Hem › Program › Slingantenn. Aktiv slingantenn. Du behöver också material

Slingantenn. Aktiv slingantenn. Du behöver också material

Uppfinningen avser antennteknologi, nämligen mottagning av aktiva slingantenner, och kan användas inom radiokommunikation, radionavigering, radioriktningssökning, television och radiosändning. Det tekniska resultat som den föreslagna tekniska lösningen syftar till att uppnå är utbyggnad funktionalitet aktiv slingantenn. Kärnan i uppfinningen är att de strömmar som induceras i slingorna, i-fas och mot-fas i förhållande till ändarna av slingorna, bearbetas vid höga frekvenser för att samtidigt bilda ett cirkulärt strålningsmönster och ett åttasiffra strålningsmönster vid antennutgångarna. I detta fall är signalens i-faskomponent proportionell mot komponenten av den elektriska fältvektorn, och anti-faskomponenten är proportionell mot komponenten av den inkommande magnetfältsvektorn elektromagnetisk våg. Två antennalternativ erbjuds, varav den första kan användas som en oberoende antenn och som en integrerad del av en mer komplex antenn av det andra alternativet. Den första versionen av antennen innehåller en ledande slinga och en elektrisk motvikt av slingan, den andra - fem identiska slingor och en motvikt. Den andra versionen av antennen tillåter en att samtidigt och oberoende bestämma tre komponenter i den elektriska fältvektorn och tre komponenter i magnetfältsvektorn för en inkommande elektromagnetisk våg. 2 z. s. f-ly, 2 ill.

