och värdena för dess interna motstånd. Att omordna ordningen för att ändra vinkelvärden i iterationer ger dock inte ett likvärdigt resultat. För samma höjd av en streckad linje ger olika kombinationer av identiska vinklar, till exempel u1 = 20°, u2 = 60° och u1 = 60°, u2 = 20° (Figur 16), samma expanderade längd av prefractals. Men, mot förmodan, säkerställer inte fullständig sammanträffande av parametrar identiteten för resonansfrekvenserna och identiteten för antennernas multibandsegenskaper. Anledningen är en förändring i det inre motståndet hos segmenten av den streckade linjen, dvs. Nyckelrollen spelas av ledarens konfiguration, inte dess storlek.

Figur 16 - Generaliserade Koch-prefractals av den andra iterationen med ett negativt inkrement Dq (a), positivt inkrement Dq (b) och den tredje iterationen med ett negativt inkrement Dq = 40°, 30°, 20° (c)

4. Exempel på fraktala antenner

4.1 Antennöversikt

Antennämnen är ett av de mest lovande och av betydande intresse i den moderna teorin om informationsöverföring. Denna önskan att utveckla just detta område av vetenskaplig utveckling är förknippad med de ständigt ökande kraven på hastighet och metoder för informationsöverföring i den moderna tekniska världen. Varje dag, när vi kommunicerar med varandra, överför vi information på ett så naturligt sätt för oss - genom luften. På exakt samma sätt kom forskare på idén att lära många datornätverk att kommunicera.

Resultatet var uppkomsten av ny utveckling inom detta område, deras godkännande på marknaden för datorutrustning och senare antagandet av standarder för trådlös informationsöverföring. Idag är överföringstekniker som BlueTooth och WiFi redan godkända och allmänt accepterade. Men utvecklingen stannar inte där och kan inte stanna, nya krav och nya önskemål från marknaden dyker upp.

Överföringshastigheter, så otroligt höga vid den tidpunkt då teknologierna utvecklades, uppfyller idag inte längre kraven och önskemålen från användarna av dessa utvecklingar. Flera ledande utvecklingscenter har startat ett nytt WiMAX-projekt med målet att öka hastigheterna baserat på kanalförlängningar i den befintliga WiFi-standarden. Vilken plats har antennämnet i allt detta?

Problemet med att utöka överföringskanalen kan delvis lösas genom att införa ännu större kompression än den befintliga. Användningen av fraktala antenner kommer att lösa detta problem bättre och mer effektivt. Anledningen till detta är att fraktala antenner och frekvensselektiva ytor och volymer baserade på dem har unika elektrodynamiska egenskaper, nämligen: bredband, repeterbarhet av bandbredder i frekvensområdet etc.

4.1.1 Konstruktion av Cayley-trädet

Cayley-trädet är ett av de klassiska exemplen på fraktaluppsättningar. Dess nolliteration är bara ett rakt linjesegment med en given längd l. Den första och varje efterföljande udda iteration består av två segment med exakt samma längd l som den föregående iterationen, placerade vinkelrätt mot segmentet av föregående iteration så att dess ändar är anslutna till mitten av segmenten.

Den andra och varje efterföljande jämna iteration av fraktalen är två segment l/2 halva längden av föregående iteration, placerade, som tidigare, vinkelrätt mot föregående iteration.

Resultaten av att konstruera Cayley-trädet visas i figur 17. Den totala höjden på antennen är 15/8l och bredden är 7/4l.

Figur 17 - Konstruktion av Cayley-trädet

Beräkningar och analys av "Cayley Tree"-antennen Teoretiska beräkningar av en fraktalantenn i form av ett 6:e ordningens Cayley-träd utfördes. För att lösa detta praktiska problem användes ett ganska kraftfullt verktyg för rigorös beräkning av elektrodynamiska egenskaper hos ledande element - EDEM-programmet. De kraftfulla verktygen och det användarvänliga gränssnittet i detta program gör det oumbärligt för denna nivå av beräkningar.

