Zbadano w tym przypadku anteny fraktalne z drutu Praca dyplomowa, zostały wykonane poprzez wygięcie drutu według papierowego wzoru wydrukowanego na drukarce. Ponieważ drut był gięty ręcznie za pomocą pęsety, dokładność wykonania „zagięć” anteny wynosiła około 0,5 mm. Dlatego do badań wzięto najprostsze geometryczne formy fraktalne: krzywą Kocha i „skok dwubiegunowy” Minkowskiego.
Wiadomo, że fraktale umożliwiają zmniejszenie rozmiarów anten, natomiast wymiary anteny fraktalnej porównuje się z wymiarami symetrycznego półfalowego dipola liniowego. W dalszych badaniach w pracy, fraktalne anteny druciane zostaną porównane z dipolem liniowym o /4-ramionach równym 78 mm i częstotliwości rezonansowej 900 MHz.
Drutowe anteny fraktalne oparte na krzywej Kocha
Artykuł zawiera wzory do obliczania anten fraktalnych na podstawie krzywej Kocha (Rysunek 24).
A) N= 0 b) N= 1c) N = 2
Rysunek 24 - Krzywa Kocha dla różnych iteracji n
Wymiar D uogólniony fraktal Kocha oblicza się według wzoru:
Jeśli we wzorze (35) podstawimy standardowy kąt zgięcia krzywej Kocha = 60, to otrzymamy D = 1,262.
Zależność pierwszej częstotliwości rezonansowej dipola Kocha F K na wymiar fraktala D, numery iteracji N i częstotliwość rezonansowa prostoliniowego dipola F D o tej samej wysokości co linia przerywana Kocha (w skrajnych punktach) jest określona wzorem:
Dla rysunku 24, b z N= 1 i D= 1,262 ze wzoru (36) otrzymujemy:
F K= F D 0,816, F K = 900 MHz 0,816 = 734 MHz. (37)
Dla rysunku 24, c dla n = 2 i D = 1,262, ze wzoru (36) otrzymujemy:
F K= F D 0,696, F K = 900 MHz 0,696 = 626 MHz. (38)
Wzory (37) i (38) pozwalają nam również rozwiązać problem odwrotny - jeśli chcemy, aby anteny fraktalne działały na częstotliwości F K = 900 MHz, to proste dipole muszą pracować na następujących częstotliwościach:
dla n = 1 f D = f K / 0,816 = 900 MHz / 0,816 = 1102 MHz, (39)
dla n = 2 fa D = f K / 0,696 = 900 MHz / 0,696 = 1293 MHz. (40)
Zgodnie z wykresem na rysunku 22 wyznaczamy długości ramion i4 prostoliniowego dipola. Będą równe 63,5 mm (dla 1102 MHz) i 55 mm (dla 1293 MHz).
W ten sposób wykonano 4 anteny fraktalne w oparciu o krzywą Kocha: dwie o wymiarach 4-ramiennych 78 mm i dwie o mniejszych wymiarach. Na rysunkach 25-28 przedstawiono obrazy ekranu PK2-47, które można wykorzystać do eksperymentalnego wyznaczenia częstotliwości rezonansowych.
Tabela 2 podsumowuje obliczone i eksperymentalne dane, z których można zobaczyć, że teoretyczne częstotliwości F T różni się od eksperymentalnego F E nie więcej niż 4-9%, a to całkiem niezły wynik.
Rysunek 25 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru anteny z krzywą Kocha o iteracji n = 1 z ramionami /4 równymi 78 mm. Częstotliwość rezonansowa 767 MHz
Rysunek 26 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru anteny z krzywą Kocha iteracji n = 1 z ramionami /4 równymi 63,5 mm. Częstotliwość rezonansowa 945 MHz
Rysunek 27 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru anteny z krzywą Kocha iteracji n = 2 z ramionami /4 równymi 78 mm. Częstotliwość rezonansowa 658 MHz
Rysunek 28 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru anteny z krzywą Kocha o iteracji n = 2 z ramionami /4 równymi 55 mm. Częstotliwość rezonansowa 980 MHz
Tabela 2 - Porównanie obliczonych (teoretycznych fT) i eksperymentalnych częstotliwości rezonansowych fE anten fraktalnych na podstawie krzywej Kocha
Druciane anteny fraktalne oparte na „skoku dwubiegunowym”. Charakterystyka promieniowania
W pracy opisano linie fraktalne typu „skoku dwubiegunowego”, jednak w pracy nie podano wzorów do obliczania częstotliwości rezonansowej w zależności od wielkości anteny. Dlatego zdecydowano się na eksperymentalne wyznaczenie częstotliwości rezonansowych. Dla prostych linii fraktalnych I iteracji (Rysunek 29, b) wykonano 4 anteny - o długości /4-ramiennej równej 78 mm, o połowie długości i dwóch długościach pośrednich. Dla trudnych do wykonania linii fraktalnych II iteracji (Rysunek 29, c) wykonano 2 anteny o długościach 4-ramiennych 78 i 39 mm.
