V tomto študovali drôtové fraktálne antény diplomová práca, boli vyrobené ohýbaním drôtu podľa papierovej predlohy vytlačenej na tlačiarni. Keďže drôt bol ohýbaný ručne pomocou pinzety, presnosť vytvorenia „ohybov“ antény bola asi 0,5 mm. Preto sa na výskum použili najjednoduchšie geometrické fraktálne formy: Kochova krivka a Minkowského „bipolárny skok“.
Je známe, že fraktály umožňujú zmenšiť veľkosť antén a rozmery fraktálnej antény sa porovnávajú s rozmermi symetrického polvlnového lineárneho dipólu. V ďalšom výskume v práci budú drôtové fraktálne antény porovnávané s lineárnym dipólom s /4-ramennými rovnými 78 mm s rezonančnou frekvenciou 900 MHz.
Drôtové fraktálne antény založené na Kochovej krivke
Práca poskytuje vzorce na výpočet fraktálnych antén na základe Kochovej krivky (obrázok 24).
A) n= 0 b) n= 1 c) n = 2
Obrázok 24 - Kochova krivka rôznych iterácií n
Rozmer D zovšeobecnený Kochov fraktál sa vypočíta podľa vzorca:
Ak do vzorca (35) dosadíme štandardný uhol ohybu Kochovej krivky = 60, dostaneme D = 1,262.
Závislosť prvej rezonančnej frekvencie Kochovho dipólu f K z fraktálnej dimenzie D, iteračné čísla n a rezonančná frekvencia priameho dipólu f D rovnakej výšky ako Kochova prerušovaná čiara (v extrémnych bodoch) je určená vzorcom:
Pre obrázok 24, b at n= 1 a D= 1,262 zo vzorca (36) dostaneme:
f K= f D 0,816, f K = 900 MHz 0,816 = 734 MHz. (37)
Pre obrázok 24, c s n = 2 a D = 1,262, zo vzorca (36) získame:
f K= f D 0,696, f K = 900 MHz 0,696 = 626 MHz. (38)
Vzorce (37) a (38) nám umožňujú vyriešiť inverzný problém - ak chceme, aby fraktálne antény pracovali na frekvencii f K = 900 MHz, potom priame dipóly musia pracovať pri nasledujúcich frekvenciách:
pre n = 1 f D = f K / 0,816 = 900 MHz / 0,816 = 1102 MHz, (39)
pre n = 2 fD = fK / 0,696 = 900 MHz / 0,696 = 1293 MHz. (40)
Pomocou grafu na obrázku 22 určíme dĺžky /4-ramien priameho dipólu. Budú rovné 63,5 mm (pre 1102 MHz) a 55 mm (pre 1293 MHz).
Na základe Kochovej krivky boli teda vyrobené 4 fraktálne antény: dve so 4-ramennými rozmermi 78 mm a dve s menšími rozmermi. Obrázky 25-28 ukazujú obrázky obrazovky RK2-47, z ktorej možno experimentálne určiť rezonančné frekvencie.
Tabuľka 2 sumarizuje vypočítané a experimentálne údaje, z ktorých je zrejmé, že teoretické početnosti f T sa líšia od experimentálnych f Nie viac ako 4-9%, a to je celkom dobrý výsledok.