Författarna stod inför uppgiften att designa en antenn, uppskatta de teoretiska värdena för resonansfrekvenserna för signalmottagning och överföring och presentera problemet i EDEM-programspråksgränssnittet. Den designade fraktalantennen baserad på "Cayley Tree" visas i figur 18.

Sedan sändes en plan elektromagnetisk våg till den designade fraktalantennen, och programmet beräknade fältutbredningen före och efter antennen och beräknade fraktalantennens elektrodynamiska egenskaper.

Resultaten av beräkningar av fraktalantennen "Cayley Tree" utförda av författarna gjorde det möjligt för oss att dra följande slutsatser. Det visas att en serie resonansfrekvenser upprepas med ungefär två gånger den föregående frekvensen. Strömfördelningarna på antennytan bestämdes. Områden för både total överföring och total reflektion av det elektromagnetiska fältet studerades.

Figur 18 - Cayley-träd av 6:e ordningen

4 .1.2 Multimedia antenn

Miniatyriseringen går framåt över planeten med stormsteg. Tillkomsten av datorer lika stora som ett bönkorn är precis runt hörnet, men under tiden uppmärksammar företaget Fractus en antenn vars dimensioner är mindre än ett riskorn (Figur 19).

Figur 19 - Fraktalantenn

Den nya produkten, kallad Micro Reach Xtend, arbetar med en frekvens på 2,4 GHz och stöder trådlösa tekniker Wi-Fi och Bluetooth, samt några andra mindre populära standarder. Enheten är baserad på patenterad fraktalantennteknologi och dess yta är endast 3,7 x 2 mm. Enligt utvecklarna kommer den lilla antennen att göra det möjligt att minska storleken på multimediaprodukter där den kommer att användas inom en snar framtid, eller att stoppa in fler funktioner i en enhet.

Tv-stationer sänder signaler i intervallet 50-900 MHz, som tas emot på ett tillförlitligt avstånd på många kilometers avstånd från sändningsantennen. Det är känt att vibrationer med högre frekvenser passerar genom byggnader och olika hinder värre än lågfrekventa, som helt enkelt böjer sig runt dem. Det är därför Wi-Fi-teknik, används i konventionella system trådlös kommunikation och fungerar på frekvenser över 2,4 GHz, ger signalmottagning endast på ett avstånd av högst 100 m. Sådan orättvisa mot avancerad Wi-Fi-teknik kommer snart att upphöra, naturligtvis, utan skada för TV-konsumenter. I framtiden kommer enheter skapade på basis av Wi-Fi-teknik att fungera på frekvenser mellan fungerande TV-kanaler, vilket ökar utbudet av tillförlitlig mottagning. För att inte störa TV:ns funktion kommer vart och ett av Wi-Fi-systemen (sändare och mottagare) ständigt att skanna närliggande frekvenser och förhindra kollisioner i luften. När man flyttar till ett bredare frekvensområde blir det nödvändigt att ha en antenn som lika väl kan ta emot signaler från både höga och höga frekvenser. låga frekvenser. Konventionella piskantenner uppfyller inte dessa krav, eftersom De, i enlighet med sin längd, accepterar selektivt frekvenser av en viss våglängd. En antenn som lämpar sig för att ta emot signaler inom ett brett frekvensområde är den så kallade fraktalantennen, som har formen av en fraktal – en struktur som ser likadan ut oavsett vilken förstoring vi ser den med. En fraktalantenn beter sig som en struktur bestående av många stiftantenner av olika längd som är tvinnade ihop skulle uppföra sig.

4.1.3 "Trasig" antenn

Den amerikanske ingenjören Nathan Cohen för ungefär tio år sedan bestämde sig för att sätta ihop en amatörradiostation hemma, men stötte på en oväntad svårighet. Hans lägenhet låg i centrala Boston och stadens myndigheter förbjöd strängt att placera en antenn utanför byggnaden. En lösning hittades oväntat och vände upp och ner på hela efterföljande liv för radioamatören.