Rysunek 30 przedstawia wszystkie wykonane anteny fraktalne. Rysunek 31 przedstawia wygląd układu eksperymentalnego z anteną fraktalną „skoku dwubiegunowego” z drugiej iteracji. Rysunki 32-37 przedstawiają eksperymentalne wyznaczanie częstotliwości rezonansowych.
A) N= 0 b) N= 1c) N = 2
Rysunek 29 - Krzywa Minkowskiego „skok dwubiegunowy” o różnych iteracjach n
Rysunek 30 - Wygląd wszystkie produkowane anteny fraktalne drutowe (średnica drutu 1 i 0,7 mm)
Rysunek 31 - Konfiguracja eksperymentalna: panoramiczny VSWR i miernik tłumienia RK2-47 z anteną fraktalną typu „skok bipolarny” drugiej iteracji
Rysunek 32 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru iteracji „skoku dwubiegunowego” anteny n = 1 z ramionami /4 równymi 78 mm.
Częstotliwość rezonansowa 553 MHz
Rysunek 33 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru iteracji „skoku dwubiegunowego” anteny n = 1 z ramionami /4 równymi 58,5 mm.
Częstotliwość rezonansowa 722 MHz
Rysunek 34 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru iteracji „skoku dwubiegunowego” anteny n = 1 z ramionami /4 równymi 48 mm. Częstotliwość rezonansowa 1012 MHz
Rysunek 35 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru iteracji „skoku dwubiegunowego” anteny n = 1 z ramionami /4 równymi 39 mm. Częstotliwość rezonansowa 1200 MHz
Rysunek 36 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru iteracji „skoku dwubiegunowego” anteny n = 2 z ramionami /4 równymi 78 mm.
Pierwsza częstotliwość rezonansowa to 445 MHz, druga to 1143 MHz
Rysunek 37 - Ekran PK2-47 podczas pomiaru anteny „skoku dwubiegunowego” o iteracji n = 2 z ramionami /4 równymi 39 mm.
Częstotliwość rezonansowa 954 MHz
Jak wykazały badania eksperymentalne, jeśli weźmiemy symetryczny dipol liniowy półfalowy i antenę fraktalną o tej samej długości (Rysunek 38), to anteny fraktalne typu „skoku dwubiegunowego” będą działać z niższą częstotliwością (o 50 i 61%), a anteny fraktalne w postaci krzywej Kocha pracują na częstotliwościach niższych o 73 i 85% niż dipol liniowy. Dlatego rzeczywiście anteny fraktalne można zmniejszyć. Rysunek 39 pokazuje wymiary anten fraktalnych dla tych samych częstotliwości rezonansowych (900-1000 MHz) w porównaniu z ramieniem konwencjonalnego dipola półfalowego.
Rysunek 38 - Anteny „zwykłe” i fraktalne o tej samej długości
Rysunek 39 - Wymiary anteny dla tych samych częstotliwości rezonansowych
5. Pomiar charakterystyki promieniowania anten fraktalnych
Charakterystyki anten są zwykle mierzone w komorach „bezechowych”, których ściany pochłaniają padające na nie promieniowanie. W niniejszej pracy pomiary przeprowadzono w zwykłym laboratorium Wydziału Fizyki i Techniki, a sygnał odbity od metalowych obudów przyrządów i żelaznych statywów wprowadził do pomiarów pewien błąd.
Jako źródło sygnału mikrofalowego wykorzystaliśmy własny generator panoramicznego VSWR oraz miernik tłumienia RK2-47. Jako odbiornik promieniowania anteny fraktalnej zastosowano miernik poziomu pola elektromagnetycznego ATT-2592, który umożliwia pomiary w zakresie częstotliwości od 50 MHz do 3,5 GHz.
Wstępne pomiary wykazały, że charakterystyka promieniowania symetrycznego półfalowego dipola liniowego znacznie zniekształca promieniowanie z zewnątrz kabla koncentrycznego, który był bezpośrednio (bez urządzeń dopasowujących) podłączony do dipola. Jednym ze sposobów tłumienia promieniowania linii transmisyjnej jest zastosowanie monopolu zamiast dipola wraz z czterema wzajemnie prostopadłymi „przeciwwagami” /4, które pełnią rolę „ziemi” (Rysunek 40).
Rysunek 40 - /4 antena jednobiegunowa i fraktalna z „przeciwwagami”
Na rysunkach 41 - 45 przedstawiono doświadczalnie zmierzone charakterystyki promieniowania badanych anten z „przeciwwagami” (częstotliwość rezonansowa promieniowania praktycznie nie zmienia się przy przejściu od dipol do monopol). Pomiary gęstości strumienia mocy promieniowania mikrofalowego w mikrowatach na metr kwadratowy przeprowadzono w płaszczyźnie poziomej i pionowej do 10. Pomiary przeprowadzono w „dalekiej” strefie anteny w odległości 2.