Uppfinningen avser antennteknologi, nämligen mottagning av aktiva slingantenner, och kan användas inom radiokommunikation, radionavigering, radioriktningssökning, television och radiosändning. En bredbandig aktiv slingantenn är känd, innehållande två identiska ledarslingor placerade i samma plan och orienterade med sina ändar mot varandra, elektriska belastningar, en matchande transformator och en bredbandsförstärkare. Ändarna av transformatorns steglindning är anslutna till de nedre ändarna av slingorna, ändarna av nedtrappningslindningen är anslutna till de övre ändarna av slingorna och till ingången på förstärkaren, vars utgång bildar antennens utgång. De elektriska belastningarna för dessa slingor kan fördelas ohmsk eller koncentrerad induktiv-kapacitiv. Antennen arbetar i ett frekvensband med ett överlappsförhållande på 4:1. Bredbandsförstärkaren har en förstärkning på 25 dB. En av nackdelarna med denna antenn är dess låga brusimmunitet på grund av dess cirkulära strålningsmönster. En annan nackdel är användningen av en matchande transformator, vars anslutning mellan lindningarna utförs genom en magnetisk kärna. Sådana transformatorer har betydande förluster vid höga frekvenser. Närmast den angivna anordningen vad gäller det största antalet väsentliga egenskaper är en slingantenn, som innehåller två identiska ledarslingor placerade i samma plan och orienterade med sina ändar mot varandra, med omkretsen av varje slinga som inte överstiger en fjärdedel av den minsta driftvåglängden, två summeringsanordningar, två en kondensator, två motstånd, en ingångsmatchande transformator och en förstärkare. Ingångarna för de första och andra adderande enheterna är anslutna till ändarna av den första respektive andra slingan. De första och andra motstånden är seriekopplade och anslutna till de övre ändarna av slingorna. De första och andra kondensatorerna är seriekopplade och anslutna till utgångarna på de första och andra adderande enheterna. Ändarna av primärlindningen av den matchande transformatorn är anslutna till de nedre ändarna av den första och andra slingan. Mittpunkten av primärlindningen av den matchande transformatorn är ansluten till platsen där motstånden är anslutna till varandra och till platsen där kondensatorerna är anslutna till varandra. Utgångslindningen på den matchande transformatorn är ansluten till förstärkarens ingång. Förstärkarutgången är antennutgången. Med ett optimalt förhållande mellan motfas- och infasströmmar som induceras i slingorna av den infallande elektromagnetiska vågen, tillhandahålls ett kardioidstrålningsmönster. Det erforderliga förhållandet mellan strömmar säkerställs genom att välja vissa geometriska dimensioner av slingorna och resistansvärdena för motstånd och kondensatorer. En av nackdelarna med prototypen är låg känslighet i den lågfrekventa delen av driftområdet, på grund av användningen av resistorer för att bilda ett kardioidpolärt mönster. En annan nackdel med prototypen är användningen av en ingångstransformator med lindningar, vars anslutning sker genom en magnetisk krets. Detta minskar antennens känslighet vid högre frekvenser. Antennen tar emot en elektromagnetisk våg av en polarisation och har en utgång, vilket begränsar dess funktionalitet. Den påstådda tekniska lösningen syftar till att utöka funktionaliteten hos en aktiv slingantenn (förmågan att ha från två till sex oberoende utgångar med olika strålningsmönster och förmågan att samtidigt bestämma tre komponenter i den elektriska fältvektorn och tre komponenter i magnetfältet vektor för den infallande elektromagnetiska vågen). Detta uppnås genom det faktum att i en aktiv slingantenn som innehåller en ledarslinga med en omkrets som inte överstiger en fjärdedel av den minsta driftvåglängden, en summeringsanordning som är ansluten med sina ingångar till slingans ändar, och en förstärkare, utgången av som bildar antennens utgång, införs dessutom en elektrisk motvikt för slingan, avslutande utgång, den första och andra subtraheringsanordningen och den andra förstärkaren, vars ingång är ansluten till utgången på den första subtraktionsanordningen, och utgången av förstärkaren utgör den andra utgången på antennen, motviktsutgången ligger i slingans plan på en rät linje som passerar mellan ändarna av slingorna genom dess centrum och är orienterad mot ändarna av slingan, ingångarna på första subtraheringsanordningen är ansluten till ändarna av slingan, ingångarna på den andra subtraktionsanordningen är anslutna till utgången på adderingsanordningen och utgången på motvikten, och dess utgång är ansluten till ingången på den första förstärkaren, medan mitten av det raka linjesegmentet som är beläget mellan ändarna av slingan och utgången från motvikten bildar fascentrumslingan och motvikten, och ändarna av slingan och utgången av motvikten avlägsnas från nämnda fascentrum på ett avstånd som inte överstiger 0,02 av den lägsta arbetsvåglängden. Detta uppnås också genom att förutom den ovan nämnda elektriska motvikten, den första och andra subtraheringsanordningen och den andra förstärkaren, två par ledarslingor införs i antennen, bildade av den andra och tredje, fjärde och femte slingor, som var och en är identisk med den första slingan, den andra till sjunde adderingsanordningen, den tredje till åttonde subtraheringsanordningen och den tredje till sjätte förstärkaren, vars utgångar bildar den tredje till sjätte antennutgången, de andra och tredje slingorna är placerade i samma plan och är orienterade med sina ändar mot varandra, de fjärde och femte slingorna är placerade i ett annat plan och är också orienterade med sina ändar mot varandra, planen i vilka slingorna är placerade, och plan i vilket den första slingan är belägen, och linjerna som går genom mitten av slingorna i varje par, och linjen som förbinder mitten av den första slingan och motviktsterminalen är ömsesidigt ortogonala, den andra och tredje, den femte och sjätte adderande enheter är anslutna med sina ingångar till ändarna av den andra och tredje, fjärde och femte slingan och genom sina utgångar till ingångarna på de femte och åttonde subtraherande enheterna, vars utgångar är anslutna till ingångarna på den tredje och femte förstärkare, de tredje och fjärde, sjätte och sjunde subtraherande enheterna är anslutna med sina ingångar till ändarna av den andra och tredje, fjärde och femte slingan och genom sina utgångar till ingångarna på de fjärde och sjunde adderande enheterna, vars utgångar är anslutna till ingångarna på den fjärde och sjätte förstärkaren, medan mittpunkterna på de raka segmenten som förbinder slingornas centrum i varje par bildar fascentrumen för paren, tas ändarna av slingorna i varje par bort från fascentrum av paret på ett avstånd som inte överstiger 0,02 av den minsta arbetsvåglängden, och fascentrumen för det första och andra paret av slingor och fascentrum för den första slingan och motvikten avlägsnas från varandra på ett avstånd som inte överstiger 0,05 minsta våglängd . I ett speciellt fall är motvikten gjord i form av en sektion av ett ledande cylindriskt rör. I fig. Fig. 1 och 2 visar funktionsdiagram av två versioner av den föreslagna aktiva slingantennen. I fig. 1 indikeras: 1 - ledarslinga; 2 - elektrisk motvikt av slingan; 3 - summeringsanordning (en enhet som summerar i-fasoscillationer och har en hög ingångsresistans för anti-fasoscillationer); 4 och 5 - första och andra skillnadsanordningar (enheter som summerar motfasoscillationer och har en hög ingångsimpedans för common-mode-oscillationer); 6 och 7 - första och andra förstärkare. I fig. 2 indikeras: 8, 9, 10 och 11 - andra, tredje, fjärde och femte slingor; 12-17 - andra till sjunde adderingsanordningar; 18-23 - tredje till åttonde subtraktionsanordningar; 24-27 - tredje till sjätte förstärkare. Beteckningarna för den första slingan, motvikten, den första summeringsanordningen, den första och andra differensanordningen och de första och andra förstärkarna motsvarar beteckningarna som visas i fig. 1. Som motvikt 2 till den första slingan 1 i båda versionerna av den aktiva slingantennen (fig. 1 och 2) används i detta speciella fall en sektion av ett ledande cylindriskt rör. I utföringsformen som visas i figur 2 är den gemensamma axeln för den första slingan 1 och motvikten 2 placerad i ett vertikalplan på Z-axeln, och de gemensamma axlarna för paren av slingor 8 och 9 samt 10 och 11 är placerade i en horisontellt plan på X- och Y-axlarna Planen för den första slingan och båda paren av slingor, samt X-, Y- och Z-axlarna, är ömsesidigt ortogonala. En aktiv slingantenn, vars funktionsdiagram visas i fig. 1, fungerar enligt följande. Antennen tar emot linjärt polariserade signaler vars polarisationsvektor är elektromagnetiskt fält parallellt med den gemensamma axeln för gångjärnet och motvikten. Det elektromagnetiska fältet inducerar motfas- och infasströmmar i loop 1 i förhållande till början och slutet av loopen. Motfasströmmen motsvarar den magnetiska komponenten och det elektromagnetiska fältet, och common-mode-strömmen motsvarar den elektriska komponenten. Utlösningen av infasström utförs av summeringsanordningen 3. Utlösningen av motfasström utförs av subtraheringsanordningen 4. I motvikt 2, under inverkan av ett elektromagnetiskt fält, induceras en EMF och en ström flyter genom dess utgång, motfas mot de i-fasströmmar som flyter genom slingans ändar. Strömmar från utgången av adderingsanordningen 3 och änden av motvikten 2 matas till ingångarna på den andra subtraheringsanordningen 5, från vars utgång signalen tillförs till ingången på den första förstärkaren 6. Från utgången av den första skillnadsanordningen 4, matas signalen till ingången på den andra förstärkaren 7. Utgångarna från förstärkarna 6 och 7 bildar den första och den andra antennutgången. När det gäller common-mode-signalen är en aktiv loopantenn ekvivalent med en monopol elektrisk vibrator och har ett liknande strålningsmönster. Baserat på motfassignalen har antennen riktningskarakteristika nära de för en enda slinga. Aktiv slingantenn, vars funktionsdiagram visas i fig. 2 är en anordning bestående av tre oberoende och icke-samverkande antenner, av vilka den första är antennen som beskrivs ovan (fig. 1). Var och en av de andra två antennerna innehåller ett par slingor (8 och 9 eller 10 och 11), adderare och subtraktorer och förstärkare. Eftersom dessa två andra antenner är identiska, kommer vi att begränsa oss till beskrivningen av den andra antennen, som innehåller slingor 8 och 9. Den andra antennen, liksom den första, tar emot ett linjärt polariserat elektromagnetiskt fält, med polarisationsvektorn för det elektromagnetiska fältet parallell till den gemensamma axeln för paret av slingor. Det elektromagnetiska fältet inducerar en EMF i varje slinga, under påverkan av vilken motfas- och infasströmmar flyter genom slingornas ändar. Motfasströmmar motsvarar den magnetiska komponenten i det elektromagnetiska fältet, i-fasströmmar motsvarar den elektriska komponenten. De andra 12 och tredje 13 adderingsanordningarna och de tredje 18 och fjärde 19 subtraheringsanordningarna är anslutna till ändarna av slingorna 8 och 9. Att lägga till enheter producerar i-fasströmmar från ändarna av varje slinga, subtraherar enheter - anti-fasströmmar. Motfassignaler från utgångarna på summeringsanordningarna 12 och 13 matas till ingångarna på den femte subtraheringsanordningen 20, där de summeras i motfas och matas till ingången på den tredje förstärkaren 24. Common-mode-signaler från utgångarna på de tredje 18 och fjärde 19 subtraheringsanordningarna matas till ingångarna på den fjärde adderingsanordningen 14, från vars utgång de matas till ingången på den fjärde förstärkaren 25. Utgångarna från den tredje förstärkaren 24 och fjärde 25 förstärkare bildar de tredje och fjärde antennutgångarna. Baserat på common-mode-signalerna från ändarna av slingorna 8 och 9, är den andra antennen ekvivalent med en symmetrisk elektrisk vibrator och har ett liknande strålningsmönster. Baserat på motfassignaler tagna från samma ändar har den andra antennen riktningskarakteristika nära de för en enda slinga. Den tredje antennen, bildad av ett par slingor 10 och 11, som adderar (15, 16, 17) och subtraherar (21, 22, 23) enheter och förstärkare (26, 27), fungerar på samma sätt som den andra antennen. Anordningen, vars funktionsdiagram visas i fig. 2, gör det möjligt att samtidigt bestämma tre komponenter i den elektriska fältvektorn och tre komponenter i magnetfältsvektorn vid mottagningsplatsen. Vi gjorde summeringsanordningar för den aktiva slingantennen baserade på identiska sektioner av en tvåtrådsöverföringsledning och identiska ferritmagnetiska kärnor. En sektion av transmissionsledningen med en längd på högst 0,15 av den minsta driftvåglängden och en karakteristisk impedans på 75 Ohm placerades på en ferritmagnetisk kärna. Början av den första ledaren av linjen och änden av den andra ledaren bildade ingångarna till adderingsanordningen, och änden av den första ledaren och början av den andra sammankopplade bildade enhetens utgång. Subtraktiva enheter för den aktiva slingantennen gjordes på basis av samma magnetiska kärnor och identiska sektioner av transmissionslinjen. Början av den första ledaren av linjen och början av den andra ledaren bildade ingångarna till subtraheringsanordningen, och ändarna av den första och andra ledaren bildade dess utgångar. Sådana anordningar har låga förluster och ett relativt brett arbetsfrekvensband. För att säkerställa högkvalitativ mottagning av radiosignaler, gjordes förstärkarna för den aktiva slingantennen enligt en balanserad krets med hjälp av KT939A medelstora mikrovågsbipolära transistorer och hade en förstärkning på 15-20 dB. Dynamiskt omfång förstärkare för intermodulationsdistorsion av andra och tredje ordningen var minst 85 dB. Prestandan och fördelarna med den föreslagna aktiva slingantennen jämfört med prototypantennen bekräftades genom att testa prototyper av de två antennalternativ som beskrivs ovan: en aktiv slingantenn med motvikt och en aktiv slingantenn för att mäta alla sex komponenterna i det elektromagnetiska fältet. Prototyperna för de aktiva slingantennalternativen hade följande egenskaper: Driftsfrekvensområde, MHz - 3-30 Utgångsimpedans, Ohm - 75 Känslighet i 3 kHz-bandet, µV/m vid frekvenser: 3 MHz - 0,5 30 MHz - 0,1 polarisation mellan utgångarna från den andra versionen av den aktiva slingantennen, inte mindre, dB - 30 Dynamiskt omfång för ömsesidig modulering av andra och tredje ordningen, inte mindre, dB - 85 Matningsspänning, V - 12 Dimensioner för den första versionen av aktiv slingantenn, m - 0,85x1,7x0, 2 Mått på den andra versionen av den aktiva slingantennen, m - 1,7x1,7x1,7
De föreslagna varianterna av den aktiva slingantennen, i motsats till de kända mottagande små aktiva antennerna, reagerar på både de magnetiska och elektriska komponenterna i det elektromagnetiska fältet och har flera utgångar med olika strålningsmönster. Den andra versionen av antennen gör det möjligt att samtidigt bestämma vid en punkt i rymden tre komponenter av den elektriska fältvektorn och tre komponenter i magnetfältsvektorn för en inkommande elektromagnetisk våg. Känsligheten för de föreslagna antennalternativen är högre än känsligheten för prototypantennen, eftersom de föreslagna enheterna inte har ohmska belastningar anslutna till ändarna av slingorna. Informationskällor
1. US patent N3631499, MKI N 01 Q 11/12. Elektriskt liten dubbelslingantenn med fördelad belastning och impedansmatchning. Tidigare. 28/12/71. 2. A. s. USSR N 1483515, MKI N 01 Q 23/00. Aktiv slingantenn. Publ. 30/05/89. Tjur. N20 - prototyp. 3. Enheter för att lägga till och fördela kraften för högfrekventa svängningar / V.V. Zaentsev, V.M. Katushkina, S.E. Modell. Ed. Z.I. Modell. - M.: Sov. Radio, 1980. - 296 sid.