Istället för att göra en traditionellt formad antenn tog Cohen en bit aluminiumfolie och skar den till formen av ett matematiskt föremål som kallas en Koch-kurva. Denna kurva, upptäckt 1904 av den tyska matematikern Helga von Koch, är en fraktal, en bruten linje som ser ut som en serie oändligt minskande trianglar som växer ut ur varandra som taket på en kinesisk pagod i flera steg. Som alla fraktaler är denna kurva "självlik", det vill säga på vilket minsta segment som helst har den samma utseende och upprepar sig själv. Sådana kurvor konstrueras genom att oändligt upprepa en enkel operation. Linjen är uppdelad i lika segment, och på varje segment görs en böj i form av en triangel (von Koch-metoden) eller en kvadrat (Herman Minkowski-metoden). Sedan, på alla sidor av den resulterande figuren, böjs liknande kvadrater eller trianglar, men av mindre storlek, i sin tur. Om du fortsätter med konstruktionen i det oändliga kan du få en kurva som är "bruten" vid varje punkt (Figur 20).

Figur 20 - Konstruktion av Koch- och Minkowski-kurvan

Konstruktion av Koch-kurvan - ett av de allra första fraktala objekten. På en oändlig rät linje särskiljs segment med längden l. Varje segment är uppdelat i tre lika delar, och en liksidig triangel med sidan l/3 är konstruerad på den mittersta. Sedan upprepas processen: trianglar med sidorna l/9 byggs på segment l/3, trianglar med sidorna l/27 byggs på dem, och så vidare. Denna kurva har självlikhet, eller skalinvarians: vart och ett av dess element i en reducerad form upprepar själva kurvan.

Minkowski-fraktalen är konstruerad på samma sätt som Koch-kurvan och har samma egenskaper. När man konstruerar det, istället för ett system av trianglar, byggs meandrar på en rak linje - "rektangulära vågor" av oändligt minskande storlekar.

När han konstruerade Koch-kurvan begränsade sig Cohen till bara två eller tre steg. Han limmade sedan fast figuren på en liten bit papper, fäste den på mottagaren och blev förvånad över att finna att den inte fungerade sämre än konventionella antenner. Som det visade sig senare blev hans uppfinning grundaren av en i grunden ny typ av antenner, nu massproducerade.

Dessa antenner är mycket kompakta: fraktalantennen för en mobiltelefon som är inbyggd i fodralet har storleken på en vanlig bild (24 x 36 mm). Dessutom fungerar de över ett brett frekvensområde. Allt detta upptäcktes experimentellt; Teorin om fraktala antenner finns ännu inte.

Parametrarna för en fraktalantenn gjorda av en serie på varandra följande steg med hjälp av Minkowski-algoritmen ändras på ett mycket intressant sätt. Om en rak antenn böjs i form av en "fyrkantig våg" - en meander, kommer dess förstärkning att öka. Alla efterföljande meander av antennförstärkningen ändras inte, men frekvensomfånget som den tar emot expanderar, och själva antennen blir mycket mer kompakt. Det är sant att endast de första fem eller sex stegen är effektiva: för att böja ledaren ytterligare måste du minska dess diameter, och detta kommer att öka antennmotståndet och leda till förlust av förstärkning.