Najpierw zbadano antenę w postaci prostoliniowego wibratora /4. Z charakterystyki promieniowania tej anteny (Rysunek 41) widać, że różni się ona od teoretycznej. Wynika to z błędów pomiarowych.
Błędy pomiaru dla wszystkich badanych anten mogą być następujące:
Odbicie promieniowania od metalowych przedmiotów wewnątrz laboratorium;
Brak ścisłej wzajemnej prostopadłości między anteną a przeciwwagami;
Niecałkowite tłumienie promieniowania zewnętrznej powłoki kabla koncentrycznego;
Niedokładny odczyt wartości kątowych;
Niedokładne „kierowanie” miernika ATT-2592 na antenę;
Zakłócenia od telefony komórkowe.
W ciągu ostatnich kilku lat regularnie stawiałem czoła zadaniom rozwijania modułów mikrofalowych UWB (ultraszerokopasmowych) i jednostek funkcjonalnych. I bez względu na to, jak smutne jest dla mnie mówienie o tym, czerpię prawie wszystkie informacje na ten temat z zagranicznych źródeł. Jednak jakiś czas temu, szukając potrzebnych mi informacji, natknąłem się na taki, który obiecuje rozwiązanie wszystkich moich problemów. Chcę porozmawiać o tym, jak rozwiązanie problemów nie wyszło.
Jednym ze stałych „bólów głowy” w rozwoju urządzeń mikrofalowych UWB jest rozwój anten UWB, które muszą mieć zestaw określonych właściwości. Wśród tych właściwości są następujące:
1. Koordynacja w paśmie częstotliwości roboczej (np. od 1 do 4 GHz). Dzieje się tak jednak, gdy konieczne jest uzgodnienie w zakresie częstotliwości od 0,5 GHz do 5 GHz. I tu pojawia się problem zejścia poniżej 1 GHz. Generalnie odniosłem wrażenie, że częstotliwość 1 GHz ma jakąś mistyczną moc – można się do niej zbliżyć, ale bardzo trudno ją pokonać, bo. w tym przypadku naruszane jest inne wymaganie dotyczące anteny, a mianowicie
2. Zwartość. W końcu nikomu nie jest tajemnicą, że teraz niewiele osób potrzebuje falowodowej anteny tubowej o ogromnych wymiarach. Każdy chce, aby antena była mała, lekka i kompaktowa, aby można ją było schować do walizki. urządzenie przenośne. Ale wraz ze zwartością anteny bardzo trudno jest spełnić wymagania ust. 1 dotyczące anteny, ponieważ minimalna częstotliwość zakresu działania jest ściśle związana z maksymalnym rozmiarem anteny. Ktoś powie, że można zrobić antenę na dielektryku o dużej wartości przenikalności względnej… I będzie miał rację, ale to przeczy kolejnej pozycji na naszej liście, która mówi, że
3. Antena powinna być jak najtańsza i wykonana w oparciu o najbardziej dostępne i niedrogie materiały (np. FR-4). Bo nikt nie chce płacić dużo, dużo pieniędzy za antenę, nawet jeśli jest trzykrotnie genialna. Każdy chce, aby koszt anteny na etapie produkcji PCB spadł do zera. Bo to jest nasz świat...
4. Jest jeszcze jeden wymóg, który pojawia się przy rozwiązywaniu różnych problemów związanych np. z lokalizacją bliskiego zasięgu, a także z tworzeniem różne czujniki z wykorzystaniem technologii UWB (w tym miejscu należy doprecyzować, że rozmawiamy zastosowaniach o niskim poborze mocy, w których liczy się każdy dBm). A to wymaganie mówi, że charakterystyka promieniowania (DN) projektowanej anteny powinna powstawać tylko w jednej półkuli. Po co to jest? Aby antena „świeciła” tylko w jednym kierunku, bez rozpraszania cennej mocy w „powrocie”. Poprawia również szereg wskaźników systemu, w którym taka antena jest stosowana.
Po co to wszystko piszę..? Aby dociekliwy czytelnik zrozumiał, że twórca takiej anteny ma do czynienia z wieloma ograniczeniami i zakazami, które musi pokonać bohatersko lub dowcipnie.
I nagle, jak objawienie, pojawia się artykuł, który obiecuje rozwiązanie wszystkich powyższych problemów (a także tych, które nie zostały wymienione). Lektura tego artykułu powoduje lekkie uczucie euforii. Chociaż za pierwszym razem nie do końca rozumiesz, co jest napisane, magiczne słowo „fraktal” brzmi bardzo obiecująco, ponieważ. Geometria euklidesowa wyczerpała już swoje argumenty.