Krav

1. En aktiv slingantenn innefattande en första ledarslinga med en omkrets som inte överstiger en fjärdedel av den minsta arbetsvåglängden, en första summeringsanordning ansluten genom sina ingångar till ändarna av den första slingan, och en första förstärkare, vars utgång bildar den första utgången på antennen, kännetecknad av att i dess Sammansättning innehåller dessutom en elektrisk motvikt av den första slingan, som slutar med en terminal, den första och andra subtraktionsanordningen och en andra förstärkare, vars ingång är ansluten till utgången på den första subtraheringsanordningen, och dess utgång bildar den andra utgången på antennen, ligger motviktsterminalen i den första slingans plan på en rät linje som går mellan ändarna av den första slingan genom dess centrum, och är orienterad mot ändarna av slingan. första slingan är ingångarna på den första subtraheringsanordningen anslutna till ändarna av den första slingan, ingångarna på den andra subtraheringsanordningen är anslutna till utgången från den första adderande anordningen och utgången på motvikten, och dess utgång ansluts till ingången till den första förstärkaren, medan mitten av segmentet en rät linje placerad mellan ändarna av den första slingan och motviktsterminalen bildar fascentrum för slingan och motvikten, och ändarna av slingan och motviktsterminalen tas bort från nämnda fascentrum på ett avstånd som inte överstiger 0,02 av den minsta arbetsvåglängden.2. 2. Antenn enligt krav 1, kännetecknad av att den dessutom inkluderar två par ledarslingor bildade av den andra och tredje, fjärde och femte slingan, som var och en är identisk med den första slingan, den andra till sjunde adderingsanordningen, den tredje till åttonde subtraktionsanordningar och tredje-sjätte förstärkarna, vars utgångar bildar den tredje till sjätte antennutgången, de andra och tredje slingorna är belägna i samma plan och är orienterade med sina ändar mot varandra, den fjärde och femte slingan är placerad i ett annat plan och är också orienterade med sina ändar mot varandra, plan i vilka par av slingor är belägna, och planet i vilket den första slingan är placerad är ömsesidigt ortogonalt, linjerna går genom mitten av slingorna i varje par , och linjen som förbinder mitten av den första slingan och motviktsutgången är ömsesidigt ortogonala, de andra och tredje, femte och sjätte adderingsanordningarna är anslutna med sina ingångar med ändarna av den andra och tredje, fjärde och femte slingan, och deras utgångar - med ingångarna från den femte och åttonde subtraheringsanordningen, vars utgångar är anslutna till ingångarna på den tredje och femte förstärkaren, är den tredje och fjärde, sjätte och sjunde subtraktionsanordningen anslutna med sina ingångar till ändarna av den andra och den tredje, fjärde och femte slingan och deras utgångar - med ingångarna från den fjärde och sjunde adderingsanordningen, vars utgångar är anslutna till ingångarna på den fjärde och sjätte förstärkaren, medan mittpunkterna på de raka segmenten förbinder centra av slingorna i varje par bildar fascentrumen för paren, ändarna av slingorna i varje par avlägsnas från parets fascentrum på ett avstånd som inte överstiger 0,02 av den minsta driftvåglängden, och fascentrumen för det första och andra par av slingor och fascentrum för den första slingan och motvikten avlägsnas från varandra på ett avstånd som inte överstiger 0,05 av vågorna med minsta arbetslängd. 3. Antenn enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att motvikten är utformad i form av en sektion av ett ledande cylindriskt rör.

Det är omöjligt att ens föreställa sig hur många antenner som växer runt oss: mobiltelefon, TV, dator, trådlös router, radio. Det finns till och med antennenheter för synska. Vad är en KV-antenn? De flesta icke-radiofolk kommer att svara att det är en lång tråd eller en teleskopstång. Ju längre den är, desto bättre mottagning av radiovågor. Det finns viss sanning i detta, men det är väldigt lite. Så vilken storlek ska antennen ha?

Viktig! Måtten på alla antenner måste stå i proportion till längden på radiovågen. Den minsta resonanslängden för antennen är halva våglängden.

Ordet resonans betyder att en sådan antenn kan fungera effektivt endast i ett smalt frekvensband. De flesta antenner är resonans. Det finns också bredbandsantenner: Du måste betala för en bred bandbredd vad gäller effektivitet, nämligen vinst.

Varför fungerar stereotypen att ju längre HF-antennerna är, desto effektivare är de? Faktum är att detta är sant, men till vissa gränser, eftersom detta endast är typiskt för medellånga och långa vågor. Och när frekvensen ökar kan antennstorlekarna minskas. Vid korta vågor (längder från cirka 160 till 10 m) kan antennstorlekar redan optimeras för effektiv drift.

Dipoler

Den enklaste och effektiva antenner– Det här är halvvågsvibratorer, de kallas också för dipoler. De drivs i mitten: en signal från generatorn tillförs dipolgapet. Bärbara amatörradioantenner kan fungera som både sändare och mottagare. Det är sant att sändningsantenner kännetecknas av tjocka kablar och stora isolatorer - dessa funktioner tillåter dem att motstå kraften hos sändare.

Den farligaste platsen för en dipol är dess ändar, där spänningsantinoder skapas. Dipolens maximala ström är i mitten. Men detta är inte skrämmande, eftersom de nuvarande antinoderna är jordade, och skyddar därmed mottagare och sändare från blixturladdningar och statisk elektricitet.

Notera! När du arbetar med kraftfulla radiosändare kan du få stötar från högfrekventa strömmar. Men förnimmelserna kommer inte att vara desamma som från ett slag från ett uttag. Slaget kommer att kännas som en brännskada, utan att skaka i musklerna. Detta beror på det faktum att den högfrekventa strömmen flyter över hudens yta och inte tränger djupt in i kroppen. Det vill säga, antennen kan brinna utsidan, men insidan kommer att förbli orörd.

Flerbandsantenn

Ganska ofta är det nödvändigt att installera mer än en antenn, men detta är inte möjligt. Och förutom en radioantenn för ett band behövs även antenner för andra band. Lösningen på problemet är att använda en flerbands HF-antenn.

Har ganska anständiga egenskaper, multiband vertikala antenner kan lösa antennproblemet för många kortvågsradioapparater. De blir mycket populära av flera anledningar: utrymmesbrist i trånga stadsmiljöer, ökningen av antalet amatörradioband, det så kallade ”fågelkortslivet” när man hyr en lägenhet.

Flerbandiga vertikala antenner kräver inte mycket utrymme för installation. Bärbara strukturer kan placeras på balkongen eller så kan du gå med den här antennen någonstans till en närliggande park och arbeta där i fält. De enklaste HF-antennerna är en enda tråd med asymmetrisk matning.

Någon kommer att säga att en förkortad antenn inte är det. Vågen älskar sin storlek, så HF-antennen måste vara stor och effektiv. Vi kan hålla med om detta, men oftast finns det ingen möjlighet att köpa en sådan enhet.

Efter att ha studerat Internet och tittat på designen av färdiga produkter från olika företag kommer du till slutsatsen: det finns många av dem, och de är väldigt dyra. Alla dessa konstruktioner innehåller är en tråd för HF-antenner och en och en halv meter stift. Därför kommer det att vara intressant, särskilt för en nybörjare, att hitta ett snabbt, enkelt och billigt alternativ för hemmagjord produktion av effektiva HF-antenner.

Vertikal antenn (jordplan)

Ground Plane är en vertikal hamradioantenn med en lång kvartsvåglängdsstolpe. Men varför en kvart och inte en halv? Här är den saknade halvan av dipolen spegelreflektion vertikal stift från markytan.

Men eftersom jorden leder elektricitet mycket dåligt, används antingen metallplåt eller bara några ledningar spridda som en kamomill. Deras längd är också vald lika med en fjärdedel av våglängden. Detta är Ground Plane-antennen, vilket betyder jordplattform.

Majoritet bilantenner för radiomottagare görs det enligt samma princip. VHF-radiosändningens våglängd är cirka tre meter. Följaktligen kommer en kvarts halvvåg att vara 75 cm. Den andra strålen från dipolen reflekteras i bilens kaross. Det vill säga sådana strukturer måste i princip monteras på en metallyta.

Antennförstärkning är förhållandet mellan fältstyrkan som tas emot från antennen och fältstyrkan vid samma punkt, men som tas emot från referenssändaren. Detta förhållande uttrycks i decibel.

Magnetisk slingantenn

I de fall där enklaste antenn inte klarar av uppgiften kan en vertikal magnetslingantenn användas. Den kan tillverkas av en duraluminiumbåge. Om i horisontella slingantenner deras tekniska prestanda inte påverkas av den geometriska formen och metoden för strömförsörjning, så påverkar detta vertikala antenner.

Denna antenn fungerar på tre band: tio, tolv och femton meter. Den är ombyggd med en kondensator, som måste skyddas på ett tillförlitligt sätt från atmosfärisk fukt. Ström tillförs av valfri 50-75 Ohm kabel, eftersom den matchande enheten säkerställer omvandlingen av sändarens utgångsimpedans till antennimpedansen.

Kort dipolantenn

Det finns förkortade 7 MHz-antenner, vars armar bara är cirka tre meter långa. Antenndesignen inkluderar:

två axlar cirka tre meter;
kantisolatorer;
linor för mantrep;
förlängningsspole;
liten sladd;
central nod.