Medan en del tjatar om teoretiska problem, implementerar andra aktivt uppfinningen i praktiken. Enligt Nathan Cohen, nu professor vid University of Boston och chefsteknisk inspektör för Fractal Antenna Systems, "kommer fraktala antenner om några år att bli en integrerad del av mobiltelefoner och radiotelefoner och många andra trådlösa kommunikationsenheter."

antenn array fraktal

4.2 Användning av fraktala antenner

Bland de många antennkonstruktioner som används idag inom kommunikation är den typ av antenn som nämns i artikelns titel relativt ny och fundamentalt annorlunda än kända lösningar. De första publikationerna som undersökte elektrodynamiken hos fraktala strukturer dök upp på 80-talet av 1900-talet. Det är början praktisk användning Den fraktala riktningen inom antennteknik startades för mer än 10 år sedan av den amerikanske ingenjören Nathan Cohen, numera professor vid Boaon University och chefsteknisk inspektör för företaget Fractal Antenna Systems. När han bodde i centrala Boston, för att komma runt stadsstyrelsens förbud mot att installera utomhusantenner, bestämde han sig för att maskera antennen till en amatörradiostation som en dekorativ figur gjord av aluminiumfolie. Som grund tog han Koch-kurvan känd inom geometrin (Figur 20), vars beskrivning föreslogs 1904 av den svenske matematikern Niels Fabian Helge von Koch (1870-1924).

Liknande dokument

Konceptet och principen för drift av sändande antenner och deras strålningsmönster. Beräkning av storlekar och resonansfrekvenser för fraktala antenner. Design av en tryckt mikrostripantenn baserad på Koch-fraktalen och 10 prototyper av trådantenner.

avhandling, tillagd 2015-02-02


Utveckling av fraktala antenner. Konstruktionsmetoder och funktionsprinciper för en fraktal antenn. Konstruktion av Peano-kurvan. Bildandet av en fraktal rektangulär trasig antenn. Dubbelbandsantennuppsättning. Fraktalfrekvensselektiva ytor.

avhandling, tillagd 2015-06-26


Blockschema över den mottagande modulen av aktiva fasstyrda arrayantenner. Beräkning av den relativa minskningen av excitation vid antennens kant. Energipotential för de mottagande fasstyrda arrayantennerna. Strålinriktningsnoggrannhet. Val och beräkning av emitter.

kursarbete, tillagt 2014-11-08


Introduktion till verksamheten hos Antenna-Service LLC: installation och driftsättning av markbundna och satellitantennsystem, design av telekommunikationsnätverk. generella egenskaper grundläggande egenskaper och användningsområden för satellitantenner.

avhandling, tillagd 2014-05-18


Typer och klassificering av antenner för cellulära kommunikationssystem. Specifikationer antenner KP9-900. Den största förlusten av antenneffektivitet är i enhetens driftsposition. Metoder för att beräkna antenner för cellulära kommunikationssystem. Egenskaper hos MMANA-antennmodelleraren.

kursarbete, tillagd 2014-10-17


Typer av mikrovågsenheter i distributionskretsarna för antennuppsättningar. Design av mikrovågsapparater baserad på nedbrytningsmetoden. Arbeta med programmet "Model-S" för automatiserade och parametriska typer av syntes av mikrovågsenheter med flera element.

test, tillagt 2011-10-15


De viktigaste uppgifterna för antennteori och egenskaperna hos denna enhet. Maxwells ekvationer. Elektriskt dipolfält i obegränsat utrymme. Särskiljande egenskaper vibrator och bländarantenner. Metoder för att kontrollera amplituden av gitter.

handledning, tillagd 2013-04-27


Linjär array med en cylindrisk spiralformad antenn som radiator. Användning av antennuppsättningar för att säkerställa högkvalitativ antenndrift. Design av en vertikalt skanande antennuppsättning. Beräkning av en enda sändare.

kursarbete, tillagd 2010-11-28


Skapande metoder effektiva antenner. Linjär antennuppsättning. Optimal resande vågantenn. Riktningskoefficient. Platta antennuppsättningar. Ingångsimpedans för det strålande elementet. Egenskaper och tillämpning av galler som inte är lika långt borta.

kursarbete, tillagt 2015-08-14


Användning av antenner för både strålning och mottagning av elektromagnetiska vågor. Det finns en mängd olika antenner. Design av en linjär uppsättning av dielektriska stavantenner, som är sammansatt av dielektriska stavantenner.