Podchodzimy do sprawy odważnie i zasilamy symulator strukturą zaproponowaną przez autora artykułu. Symulator jęczy jak chłodnica komputera, przeżuwa gigabajty liczb i wypluwa przetrawiony wynik... Patrząc na wyniki symulacji, czujesz się jak mały oszukany chłopiec. Łzy napływają mi do oczu, bo. znów twoje podniebne sny z dzieciństwa zderzyły się z żelazną… rzeczywistością. Nie ma zgody w zakresie częstotliwości 0,1 GHz - 24 GHz. Nawet w zakresie 0,5 GHz - 5 GHz nie ma nic podobnego.
Jest jeszcze nieśmiała nadzieja, że czegoś nie zrozumiałeś, zrobiłeś coś źle... Rozpoczyna się poszukiwanie punktu włączenia, różne wariacje z topologią, ale wszystko na próżno - jest martwy!
Najsmutniejsze w tej sytuacji jest to, że do ostatniej chwili szukasz przyczyny niepowodzenia w sobie. Dzięki kolegom ze sklepu, którzy tłumaczyli, że wszystko jest w porządku - nie powinno działać.
PS Mam nadzieję, że mój piątkowy post wywołał u Ciebie uśmiech.
Morał tej historii jest taki - bądź ostrożny!
(A ja też bardzo chciałem napisać o tym artykuł ANTY, bo mnie oszukali).
Kto nie wie, co to jest i gdzie jest używany, mogę powiedzieć, że ogląda filmy wideo o fraktalach. I takie anteny są używane wszędzie w naszych czasach, na przykład w każdym telefonie komórkowym.
Tak więc pod koniec 2013 roku przyjechali do nas teść i teściowa, to i owo, a tu teściowa w przeddzień święta Nowego Roku poprosiła nas o antena do jej małego telewizora. Teść ogląda telewizję antena satelitarna i zwykle coś własnego, ale teściowa chciała spokojnie oglądać programy noworoczne bez ciągnięcia teścia.
Ok, daliśmy jej naszą antenę pętlową (kwadrat 330x330 mm), przez którą moja żona czasami oglądała telewizję.
A potem zbliżała się godzina otwarcia Zimowych Igrzysk Olimpijskich w Soczi i żona powiedziała: Zrób antenę.
Nie jest dla mnie problemem zrobienie kolejnej anteny, tylko byłby w tym jakiś cel i sens. Obiecał to zrobić. No i nadszedł ten czas... ale myślałem że rzeźbienie kolejnej anteny pętlowej jest jakoś nudne, a przecież XXI wiek jest na podwórku i wtedy przypomniałem sobie że najbardziej postępowe w budowie anten są anteny EH, anteny HZ i anteny fraktalne . Po oszacowaniu, co jest najbardziej odpowiednie dla mojego przypadku, zdecydowałem się na antenę fraktalną. Na szczęście już dawno widziałem dość przeróżnych filmów o fraktalach i ściągałem z internetu najrozmaitsze obrazki. Chciałem więc przełożyć ten pomysł na materialną rzeczywistość.
Zdjęcia to jedno, a konkretna implementacja urządzenia to drugie. Nie zawracałem sobie tym głowy przez długi czas i postanowiłem zbudować antenę wzdłuż prostokątnego fraktala.
Wyjąłem miedziany drut o średnicy około 1 mm, wziąłem szczypce i zacząłem majstrować… pierwszy projekt był w pełnej skali z wykorzystaniem wielu fraktali. Robiłem to z przyzwyczajenia przez długi czas w mroźne zimowe wieczory, w rezultacie zrobiłem to, przykleiłem całą powierzchnię fraktalną do płyty pilśniowej za pomocą płynnego polietylenu, zlutowałem bezpośrednio kabel około 1 m długości, zacząłem próbować ... Ups! A ta antena odbierała kanały TV dużo wyraźniej niż ramowa... Byłem zadowolony z takiego wyniku, co oznacza, że nie na próżno wierciłem się i pocierałem odciski wyginając drut w kształt fraktala.
Minął około tydzień i wpadłem na pomysł, że rozmiar nowej anteny jest prawie taki sam jak anteny ramowej, nie ma szczególnej korzyści, jeśli nie weźmie się pod uwagę niewielkiej poprawy odbioru. Postanowiłem więc zamontować nową antenę fraktalną, używając odpowiednio mniejszej liczby fraktali i mniejszych rozmiarów.
antena fraktalna. Pierwsza opcja W sobotę 02.08.2014 wyjąłem mały kawałek kabel miedziany, który został z pierwszej fraktalnej anteny i dość szybko, jakieś pół godziny, zamontowałem nową antenę...
antena fraktalna. Druga opcja Następnie przylutowałem kabel z pierwszego i okazało się, że to gotowe urządzenie. 
antena fraktalna. Druga wersja z kablem
Zacząłem sprawdzać wydajność ... Wow! Tak, ten działa jeszcze lepiej i odbiera aż 10 kanałów w kolorze, czego wcześniej nie można było uzyskać za pomocą anteny pętlowej. Wygrana jest znacząca! Jeśli zwrócisz również uwagę na fakt, że moje warunki odbioru są zupełnie nieistotne: drugie piętro, nasz dom jest całkowicie odsłonięty od centrum telewizyjnego przez wieżowce, nie ma bezpośredniej widoczności, to zysk jest imponujący zarówno pod względem recepcja i rozmiar.