Spolens lindningslängd är 85 millimeter och 140 varv tättlindad. Noggrannhet är inte så viktigt här. Det vill säga om det blir fler varv kan detta kompenseras av antennarmens längd. Du kan också förkorta lindningens längd, men detta är svårare att du måste löda fästets ändar.

Längden från kanten av spollindningen till centralenheten är cirka 40 centimeter. I vilket fall som helst, efter tillverkning måste antennen justeras genom att välja längd.

DIY vertikal HF-antenn

Hur gör man det själv? Ta ett onödigt (eller köp) billigt fiskespö i kol, 20-40-80. Limma fast en pappersremsa med prickmarkeringar på den på ena sidan. Sätt in klämmor på de markerade platserna för att ansluta byglarna och kringgå den onödiga spolen. Således kommer antennen att växla från band till band. De skuggade områdena kommer att innehålla förkortningsspolen och det angivna antalet varv. En stift sätts in i själva "fiskspöet".

Du behöver också material:

kopparlindningstråd används med en diameter på 0,75 mm;
tråd för motvikt med en diameter på 1,5 mm.

En piskantenn måste fungera med en motvikt, annars blir den inte effektiv. Så om du har alla dessa material återstår bara att linda upp trådbandaget på spöet så att du först får en stor rulle, sedan mindre och ännu mindre. Processen att byta antennband: från 80 m till 2 m.

Välja den första HF-sändtagaren

När du väljer en kortvågssändare för en nybörjare radioamatör, måste du först och främst vara uppmärksam på hur du köper den för att inte göra ett misstag. Vilka funktioner finns här? Det finns ovanliga, mycket specialiserade radioapparater - detta är inte lämpligt för den första sändaren. Det finns inget behov av att välja handhållna radioapparater som är designade för användning på språng med en piskantenn.

En sådan radiostation är inte lämplig för:

använda den som en vanlig amatörradioenhet,
börja skapa kopplingar;
lär dig att navigera i amatörradiovågorna.

Det finns även radiostationer som programmeras uteslutande från en dator.

De enklaste hemmagjorda antennerna

För radiokommunikation i fält kan det vara nödvändigt att kommunicera inte bara över avstånd på hundratals kilometer, utan också korta avstånd från små bärbara radioapparater. Stabil kommunikation är inte alltid möjlig även över korta avstånd, eftersom terräng och stora byggnader kan störa signalutbredningen. I sådana fall kan det hjälpa att höja antennen till en liten höjd.

En höjd på till och med 5-6 meter kan ge en betydande ökning av signalen. Och om hörbarheten från marken var mycket dålig, kan situationen förbättras avsevärt genom att höja antennen några meter. Naturligtvis, genom att installera en tio meter lång mast och en multi-element antenn, kommer långdistanskommunikation definitivt att förbättras. Men master och antenner är inte alltid tillgängliga. I sådana fall kommer hemgjorda antenner upp till en höjd, till exempel på en trädgren, till undsättning.

Några ord om kortvågor

Kortvågsoperatörer är specialister med kunskap inom området elektroteknik, radioteknik och radiokommunikation. Dessutom har de kvalifikationerna som en radiooperatör, kan utföra radiokommunikation även under förhållanden där professionella radiooperatörer inte alltid går med på att arbeta, och om nödvändigt kan de snabbt hitta och åtgärda ett fel i sin radio station.

Kortvågsoperatörernas arbete bygger på kortvågsamatörism - etableringen av tvåvägsradiokommunikation på kortvågor. De yngsta företrädarna för kortvågsfrekvenser är skolbarn.

Mobiltelefonantenner

För ett dussin år sedan stack små kärnor upp ur mobiltelefoner. Idag observeras inget sådant. Varför? Eftersom det fanns få basstationer vid den tiden var det möjligt att öka kommunikationsräckvidden endast genom att öka antennernas effektivitet. I allmänhet, närvaron av en antenn i full storlek mobiltelefon på den tiden ökade det omfånget av sitt arbete.

Idag, när basstationer fastnar var hundra meter, finns det inget sådant behov. Dessutom med tillväxten av generationer mobil kommunikation det finns en tendens att öka frekvensen. HF-mobilkommunikationsbanden har utökats till 2500 MHz. Detta är redan en våglängd på bara 12 cm. Och inte en förkortad antenn, utan en multielement en kan sättas in i antennkroppen.

Du kan inte leva utan antenner i det moderna livet. Deras variation är så enorm att jag skulle kunna prata om dem väldigt länge. Till exempel finns det horn, paraboliska, log-periodiska, riktade antenner.

Video

En gång i tiden bra TV-antenn var en bristvara, köpta skilde sig inte i kvalitet och hållbarhet, för att uttrycka det milt. Att göra en antenn för en "låda" eller "kista" (en gammal rör-TV) med egna händer ansågs vara ett tecken på skicklighet. Intresset för hemmagjorda antenner fortsätter än i dag. Det är inget konstigt här: förutsättningarna för TV-mottagning har förändrats dramatiskt, och tillverkare, som tror att det finns och inte kommer att finnas något väsentligt nytt i teorin om antenner, anpassar oftast elektroniken till sedan länge kända konstruktioner, utan att tänka på det faktum den där Det viktigaste för varje antenn är dess interaktion med signalen i luften.

Vad har förändrats i luften?

För det första, nästan hela volymen av TV-sändningar utförs för närvarande i UHF-sortimentet. Först och främst, av ekonomiska skäl, förenklar och minskar det avsevärt kostnaderna för antennmatarsystemet för sändningsstationer, och, ännu viktigare, behovet av regelbundet underhåll av högkvalificerade specialister som är engagerade i hårt, skadligt och farligt arbete.

andra - TV-sändare täcker nu nästan alla mer eller mindre befolkade områden med sin signal, och ett utvecklat kommunikationsnätverk säkerställer leverans av program till de mest avlägsna hörnen. Där tillhandahålls sändningar i den beboeliga zonen av obevakade sändare med låg effekt.

Tredje, förutsättningarna för utbredning av radiovågor i städer har förändrats. På UHF läcker industriell interferens i svagt, men höghus i armerad betong är bra speglar för dem, och reflekterar upprepade gånger signalen tills den är helt dämpad i ett område med till synes tillförlitlig mottagning.

Fjärde - Det finns många TV-program i luften nu, dussintals och hundratals. Hur mångsidig och meningsfull den här uppsättningen är är en annan fråga, men att räkna med att ta emot 1-2-3 kanaler är nu meningslöst.

Till sist, digitala sändningar har utvecklats. DVB T2-signalen är en speciell sak. Där det fortfarande överstiger bruset bara lite, med 1,5-2 dB, är mottagningen utmärkt, som om ingenting hade hänt. Men lite längre eller åt sidan - nej, den är avskuren. "Digital" är nästan okänslig för störningar, men om det finns en oöverensstämmelse med kabeln eller fasförvrängning någonstans i vägen, från kameran till tunern, kan bilden smulas sönder till rutor även med en stark ren signal.

Antennkrav

I enlighet med de nya mottagningsvillkoren har även grundkraven för TV-antenner ändrats:

Dess parametrar som riktningskoefficienten (DAC) och skyddsverkanskoefficienten (PAC) är nu utan avgörande betydelse: modern luft är mycket smutsig, och längs den lilla sidoloben av riktningsmönstret (DP) kommer åtminstone viss interferens att ta dig igenom, och du måste bekämpa det med elektroniska medel.
I gengäld blir antennens egen förstärkning (GA) extra viktig. En antenn som fångar luften väl, snarare än att titta på den genom ett litet hål, kommer att ge en kraftreserv för den mottagna signalen, vilket gör att elektroniken kan rensa den från brus och störningar.
En modern tv-antenn måste, med sällsynta undantag, vara en räckviddsantenn, d.v.s. henne elektriska parametrar bör bevaras på ett naturligt sätt, på teorinivå, och inte pressas in i en godtagbar ram genom ingenjörsknep.
TV-antennen måste vara koordinerad med kabeln över hela dess driftfrekvensområde utan ytterligare enheter koordination och balansering (USS).
Amplitud-frekvenssvaret för antennen (AFC) bör vara så jämnt som möjligt. Skarpa svallvågor och fall åtföljs säkert av fasförvrängningar.

De sista 3 poängen beror på behörighetskrav digitala signaler. Anpassad, d.v.s. Genom att teoretiskt arbeta på samma frekvens kan antenner till exempel "sträckas ut" i frekvens. antenner av typen "vågkanal" på UHF med ett acceptabelt signal-brusförhållande fånga kanalerna 21-40. Men deras samordning med mataren kräver användning av USS, som antingen starkt absorberar signalen (ferrit) eller förstör fassvaret vid kanterna av intervallet (avstämt). Och en sådan antenn, som fungerar perfekt på analogt, kommer att ta emot "digitalt" dåligt.

I detta avseende, från alla de stora mängderna antenner, kommer den här artikeln att överväga TV-antenner, tillgängliga för egenproduktion, av följande typer:

Frekvensoberoende (all-wave)– har inga höga parametrar, men är väldigt enkelt och billigt, det kan göras på bokstavligen en timme. Utanför staden, där etern är renare, kommer den att kunna ta emot digital eller en ganska kraftfull analog inte en kort bit från tv-centralen.
Range log-periodisk. Bildligt talat kan det liknas vid en fisketrål, som sorterar bytet under fisket. Den är också ganska enkel, passar perfekt med mataren i hela dess sortiment och ändrar inte dess parametrar alls. De tekniska parametrarna är genomsnittliga, så det är mer lämpligt för ett sommarboende och i staden som ett rum.
Flera modifieringar av sicksackantennen, eller Z-antenner. I MV-sortimentet är detta en mycket solid design som kräver stor skicklighet och tid. Men på UHF, på grund av principen om geometrisk likhet (se nedan), är den så förenklad och krympt att den mycket väl kan användas som en mycket effektiv inomhusantenn under nästan alla mottagningsförhållanden.

Notera: Z-antennen, för att använda den tidigare analogin, är en frekvent flygare som öser upp allt i vattnet. När luften blev nedskräpad föll den ur bruk, men med utvecklingen av digital-tv var den återigen på den höga hästen - genom hela sitt utbud är den lika perfekt koordinerad och håller parametrarna som en ”logoped. ”

Exakt matchning och balansering av nästan alla antenner som beskrivs nedan uppnås genom att dra kabeln genom den sk. nollpotentialpunkt. Den har särskilda krav, som kommer att diskuteras mer i detalj nedan.

Om vibratorantenner

I frekvensbandet för en analog kanal kan upp till flera dussin digitala sändas. Och, som redan sagt, fungerar det digitala med ett obetydligt signal-brusförhållande. Därför kan den gamla goda vågkanalen (AVK, vågkanalsantenn), från klassen av vibratorantenner, användas för att ta emot digital-TV på platser som är mycket avlägsna från tv-centralen, där signalen från en eller två kanaler knappt når fram, så i slutet kommer vi att ägna några rader och åt henne.

Om satellitmottagning

Gör det själv parabolantenn det finns ingen poäng. Du behöver fortfarande köpa ett huvud och en tuner, och bakom spegelns yttre enkelhet ligger en parabolisk yta med sned infallsvinkel, som inte varje industriföretag kan producera med den noggrannhet som krävs. Det enda hemmagjorda människor kan göra är att sätta upp en parabol, läs om det här.

Om antennparametrar

Noggrann bestämning av antennparametrarna som nämns ovan kräver kunskap om högre matematik och elektrodynamik, men det är nödvändigt att förstå deras innebörd när man börjar tillverka en antenn. Därför kommer vi att ge något grova men ändå förtydligande definitioner (se figuren till höger):

För att bestämma antennparametrar

KU är förhållandet mellan signaleffekten som mottas av antennen på huvud-(huvud)loben av dess DP och dess samma effekt som tas emot på samma plats och med samma frekvens av en rundstrålande, cirkulär DP-antenn.
KND är förhållandet mellan hela sfärens solida vinkel och den solida vinkeln för öppningen av DN:s huvudlob, förutsatt att dess tvärsnitt är en cirkel. Om huvudbladet har olika storlekar i olika plan måste du jämföra sfärens yta och huvudlobens tvärsnittsarea.
SCR är förhållandet mellan signaleffekten som tas emot vid huvudloben och summan av interferenseffekterna vid samma frekvens som tas emot av alla sekundära (bak- och sidolober).

Anmärkningar:

Om antennen är en bandantenn, beräknas effekterna på frekvensen för den användbara signalen.
Eftersom det inte finns några helt rundstrålande antenner, tas en halvvågs linjär dipol orienterad i den elektriska fältvektorns riktning (enligt dess polarisation) som sådan. Dess QU anses vara lika med 1. TV-program sänds med horisontell polarisering.

Man bör komma ihåg att CG och KNI inte nödvändigtvis är relaterade till varandra. Det finns antenner (till exempel "spion" - enkeltrådig resande vågantenn, ABC) med hög riktning, men enkel eller lägre förstärkning. Dessa ser ut i fjärran som genom ett dioptrisikte. Å andra sidan finns det antenner, t.ex. Z-antenn, som kombinerar låg riktverkan med betydande förstärkning.

Om tillverkningens krångligheter

Alla antennelement genom vilka användbara signalströmmar flyter (särskilt i beskrivningarna av enskilda antenner) måste anslutas till varandra genom lödning eller svetsning. I alla prefabricerade enheter i det fria kommer den elektriska kontakten snart att brytas, och antennens parametrar kommer att försämras kraftigt, upp till dess fullständiga oanvändbarhet.

Detta gäller särskilt för punkter med nollpotential. I dem, som experter säger, finns det en spänningsnod och en strömantinod, d.v.s. dess största värde. Ström vid noll spänning? Inget förvånande. Elektrodynamik har flyttat bort från Ohms lag genom DC så långt som en T-50 från en drake.

Platser med nollpotentialpunkter för digitala antenner görs bäst böjda av solid metall. En liten "krypande" ström vid svetsning när man tar emot analogen på bilden kommer troligen inte att påverka den. Men om en digital signal tas emot på brusnivån kan det hända att tunern inte ser signalen på grund av "krypningen". Vilket med ren ström vid antinoden skulle ge stabil mottagning.

Om kabellödning

Flätan (och ofta den centrala kärnan) av moderna koaxialkablar är inte gjord av koppar, utan av korrosionsbeständiga och billiga legeringar. De löder dåligt och om du värmer dem länge kan du bränna ut kabeln. Därför måste du löda kablarna med en 40-W lödkolv, lågsmältande lod och med flusspasta istället för kolofonium eller alkoholkolofonium. Det finns inget behov av att skona pastan; lodet sprider sig omedelbart längs flätans vener endast under ett lager av kokande flussmedel.

Frekvensoberoende antenn med horisontell polarisation

Typer av antenner
All-wave

En helvågsantenn (mer exakt, frekvensoberoende, FNA) visas i fig. Den består av två triangulära metallplattor, två träribbor och en massa emaljerade koppartrådar. Trådens diameter spelar ingen roll, och avståndet mellan ändarna av trådarna på lamellerna är 20-30 mm. Gapet mellan plattorna som de andra ändarna av trådarna är lödda till är 10 mm.

Notera: Istället för två metallplattor är det bättre att ta en kvadrat av ensidig folieglasfiber med trianglar utskurna av koppar.

Antennens bredd är lika med dess höjd, öppningsvinkeln på bladen är 90 grader. Kabeldragningsdiagrammet visas där i fig. Punkten markerad med gult är punkten med kvasi-noll potential. Det finns inget behov av att löda kabelflätan till tyget i den, bara knyt den hårt, så räcker kapaciteten mellan flätan och tyget för matchning.

CHNA, utsträckt i ett 1,5 m brett fönster, tar emot alla mätar- och DCM-kanaler från nästan alla håll, förutom en dopp på cirka 15 grader i dukens plan. Detta är dess fördel på platser där det är möjligt att ta emot signaler från olika tv-centraler, den behöver inte roteras. Nackdelar - enkel förstärkning och nollförstärkning, därför, i interferenszonen och utanför zonen för tillförlitlig mottagning, är CNA inte lämplig.

Notera: Det finns andra typer av CNA, till exempel. i form av en tvåvarvs logaritmisk spiral. Den är mer kompakt än CNA gjord av triangulära ark i samma frekvensområde, därför används den ibland inom teknik. Men i vardagen ger detta inga fördelar, det är svårare att göra en spiral-CNA, och det är svårare att koordinera med en koaxialkabel, så vi överväger det inte.

Baserat på CHNA skapades den en gång mycket populära fläktvibratorn (horn, flygblad, slangbella), se fig. Dess riktningsfaktor och prestandakoefficient är något runt 1,4 med en ganska jämn frekvensrespons och linjär fasrespons, så den skulle vara lämplig för digital användning även nu. Men - det fungerar bara på HF (kanal 1-12), och digital sändning är på UHF. Men på landsbygden, med en höjd av 10-12 m, kan den vara lämplig för att ta emot en analog. Mast 2 kan vara gjord av vilket material som helst, men fästremsor 1 är gjorda av ett bra icke-vätande dielektrikum: glasfiber eller fluorplast med en tjocklek på minst 10 mm.

Fläktvibrator för mottagning av MV TV

Öl hela vågen

Ölburkantenner

Helvågsantennen gjord av ölburkar är uppenbarligen inte frukten av baksmällahallucinationerna hos en berusad radioamatör. Detta är verkligen en mycket bra antenn för alla mottagningssituationer, du behöver bara göra det rätt. Och det är extremt enkelt.