W internecie są anteny fraktalne wykonane przez wytrawianie na foliowanym włóknie szklanym... Myślę, że nie ma znaczenia co robić, a wymiarów nie należy ściśle przestrzegać dla anteny telewizyjnej, w granicach pracy na kolanie .
W matematyce zbiory nazywane są fraktalami, składającymi się z elementów podobnych do zbioru jako całości. najlepszy przykład: Jeśli przyjrzysz się uważnie linii elipsy, stanie się ona prosta. Fraktal - bez względu na to, jak blisko - obraz pozostanie złożony i podobny do forma ogólna. Elementy układają się w dziwny sposób. Dlatego uważamy koncentryczne koła za najprostszy przykład fraktala. Bez względu na to, jak blisko, pojawiają się nowe kręgi. Istnieje wiele przykładów fraktali. Na przykład Wikipedia podaje zdjęcie kapusty Romanesco, gdzie główka kapusty składa się z szyszek, dokładnie przypominających malowaną główkę kapusty. Teraz czytelnicy rozumieją, że nie jest łatwo zrobić fraktalne anteny. Ale to ciekawe.
Celem anteny fraktalnej jest złapanie większej liczby ofiar przy mniejszej liczbie ofiar. W zachodnich filmach - można znaleźć paraboloidę, w której odcinek fraktalnej wstęgi będzie służył jako emiter. Już teraz z folii wykonują elementy urządzeń mikrofalowych, wydajniejsze od zwykłych. Pokażemy jak zrobić fraktalną antenę do końca i poradzimy sobie z samą koordynacją z miernikiem SWR. Wspominamy, że istnieje oczywiście cała strona zagraniczna, na której odpowiedni produkt jest promowany w celach komercyjnych, nie ma rysunków. Nasza domowa antena fraktalna jest prostsza, główną zaletą jest to, że możesz wykonać projekt własnymi rękami.
Pierwsze anteny fraktalne - dwustożkowe - pojawiły się, zgodnie z wideo z witryny fractenna.com, w 1897 roku przez Olivera Lodge'a. Nie przeszukuj Wikipedii. W porównaniu z konwencjonalnym dipolem, para trójkątów zamiast wibratora daje rozszerzenie pasma o 20%. Tworząc okresowo powtarzające się struktury, można było montować miniaturowe anteny nie gorsze niż duże odpowiedniki. Często można spotkać antenę dwustożkową w postaci dwóch ramek lub płyt o dziwacznych kształtach.
To ostatecznie pozwoli na odbiór większej liczby kanałów telewizyjnych.
Jeśli wpiszesz zapytanie na YouTube, pojawi się wideo na temat produkcji anten fraktalnych. Lepiej zrozumiesz, jak to działa, jeśli wyobrazisz sobie sześcioramienną gwiazdę flagi Izraela, w której róg został odcięty wraz z ramionami. Okazało się, że pozostały trzy rogi, dwa miały jedną stronę na swoim miejscu, a druga nie. W ogóle brakuje szóstego rogu. Teraz ustawmy dwie podobne gwiazdy pionowo, ze środkowymi kątami względem siebie, szczelinami po lewej i prawej stronie, nad nimi - podobna para. W rezultacie powstał układ anten - najprostsza antena fraktalna.
Gwiazdy wokół rogów są połączone podajnikiem. Kolumny parami. Sygnał pobierany jest z linii, dokładnie pośrodku każdego przewodu. Konstrukcja jest montowana na śrubach na podłożu dielektrycznym (plastikowym) o odpowiednim rozmiarze. Bok gwiazdy ma dokładnie cal, odległość między rogami gwiazd w pionie (długość podajnika) wynosi cztery cale, w poziomie (odległość między dwoma przewodami podajnika) wynosi cal. Gwiazdy mają w swoich wierzchołkach kąty 60 stopni, teraz czytelnik narysuje podobny w formie szablonu, aby później samodzielnie wykonać fraktalną antenę. Zrobiliśmy szkic roboczy, skala nie jest przestrzegana. Nie możemy zagwarantować, że gwiazdki wyszły dokładnie, Microsoft Paint bez wielkich możliwości wykonania dokładnych rysunków. Wystarczy spojrzeć na zdjęcie, aby urządzenie anteny fraktalnej stało się oczywiste:
Po przeczytaniu recenzji do końca anteny fraktalne wykona każdy. Tak szybko zagłębili się w projekt, że zapomnieli mówić o polaryzacji. Uważamy, że jest liniowy i poziomy. Wynika to z rozważań:
Mamy nadzieję, że wyjaśniliśmy czytelnikom, jak korzystać z anteny fraktalnej. Kilka wskazówek ułatwiających montaż. Spróbuj więc znaleźć drut z lakierowaną ochroną. Zegnij kształty, jak pokazano na rysunku. Następnie konstruktorzy się rozchodzą, zalecamy zrobienie tego:
Kabel zasilający biegnie (opcjonalnie) z tyłu. Wywierć otwory na miejscu. SWR reguluje się zmieniając odległość między przewodami zasilającymi, ale w tej konstrukcji jest to metoda sadystyczna. Zalecamy po prostu zmierzyć impedancję anteny. Przypomnij sobie, jak to się robi. Będziesz potrzebował generatora częstotliwości oglądanego programu, na przykład 500 MHz, dodatkowo - woltomierz wysokiej częstotliwości, który nie zapisuje się przed sygnałem.
Następnie mierzone jest napięcie wytwarzane przez generator, dla którego zamyka się woltomierzem (równolegle). Ze zmiennej rezystancji o wyjątkowo niskiej indukcyjności własnej i anteny montujemy dzielnik rezystancyjny (łączymy szeregowo za generatorem, najpierw rezystancję, potem antenę). Mierzymy napięcie rezystora zmiennego za pomocą woltomierza, jednocześnie regulując wartość, aż odczyty generatora bez obciążenia (patrz akapit powyżej) staną się dwukrotnie większe niż prąd. Oznacza to, że wartość rezystora zmiennego stała się równa impedancji falowej anteny przy częstotliwości 500 MHz.
Teraz możliwe jest wykonanie transformatora odpowiednio. Trudno jest znaleźć odpowiedni w sieci, dla tych, którzy lubią łapać audycje radiowe, znaleźli gotową odpowiedź http://www.cqham.ru/tr.htm. Witryna mówi i rysuje, jak dopasować obciążenie za pomocą 50-omowego kabla. Należy pamiętać, że częstotliwości odpowiadają pasmu HF, MW pasuje tutaj częściowo. Charakterystyczna impedancja anteny utrzymywana jest w zakresie 50 - 200 omów. Trudno powiedzieć, ile da gwiazda. Jeśli w gospodarstwie jest urządzenie do pomiaru impedancji falowej linii, przypominamy: jeśli długość podajnika jest wielokrotnością jednej czwartej długości fali, impedancja anteny jest przesyłana na wyjście bez zmian. Nie da się zapewnić takich warunków dla małego i dużego zasięgu (przypomnijmy, że rozszerzony zasięg to też cechy anten fraktalnych), ale dla celów pomiarowych wspomniany fakt jest wszędzie wykorzystywany.
Czytelnicy wiedzą już wszystko o tych niesamowitych nadajnikach-odbiornikach. Tak niezwykły kształt sugeruje, że różnorodność wszechświata nie mieści się w typowych ramach.
Jak pisaliśmy w poprzednich artykułach, anteny fraktalne okazały się o około 20% wydajniejsze niż anteny konwencjonalne.Może to być bardzo przydatne do zastosowania. Zwłaszcza jeśli chcesz, aby Twoja własna antena telewizyjna odbierała sygnał cyfrowy lub wideo w wysokiej rozdzielczości, aby zwiększyć zasięg telefonów komórkowych, Wi-Fipasmo, radio FM lub AM itd.
Większość telefonów komórkowych ma już wbudowane anteny fraktalne. Jeśli zauważyłeś, że w ciągu ostatnich kilku lat Telefony komórkowe nie mają już anten na zewnątrz. Dzieje się tak, ponieważ mają wewnętrzne anteny fraktalne wyryte na płytce drukowanej, co pozwala im odbierać lepszy odbiór i odbierać więcej częstotliwości, takich jak Bluetooth. sygnał komórkowy i Wi-Fi z jednej anteny w tym samym czasie!
Info z Wikipedii: "Antena fraktalna znacznie różni się od tradycyjnych konstrukcji antenowych tym, że może pracować z dobrą wydajnością na wielu różnych częstotliwościach jednocześnie. Zazwyczaj standardowe anteny muszą być "przycinane" na częstotliwości, dla której mają być używane i dlatego standardowa antena działa dobrze tylko na tej częstotliwości, co sprawia, że anteny fraktalne są doskonałym rozwiązaniem dla zastosowań szerokopasmowych i wielopasmowych”.