Dess design är baserad på följande fenomen: om du ökar diametern på armarna på en konventionell linjär vibrator, expanderar dess driftsfrekvensband, men andra parametrar förblir oförändrade. Inom långdistansradiokommunikation har sedan 20-talet den sk Nadenenkos dipol bygger på denna princip. Och ölburkar har precis rätt storlek för att fungera som armarna på en vibrator på UHF. I huvudsak är CHNA en dipol, vars armar expanderar oändligt till oändlighet.

Den enklaste ölvibratorn gjord av två burkar är lämplig för inomhus analog mottagning i staden, även utan koordination med kabeln, om dess längd inte är mer än 2 m, till vänster i fig. Och om du monterar en vertikal i-fas-array från öldipoler med ett steg på en halv våg (till höger i figuren), matcha den och balansera den med en förstärkare från en polsk antenn (vi kommer att prata om det senare), sedan tack vare den vertikala kompressionen av mönstrets huvudlob kommer en sådan antenn att ge bra CU.

Förstärkningen av "krogen" kan ökas ytterligare genom att lägga till en CPD samtidigt, om en nätskärm placeras bakom den på ett avstånd lika med halva rutnätets tonhöjd. Ölgrillen är monterad på en dielektrisk mast; De mekaniska anslutningarna mellan skärmen och masten är också dielektriska. Resten framgår av det följande. ris.

In-fas array av öl dipoler

Notera: det optimala antalet gallergolv är 3-4. Med 2 blir förstärkningen liten, och mer är svårt att koordinera med kabeln.

"Logoterapeut"

En log-periodisk antenn (LPA) är en uppsamlingsledning till vilken halvor av linjära dipoler (d.v.s. delar av ledare en fjärdedel av den aktiva våglängden) är växelvis anslutna, vars längd och avstånd varierar i geometrisk progression med ett index som är mindre än 1, i mitten i fig. Linjen kan antingen konfigureras (med kortslutning i änden motsatt kabelanslutningen) eller fri. En LPA på en ledig (okonfigurerad) linje är att föredra för digital mottagning: den kommer ut längre, men dess frekvenssvar och fassvar är jämna, och matchningen med kabeln beror inte på frekvensen, så vi kommer att fokusera på det.

Log-periodisk antenndesign

LPA:n kan tillverkas för vilket förutbestämt frekvensområde som helst, upp till 1-2 GHz. När arbetsfrekvensen ändras, rör sig dess aktiva område på 1-5 dipoler fram och tillbaka längs duken. Därför, ju närmare progressionsindikatorn är 1, och följaktligen ju mindre antennöppningsvinkeln är, desto större förstärkning kommer den att ge, men samtidigt ökar dess längd. Vid UHF kan 26 dB uppnås från en utomhus-LPA och 12 dB från en rums-LPA.

LPA, kan man säga, är idealisk när det gäller dess helhet av kvaliteter digital antenn , så låt oss titta på dess beräkning lite mer detaljerat. Det viktigaste du behöver veta är att en ökning av progressionsindikatorn (tau i figuren) ger en ökning av förstärkningen, och en minskning av LPA-öppningsvinkeln (alfa) ökar riktningen. En skärm behövs inte för LPA:n, den har nästan ingen effekt på dess parametrar.

Beräkning av digital LPA har följande funktioner:

De startar den, för frekvensreservens skull, med den näst längsta vibratorn.
Därefter beräknas den längsta dipolen, med ömsesidighet av progressionsindexet.
Efter den kortaste dipolen baserat på det givna frekvensområdet läggs ytterligare en till.

Låt oss förklara med ett exempel. Låt oss säga vårt digitala program ligga i intervallet 21-31 TVK, dvs. vid 470-558 MHz i frekvens; våglängder, respektive, är 638-537 mm. Låt oss också anta att vi behöver ta emot en svag brusig signal långt från stationen, så vi tar den maximala (0,9) progressionshastigheten och den minsta (30 grader) öppningsvinkeln. För beräkningen behöver du halva öppningsvinkeln, d.v.s. 15 grader i vårt fall. Öppningen kan minskas ytterligare, men längden på antennen kommer att öka orimligt, i kotangenta termer.

Vi betraktar B2 i fig: 638/2 = 319 mm, och dipolens armar kommer att vara 160 mm vardera, du kan avrunda upp till 1 mm. Beräkningen kommer att behöva utföras tills du får Bn = 537/2 = 269 mm, och sedan beräkna ytterligare en dipol.

Nu betraktar vi A2 som B2/tg15 = 319/0,26795 = 1190 mm. Sedan, genom progressionsindikatorn, A1 och B1: A1 = A2/0,9 = 1322 mm; B1 = 319/0,9 = 354,5 = 355 mm. Därefter, sekventiellt, med början med B2 och A2, multiplicerar vi med indikatorn tills vi når 269 mm:

B3 = B2*0,9 = 287 mm; A3 = A2*0,9 = 1071 mm.
B4 = 258 mm; A4 = 964 mm.

Sluta, vi är redan mindre än 269 mm. Vi kontrollerar om vi kan uppfylla förstärkningskraven, även om det är klart att vi inte kan: för att få 12 dB eller mer bör avstånden mellan dipolerna inte överstiga 0,1-0,12 våglängder. I det här fallet har vi för B1 A1-A2 = 1322 – 1190 = 132 mm, vilket är 132/638 = 0,21 våglängder av B1. Vi måste "dra upp" indikatorn till 1, till 0,93-0,97, så vi provar olika tills den första skillnaden A1-A2 reduceras med hälften eller mer. För max 26 dB behöver du ett dipolavstånd på 0,03-0,05 våglängder, dock inte mindre än 2 dipoldiametrar, 3-10 mm vid UHF.

Notera: skär av resten av linjen bakom den kortaste dipolen; den behövs bara för beräkningar. Därför blir den faktiska längden på den färdiga antennen endast cirka 400 mm. Om vår LPA är extern är detta mycket bra: vi kan minska öppningen och få större riktning och skydd mot störningar.

Video: antenn för digital-TV DVB T2

Om linan och masten

Diametern på rören i LPA-linjen på UHF är 8-15 mm; avståndet mellan deras axlar är 3-4 diametrar. Låt oss också ta hänsyn till att tunna "spets"-kablar ger en sådan dämpning per meter på UHF:n att alla antennförstärkningsknep kommer till intet. Du måste ta en bra koaxial för en utomhusantenn, med en skaldiameter på 6-8 mm. Det vill säga rören för linjen måste vara tunnväggiga, sömlösa. Du kan inte knyta kabeln till ledningen från utsidan, kvaliteten på LPA kommer att sjunka kraftigt.

Det är naturligtvis nödvändigt att fästa den yttre framdrivningsbåten vid masten med tyngdpunkten, annars kommer framdrivningsfarkostens lilla vindkraft att förvandlas till en enorm och skakande sådan. Men det är också omöjligt att ansluta en metallmast direkt till linjen: du måste tillhandahålla en dielektrisk insats på minst 1,5 m lång. Kvaliteten på dielektrikumet spelar ingen stor roll här, oljat och målat trä.

Om Delta-antennen

Om UHF LPA överensstämmer med kabelförstärkaren (se nedan, om polska antenner), kan armarna på en meter dipol, linjär eller solfjäderformad, som en "slingshot", fästas på linjen. Då får vi en universell VHF-UHF-antenn av utmärkt kvalitet. Denna lösning används i den populära Delta-antennen, se fig.

Delta antenn

Sicksack i luften

En Z-antenn med reflektor ger samma förstärkning och förstärkning som LPA:n, men dess huvudlob är mer än dubbelt så bred horisontellt. Detta kan vara viktigt på landsbygden när det finns TV-mottagning från olika riktningar. Och decimeterns Z-antenn har små dimensioner, vilket är viktigt för inomhusmottagning. Men dess driftsområde är teoretiskt sett inte obegränsat med frekvensöverlappning, samtidigt som parametrar som är acceptabla för det digitala området är upp till 2,7.

Z-antenn MV

Utformningen av MV Z-antennen visas i fig; Kabelvägen är markerad i rött. Där nere till vänster finns en mer kompakt ringversion, i dagligt tal känd som en "spindel". Det visar tydligt att Z-antennen föddes som en kombination av en CNA med en avståndsvibrator; Det finns också något av en rombisk antenn i den, som inte passar in i temat. Ja, "spindel"-ringen behöver inte vara av trä, det kan vara en metallbåge. "Spider" tar emot 1-12 MV-kanaler; Mönstret utan reflektor är nästan cirkulärt.

Den klassiska sicksacken fungerar antingen på 1-5 eller 6-12 kanaler, men för dess tillverkning behöver du bara träribbor, emaljerad koppartråd med d = 0,6-1,2 mm och flera rester av folieglasfiber, så vi ger måtten i bråkdel för 1-5/6-12 kanaler: A = 3400/950 mm, B, C = 1700/450 mm, b = 100/28 mm, B = 300/100 mm. Vid punkt E finns det noll potential här måste du löda flätan till en metalliserad stödplatta. Reflektormått, även 1-5/6-12: A = 620/175 mm, B = 300/130 mm, D = 3200/900 mm.