Sztuczka polega na stworzeniu własnej anteny fraktalnej, która będzie rezonować z częstotliwością, którą chcesz odbierać. Oznacza to, że będzie wyglądać inaczej i może być różnie obliczany w zależności od tego, co chcesz uzyskać. Trochę matematyki i stanie się jasne, jak to zrobić. (Możesz też skorzystać z kalkulatora online)
W naszym przykładzie zrobimy prostą antenę, ale możesz zrobić bardziej złożone anteny. Im trudniejsze, tym lepiej. Jako przykład użyjemy szpuli pełnego drutu o średnicy 18, potrzebnej do stworzenia anteny, ale możesz pójść dalej, używając własnych płyt trawiących, aby antena była mniejsza lub bardziej złożona z wysoka rozdzielczość i rezonans.
(zakładka = antena telewizyjna)
W tym samouczku spróbujemy stworzyć antenę telewizyjną dla sygnał cyfrowy lub sygnał wysoka rozdzielczość transmitowane przez radio. Z tymi częstotliwościami łatwiej pracować, długości fal przy tych częstotliwościach mają długość od pół stopy do kilku metrów dla połowy długości fali sygnału. W przypadku obwodów UHF (fala decymetrowa) można dodać direktor (director) lub reflektor (reflektor), co sprawi, że antena będzie bardziej zależna od kierunku. Anteny VHF (fale ultrakrótkie) również zależą od kierunku, ale zamiast być skierowane bezpośrednio na stację telewizyjną, „uszy” anten dipolowych VHF powinny być ustawione prostopadle do kształtu fali stacji telewizyjnej nadającej sygnał.
Najpierw znajdź częstotliwości, które chcesz odbierać lub nadawać. W przypadku telewizji, tutaj jest link do wykresu częstotliwości: http://www.csgnetwork.com/tvfreqtable.html
Aby obliczyć rozmiar anteny, użyjemy kalkulatora online: http://www.kwarc.org/ant-calc.html
Tutaj niezły pdf dla projektowania i teorii:pobierać
Jak znaleźć długość fali sygnału: długość fali w stopach = (współczynnik prędkości światła w stopach) / (częstotliwość w hercach)
1) Współczynnik prędkości światła w stopach = +983571056,43045
2) Współczynnik prędkości światła w metrach = 299792458
3) Współczynnik prędkości światła w calach = 11802852700
Od czego zacząć: (macierz dipolowa reflektora VHF/UHF, która dobrze działa w szerokim zakresie częstotliwości DB2):
(350 MHz to 8-calowa ćwierćfala – 16-calowa półfala mieszcząca się w zakresie mikrofal – między kanałami 13 i 14, która jest częstotliwością środkową między pasmem MW-UHF dla lepszego rezonansu). Wymagania te można zmodyfikować, aby działały najlepiej w Twojej okolicy, ponieważ Twój kanał dystrybucji może znajdować się niżej lub wyżej w grupie.
Na podstawie materiałów dostępnych pod poniższymi linkami ( http://uhfhdtvantenna.blogspot.com/ http://budgetiq.wordpress.com/2008/07/29/diy-hd-antenna/ http://members.shaw.ca/hdtvantenna/ i http://current .org/ptv/ptv0821make.pdf) , tylko projekty fraktalne pozwalają na bardziej zwarte i elastyczne projekty, a my będziemy używać modelu DB2, który ma duże wzmocnienie i jest już dość kompaktowy i popularny zarówno w instalacjach wewnętrznych, jak i zewnętrznych.
Koszty podstawowe (koszt ok. 15 USD):
UWAGA: Edycja HDTV / DTV w formacie PDF http://www.ruckman.net/downloads-1#FRACTALTEMPLATE
Krok pierwszy:
Zamontuj obudowę z odbłyśnikiem pod plastikową osłoną:
Krok drugi:
Wywierć małe gwintowane otwory po przeciwnej stronie odbłyśnika w następujących miejscach i umieść przewodzącą śrubę.
Krok trzeci:
Wytnij cztery 8-calowe kawałki twardego drutu rdzeniowego i zdejmij go.
Krok czwarty:
Za pomocą markera zaznacz każdy cal drutu. (To są miejsca, w których będziemy robić zakręty)
Krok piąty:
Musisz powtórzyć ten krok dla każdego przewodu. Każde zagięcie drutu będzie równe 60 stopni, więc okaże się, że jest to fraktal. Przypominający trójkąt równoboczny. Użyłem dwóch par szczypiec i kątomierza. Każde zagięcie będzie oddalone od siebie o 1 cal. Zanim to zrobisz, zwizualizuj kierunek każdego skrętu! Skorzystaj z poniższego schematu.
Krok szósty:
Odetnij jeszcze 2 kawałki drutu o długości co najmniej 6 cm i zdejmij je. Zegnij te druty wokół górnych i dolnych śrub i przywiąż do środka śruby. W ten sposób wszystkie trzy wchodzą w kontakt. Użyj nożyc do drutu, aby odciąć niechciane części drutu.