Range Z-antennen med reflektor ger en förstärkning på 12 dB, inställd på en kanal - 26 dB. För att bygga en enkanalig baserad på en sicksack, måste du ta sidan av kvadraten på duken i mitten av dess bredd vid en fjärdedel av våglängden och räkna om alla andra dimensioner proportionellt.

Folk Sicksack

Som du kan se är MV Z-antennen en ganska komplex struktur. Men dess princip visar sig i all ära på UHF. UHF Z-antennen med kapacitiva insatser, som kombinerar fördelarna med "klassikerna" och "spindeln", är så lätt att göra att även i Sovjetunionen fick den titeln folkantenn, se fig.

Folkets UHF-antenn

Material – kopparrör eller aluminiumplåt med en tjocklek på 6 mm. Sidorutorna är av massiv metall eller täckta med nät, eller täckta med en plåt. I de två sista fallen måste de lödas längs kretsen. Koaxen kan inte böjas skarpt, så vi styr den så att den når sidohörnet och går sedan inte utöver den kapacitiva insatsen (sidokvadrat). Vid punkt A (nollpotentialpunkt) ansluter vi kabelflätan elektriskt till tyget.

Notera: aluminium kan inte lödas med konventionella lödningar och flussmedel, så aluminium "folk" är lämplig för utomhusinstallation först efter tätning elektriska anslutningar silikon, eftersom allt i den är skruvad.

Video: exempel på en dubbeltriangelantenn

Vågkanal

Vågkanalantenn

Vågkanalantennen (AWC), eller Udo-Yagi-antennen, tillgänglig för egenproduktion, kan ge den högsta förstärkningen, riktningsfaktorn och effektivitetsfaktorn. Men den kan bara ta emot digitala signaler på UHF på 1 eller 2-3 intilliggande kanaler, eftersom tillhör klassen av högt avstämda antenner. Dess parametrar försämras kraftigt bortom inställningsfrekvensen. Det rekommenderas att använda AVK under mycket dåliga mottagningsförhållanden och göra en separat för varje TVK. Lyckligtvis är detta inte särskilt svårt - AVK är enkelt och billigt.

Funktionen av AVK är baserad på att "raka" det elektromagnetiska fältet (EMF) av signalen till den aktiva vibratorn. Externt liten, lätt, med minimal vindstyrka, kan AVK ha en effektiv bländare på dussintals våglängder av arbetsfrekvensen. Direktörer (direktörer) som är förkortade och därför har kapacitiv impedans (impedans) riktar EMF till den aktiva vibratorn, och reflektorn (reflektorn), långsträckt, med induktiv impedans, kastar tillbaka till den det som glidit förbi. Endast 1 reflektor behövs i en AVK, men det kan vara från 1 till 20 eller fler direktörer. Ju fler det finns, desto högre förstärkning har AVC, men desto smalare är dess frekvensband.

Från interaktion med reflektorn och direktörerna sjunker vågimpedansen för den aktiva (från vilken signalen tas) vibratorn ju mer, ju närmare antennen är inställd på maximal förstärkning, och koordinationen med kabeln går förlorad. Därför görs den aktiva dipolen AVK till en slinga, dess initiala vågimpedans är inte 73 ohm, som en linjär, utan 300 ohm. Till priset av att reducera den till 75 Ohm kan en AVK med tre direktorer (fem-element, se bilden till höger) justeras till nästan en maximal förstärkning på 26 dB. Ett karakteristiskt mönster för AVK i horisontalplanet visas i fig. i början av artikeln.

AVK-element är anslutna till bommen vid punkter med nollpotential, så masten och bommen kan vara vad som helst. Propylenrör fungerar mycket bra.

Beräkning och justering av AVK för analog och digital är något olika. För en analog vågkanal måste du räkna med bärvågsfrekvens bilder Fi, och under figuren - till mitten av TVC-spektrumet Fc. Varför det är så - tyvärr finns det inget utrymme att förklara här. För den 21:a TVC Fi = 471,25 MHz; Fc = 474 MHz. UHF TVKs är placerade nära varandra vid 8 MHz, så deras inställningsfrekvenser för AVC:er beräknas enkelt: Fn = Fi/Fс(21 TVKs) + 8(N – 21), där N är talet önskad kanal. T.ex. för 39 TVC Fi = 615,25 MHz och Fc = 610 MHz.

För att inte skriva ner många siffror är det bekvämt att uttrycka dimensionerna för AVK i bråkdelar av den operativa våglängden (den beräknas som A = 300/F, MHz). Våglängden betecknas vanligtvis med den lilla grekiska bokstaven lambda, men eftersom det inte finns något grekiskt standardalfabet på Internet, kommer vi konventionellt att beteckna det med det stora ryska L.

Måtten på den digitalt optimerade AVK, enligt figuren, är följande:

U-loop: USS för AVK

P = 0,52 L.
B = 0,49 L.
Dl = 0,46 L.
D2 = 0,44L.
D3 = 0,43 1.
a = 0,18L.
b = 0,12 L.
c = d = 0,1 L.

Om du inte behöver mycket förstärkning, men att minska storleken på AVK är viktigare, kan D2 och D3 tas bort. Alla vibratorer är gjorda av ett rör eller stång med en diameter på 30-40 mm för 1-5 TVK, 16-20 mm för 6-12 TVK och 10-12 mm för UHF.

AVK kräver exakt koordinering med kabeln. Det är den vårdslösa implementeringen av matchnings- och balanseringsanordningen (CMD) som förklarar de flesta av amatörernas misslyckanden. Den enklaste USS för AVK är en U-slinga gjord av samma koaxialkabel. Dess design framgår tydligt av fig. till höger. Avståndet mellan signalklämmor 1-1 är 140 mm för 1-5 TVK, 90 mm för 6-12 TVK och 60 mm för UHF.

Teoretiskt sett bör längden på knäet l vara halva längden av arbetsvågen, och detta är vad som anges i de flesta publikationer på Internet. Men EMF i U-slingan är koncentrerad inuti kabeln fylld med isolering, så det är nödvändigt (för siffror - särskilt obligatoriskt) att ta hänsyn till dess förkortningsfaktor. För 75 ohm koaxialer sträcker sig den från 1,41-1,51, dvs. l du måste ta från 0,355 till 0,330 våglängder och ta exakt så att AVK är en AVK, och inte en uppsättning järnbitar. Det exakta värdet på förkortningsfaktorn finns alltid i kabelcertifikatet.

Nyligen har den inhemska industrin börjat producera omkonfigurerbar AVK för digital, se Fig. Idén måste jag säga är utmärkt: genom att flytta elementen längs bommen kan du finjustera antennen till lokala mottagningsförhållanden. Det är naturligtvis bättre för en specialist att göra detta - element-för-element-justeringen av AVC är beroende av varandra, och en amatör kommer säkert att bli förvirrad.

AVK för digital-TV

Om "Poler" och förstärkare

Många användare har polska antenner, som tidigare tagit emot analoga anständigt, men vägrar att acceptera digitala - de går sönder eller till och med försvinner helt. Anledningen, jag ber om ursäkt, är den obscena kommersiella inställningen till elektrodynamik. Ibland skäms jag för mina kollegor som har skapat ett sådant "mirakel": frekvensresponsen och fasresponsen liknar antingen en psoriasisigelkott eller en hästkam med trasiga tänder.

Det enda som är bra med polarna är deras antennförstärkare. I själva verket tillåter de inte att dessa produkter dör eländigt. För det första är "bältes"-förstärkarna bredbandiga, lågbrusiga. Och, ännu viktigare, med en ingång med hög impedans. Detta tillåter, med samma styrka av EMF-signalen i luften, att leverera flera gånger mer ström till tuneringången, vilket gör det möjligt för elektroniken att "rippa ut" ett nummer från mycket fult brus. Dessutom, på grund av den höga ingångsimpedansen, är den polska förstärkaren en idealisk USS för alla antenner: vad du än kopplar till ingången är utsignalen exakt 75 Ohm utan reflektion eller krypning.

Men med en mycket dålig signal, utanför zonen för tillförlitlig mottagning, fungerar den polska förstärkaren inte längre. Ström tillförs den via en kabel, och strömavkoppling tar bort 2-3 dB av signal-brusförhållandet, vilket kanske inte räcker för att den digitala signalen ska gå rakt in i vildmarken. Här behöver du en bra TV-signalförstärkare med separat strömförsörjning. Den kommer med största sannolikhet att vara placerad nära tunern, och styrsystemet för antennen, om det behövs, måste göras separat.

UHF TV signalförstärkare

Kretsen för en sådan förstärkare, som har visat nästan 100% repeterbarhet även när den implementeras av nybörjare radioamatörer, visas i fig. Förstärkningsjustering – potentialmätare P1. Frånkopplingsdrosseln L3 och L4 är standardköpta. Spolar L1 och L2 är gjorda enligt måtten i kopplingsschemat till höger. De är en del av signalbandpassfilter, så små avvikelser i deras induktans är inte kritiska.