Krok siódmy:
Umieść i przykręć wszystkie swoje fraktale w rogach
Krok ósmy:
Przymocuj pasujący transformator za pomocą dwóch śrub na środku i dokręć je.
Gotowy! Teraz możesz przetestować swój projekt!
Jak widać na poniższym zdjęciu, za każdym razem, gdy dzielisz każdą sekcję i tworzysz nowy trójkąt o tej samej długości drutu, może on zmieścić się na mniejszej przestrzeni, zajmując miejsce w przeciwnym kierunku.
Tłumaczenie: Dmitrij Szachow
Poniżej możesz obejrzeć film o tworzeniu anten fraktalnych (angielski):
(zakładka = antena Wi-Fi)
Słyszałem już wcześniej o antenach fraktalnych i po pewnym czasie chciałem spróbować stworzyć własną antenę fraktalną, aby wypróbować tę koncepcję, że tak powiem. Niektóre z zalet anten fraktalnych, opisane w artykułach badawczych na temat anten fraktalnych, to ich zdolność do wydajnego odbioru wielopasmowych sygnałów RF przy ich stosunkowo niewielkich rozmiarach. Postanowiłem zbudować prototyp anteny fraktalnej na bazie dywanu Sierpińskiego.
Zaprojektowałem moją antenę fraktalną ze złączem kompatybilnym z moim ruter Linksys WRT54GS 802.11g. Antena ma niski profil wzmocnienia i jest w fazie wstępnych testów w odległości 1/2 km od punktu dostępowego Łącze Wi-Fi z kilkoma drzewami po drodze pokazał całkiem dobre wyniki i stabilność sygnału.
Możesz pobrać Wersja PDF Wzór anteny dywanowej Sierpińskiego, którego użyłem, a także inna dokumentacja pod tymi linkami:
Wykonanie prototypu
To jest zdjęcie z gotowym prototypem anteny fraktalnej:
Podłączyłem złącze Linksys WRT54GS RP-TNC do anteny fraktalnej w celu przetestowania
Kiedy projektowałem mój pierwszy prototyp anteny fraktalnej, obawiałem się, że na płytce drukowanej trójkąty zostaną odizolowane od siebie podczas procesu trawienia, więc nieco rozszerzyłem połączenia między nimi. Uwaga: Ponieważ końcowe przejście tonera zakończyło się dokładniej, niż się spodziewałem, następna wersja prototypu anteny fraktalnej będzie renderowana z subtelnymi punktami styku między każdą z iteracji fraktalnych trójkąta Sierpińskiego. Ważne jest, aby elementy dywanu Sierpińskiego (trójkąty) stykały się ze sobą, a miejsca łączenia były jak najcieńsze:
Nadrukowano projekt anteny drukarka laserowa Pulsara ProFX. Ten proces pozwolił mi odtworzyć projekt anteny na miedzianym materiale PCB:
Wydrukowany laserowo projekt anteny jest następnie przenoszony na blachę miedzianą PCB w procesie termicznym przy użyciu zmodyfikowanego laminatora:
To jest miedziany materiał płytki drukowanej po pierwszym etapie procesu przenoszenia tonera:
Kolejnym niezbędnym krokiem było zastosowanie na płytce drukowanej laminatora Pulsar Pro FX z "Green TRF Foil". Folia zielona służy do wypełnienia ewentualnych ubytków tonera lub nierównomiernie pogrubionych powłok w transferze tonera:
To jest obrana płyta z konstrukcją anteny. Płytka jest gotowa do wytrawiania:
Tutaj zamaskowałem tylną stronę PCB taśmą klejącą:
Użyłem metody bezpośredniego wytrawiania chlorkiem żelazowym, aby wytrawić płytkę w 10 minut. Metoda bezpośredniego trawienia odbywa się za pomocą gąbki: konieczne jest powolne przecieranie całej płyty chlorkiem żelazowym. Ze względu na zagrożenia zdrowotne związane ze stosowaniem chlorku żelazowego zakładam okulary ochronne i rękawice:
Tak wygląda płytka po wytrawieniu:
wytarłem płytka drukowana wacik zamoczony w acetonie w celu usunięcia powłok przenoszących toner. Do czyszczenia używałem rękawiczek, ponieważ aceton przesiąknie przez typowe jednorazowe rękawiczki lateksowe:
Wywierciłem otwór na złącze antenowe wiertarką i wiertłem:
Do mojego pierwszego prototypu użyłem złącza RP-TNC ze standardowych anten routera Linksys:
Zbliżenie na Linksys — kompatybilne złącze antenowe RP-TNC:
Nałożyłem trochę wody na płytkę w miejscu lutowania tuż przed lutowaniem:
Kolejnym krokiem jest przylutowanie przewodu od złącza RP-TNC do podstawy anteny Sierpińskiego na płytce drukowanej:
Drugi przewód złącza antenowego lutujemy do płaszczyzny płytki PCB:
Antena jest gotowa do użycia!