Installationstopologin (konfigurationen) måste dock följas exakt! Och på samma sätt krävs en metallskärm som separerar utgångskretsarna från den andra kretsen.

Var ska man starta?

Vi hoppas att erfarna hantverkare kommer att hitta användbar information i den här artikeln. Och för nybörjare som ännu inte känner luften är det bäst att börja med en ölantenn. Författaren till artikeln, inte på något sätt en amatör på detta område, var ganska förvånad en gång: den enklaste "pub" med ferritmatchning, som det visade sig, tar MV inte värre än den beprövade "slunga". Och vad det kostar att göra båda - se texten.

Som är känt är magnetiska antenner, även om de är små i storlek, nära en halvvågsdipol i effektivitet. Nyckelpunkten vid tillverkningen av sådana antenner är användningen av material med lågt motstånd, annars sjunker dess effektivitet kraftigt. Särskild uppmärksamhet ägnas också åt noggrann lödning av alla antennelement. Eftersom aluminium är svårt att löda används det sällan i slingantenner. Kopparrör med en diameter på 12 till 50 mm används oftast.

Trots allt som har sagts gjorde jag en magnetisk slingantenn av remsor av folieglasfiber. De är ganska lätta, löder bra och är mycket billigare än kopparrör. Glasfiberfolie är ganska tunn, så man kan tro att den har högre motstånd jämfört med kopparrör. Vi måste dock vara medvetna om "yteffekten" som uppträder vid höga frekvenser. Därför förlorar tunn folie inte i jämförelse med ett tjockt kopparrör. Ledartjocklek spelar ingen roll vid höga frekvenser. Till exempel, för koppar, vid en signalfrekvens på 10 MHz, är manifestationsdjupet för "yteffekten" endast 21 mikron, och med ökande frekvens minskar det i omvänd proportion till kvadratroten av frekvensen. Huvudsaken här är ytan och därför kan den stora ytan på folien vara ännu effektivare än ett kopparrör!

Tjockleken på kopparfolieglasfiber är cirka 50 mikron. Om 21 mikron är tillräckligt för en frekvens på 10 MHz, kommer en antenn gjord av sådant material att fungera bra vid högre frekvenser.

För att göra antennen används remsor av dubbelsidig folieglasfiber 40 cm långa och 7 cm breda Totalt behövs sju remsor. Tejpens totala längd kommer att vara cirka 270 cm, och diametern på den resulterande öglan kommer att vara cirka 90 cm Hur remsorna är anslutna kan ses från figuren. Varje remsa överlappar den intilliggande remsan med 2 cm. Alla skarvar dras åt ordentligt med två skruvar. Båda sidorna av glasfiberremsorna är förbundna med kopparfolie, lödd på båda sidor av plattan. Detta ökar den användbara antennytan. Slutsatser till variabel kondensator tillverkad av kopparflätad kabel och även noggrant lödd till plattorna. En enkel skruvförbindning är inte acceptabel här på grund av låg verkningsgrad.
Resten av designen skiljer sig något från konventionella loopantenner och kan förstås från ovanstående figur.

Experimentella resultat. Det tillverkade gångjärnet installerades horisontellt utanför fönstret i min lägenhet (1:a våningen i en femvåningsbyggnad). Från marken till slingan var det 3 meter, och från husets vägg - 1,3 m. SWR var 1,5 eller mindre för 10 MHz- och 14 MHz-banden. I flera månader efter att ha tillverkat antennen arbetade jag med stationer över hela Japan, Okinawa och en station i Korea på 10 MHz CW-området med en 3 W-sändare. På 14 MHz-bandet kommunicerade han med stationer i Fjärran Östern, som Korea, Kina, den asiatiska delen av Ryssland, Taiwan och Hong Kong med samma sändareffekt på 3 W. Själv bor jag i Chiba – tre mil öster om Tokyo.

Slingvibratorn, som analyserades tidigare, är inte det enda alternativet för en slingantenn. Denna grupp av antenner inkluderar också ett stort antal andra antennalternativ, som kommer att diskuteras i detta stycke.

Låt oss titta på fig. 5,118 A, som visar omvandlingen av en slingvibrator (heldragen linje) till en kvadrat (streckad linje) med sidan λ/4. Den sålunda erhållna antennen kallas antenn "fyrkantig romb", och en annan konfiguration av samma antenn (Fig. 5.118 G) typ "fyrkant".

I dessa antenner närmar sig punkterna B och D varandra och avståndet mellan dem är 0,35λ för en kvadratisk diamantantenn och 0,25λ för en kvadratisk antenn. Samtidigt rör sig punkterna A och C bort från varandra.

I den fyrkantiga antennen som visas i fig. 5,118 G strömmarna som strömmar genom antennens horisontella ledningar är i fas, och strömmarna som strömmar genom de vertikala ledningarna är ur fas. En liknande bild observeras i antennen "fyrkantig diamant". För att verifiera detta räcker det att bryta ner strömmarna som flyter längs antennens alla fyra sidor i vertikala och horisontella komponenter (fig. 5.118) e).

Ändra antennströmanslutningspunkter (Fig. 5.118 V, d) leder till en förändring i polariseringen av antennstrålningen; Antennen avger en vertikalt polariserad våg.

Olika antennströmkretsar visas i fig. 5,119. Observera att vid punkt C, belägen "mittemot" kraftanslutningspunkten A, visas en spänningsnod. Denna egenskap hos antennen gör att du kan ansluta mastens jordning exakt till denna punkt på antennen, vilket naturligtvis avsevärt förenklar antennens design som helhet. Samtidigt noterar vi att punkterna B och D har den högsta potentialen, och därför krävs bra isolatorer när du fäster antennens stödelement till dessa punkter.

Den mest effektivt utstrålande delen av en kvadratisk antenn, dvs den del av antennen genom vilken de största strömmarna flyter, har en längd av cirka 0,25λ. En viss förkortning av den utstrålande delen av antennen, vilket leder till en minskning av nivån på det utstrålade fältet, mer än kompenseras av närvaron av den motsatta i-fas exciterade delen av antennen, vilket resulterar i att den resulterande förstärkningen är 1 dB större än förstärkningen av en halvvågsdipol.

Riktningsegenskaperna hos en fyrkantig antenn beror inte i särskilt stor utsträckning på antennens form. I XY-planet är antennens strålningsmönster nära det för en halvvågsdipol, det vill säga den har formen av en åtta. I ekvatorialplanet har diagrammet formen av en ellips, vars huvudaxel är normal mot antennens plan. Observera också att strålningsdiagrammet förutom huvudloben innehåller sidolober med låg strålningsnivå, som har en annan, ortogonal polarisering av strålningen.

Ganska intressant är jämförelsen av strålningsmönstren för dipolantenner och olika modifieringar av slingantenner placerade på låg höjd över marken. I fig. 5.120 visar sådana diagram erhållna under förutsättning att inte en enda punkt på antennen är placerad ovanför marken på en höjd som är större än λ/4. I dessa figurer motsvarar heldragna linjer horisontell polarisation och prickade linjer motsvarar vertikal polarisation. Det är intressant att notera att när du använder deltaslingantenn(formen på antennen liknar den grekiska bokstaven delta - Δ) en hög nivå av strålning från en vertikalt polariserad våg observeras vid relativt små vinklar relativt horisonten (Fig. 5.120 Och, Till), vilket är gynnsamt för att organisera långvågsradiokommunikation.

Visat i fig. 5.120 alternativ för loopantenner utökar avsevärt möjligheterna att använda dessa antenner jämfört med antenner vars diagram visas i fig. 5,118 och 5,119. Vi kan säga att egenskaperna hos nästan alla versioner av slingantenner inte förändras inom stora gränser om antennomkretsen c = λ. Här noterar vi att en slingantenn, vars omkrets är lika med våglängden, är huvudalternativet för att implementera en magnetisk dipol (se även § 5.7).

Låt oss nu överväga frågan om förhållandet mellan den fysiska och elektriska längden på slingantenner. Om tidigare, vid analys av dipolantenner, måttet på förhållandet mellan de två angivna längderna var förkortningskoefficienten, är det för denna grupp av antenner nödvändigt att introducera konceptet töjningskoefficient K.

Värdet på förlängningskoefficienten beror på förhållandet c/d, där c är antennens omkrets, d är diametern på tråden från vilken antennen är gjord.

Förlängningskoefficient $$\begin(ekvation)K=1+\frac(0.4)(W_s)+\frac(3)(W_s^2)\end(ekvation)\tag(5.13)$$ där koefficienten W S är given uttryck $$\begin(equation)W_s=2\ln\left(2.54\frac(c)(d)\right)\end(equation)\tag(5.14)$$

Istället för att beräkna töjningskoefficienten med formlerna ovan kan du bestämma värdet på K med hjälp av graferna i fig. 5,121. Först, för ett givet c/d-förhållande i grafen i fig. 5,121 A hitta värdet på koefficienten W S , och enligt grafen i fig. 5,121 b bestämma värdet på K.