Obrázok 25 - Obrazovka RK2-47 pri meraní antény s Kochovou krivkou iterácie n = 1 s /4 ramenami rovnými 78 mm. Rezonančná frekvencia 767 MHz
Obrázok 26 - Obrazovka RK2-47 pri meraní antény s Kochovou krivkou iterácie n = 1 s /4 ramenami rovnými 63,5 mm. Rezonančná frekvencia 945 MHz
Obrázok 27 - Obrazovka RK2-47 pri meraní antény s Kochovou krivkou iterácie n = 2 s /4 ramenami rovnými 78 mm. Rezonančná frekvencia 658 MHz
Obrázok 28 - Obrazovka RK2-47 pri meraní antény s Kochovou krivkou iterácie n = 2 s /4 ramenami rovnými 55 mm. Rezonančná frekvencia 980 MHz
Tabuľka 2 - Porovnanie vypočítaných (teoretických fT) a experimentálnych fE rezonančných frekvencií fraktálnych antén na základe Kochovej krivky
Drôtové fraktálne antény založené na „bipolárnom skoku“. Smerový vzor
V práci sú popísané fraktálne čiary typu „bipolárny skok“, avšak vzorce na výpočet rezonančnej frekvencie v závislosti od veľkosti antény v práci uvedené nie sú. Preto bolo rozhodnuté určiť rezonančné frekvencie experimentálne. Pre jednoduché fraktálne čiary 1. iterácie (obrázok 29, b) boli vyrobené 4 antény - s dĺžkou /4 ramena rovnajúcou sa 78 mm, s polovičnou dĺžkou a dvoma medzidĺžkami. Pre ťažko vyrobiteľné fraktálne čiary 2. iterácie (obrázok 29, c) boli vyrobené 2 antény so 4 ramenami dĺžky 78 a 39 mm.
Obrázok 30 zobrazuje všetky vyrobené fraktálne antény. Obrázok 31 ukazuje vzhľad experimentálneho nastavenia s fraktálnou anténou „bipolárny skok“ 2. iterácie. Obrázky 32-37 ukazujú experimentálne určenie rezonančných frekvencií.
A) n= 0 b) n= 1 c) n = 2
Obrázok 29 - Minkowského krivka „bipolárny skok“ rôznych iterácií n
Obrázok 30 - Vzhľad všetky vyrábané drôtové fraktálne antény (priemer drôtu 1 a 0,7 mm)
Obrázok 31 - Experimentálne nastavenie: panoramatický VSWR a merač útlmu RK2-47 s fraktálnou anténou typu „bipolárny skok“, 2. iterácia
Obrázok 32 - Obrazovka RK2-47 pri meraní „bipolárnej skokovej“ antény iterácie n = 1 s /4 ramenami rovnými 78 mm.
Rezonančná frekvencia 553 MHz
Obrázok 33 - Obrazovka RK2-47 pri meraní „bipolárnej skokovej“ antény iterácie n = 1 s /4 ramenami rovnými 58,5 mm.
Rezonančná frekvencia 722 MHz
Obrázok 34 - Obrazovka RK2-47 pri meraní „bipolárnej skokovej“ antény iterácie n = 1 s /4 ramenami rovnými 48 mm. Rezonančná frekvencia 1012 MHz
Obrázok 35 - Obrazovka RK2-47 pri meraní „bipolárnej skokovej“ antény iterácie n = 1 s /4 ramenami rovnými 39 mm. Rezonančná frekvencia 1200 MHz
Obrázok 36 - Obrazovka RK2-47 pri meraní „bipolárnej skokovej“ antény iterácie n = 2 s /4 ramenami rovnými 78 mm.
Prvá rezonančná frekvencia je 445 MHz, druhá 1143 MHz
Obrázok 37 - Obrazovka RK2-47 pri meraní „bipolárnej skokovej“ antény iterácie n = 2 s /4 ramenami rovnými 39 mm.
Rezonančná frekvencia 954 MHz
Ako ukázali experimentálne štúdie, ak vezmeme symetrický polvlnový lineárny dipól a fraktálnu anténu rovnakej dĺžky (obrázok 38), potom fraktálne antény typu „bipolárneho skoku“ budú pracovať pri nižšej frekvencii (o 50 a 61 %) a fraktálne antény vo forme krivky Koch pracujú pri frekvenciách o 73 a 85 % nižších ako pri lineárnom dipóle. Preto sa skutočne dajú vyrobiť fraktálne antény menšie veľkosti. Obrázok 39 ukazuje rozmery fraktálnych antén pre rovnaké rezonančné frekvencie (900-1000 MHz) v porovnaní s ramenom bežného polvlnného dipólu.
Obrázok 38 - „Konvenčné“ a fraktálne antény rovnakej dĺžky
Obrázok 39 - Veľkosti antén pre rovnaké rezonančné frekvencie
5. Meranie vyžarovacích diagramov fraktálnych antén
Typy žiarenia antény sa zvyčajne merajú v „bezodrazových“ komorách, ktorých steny absorbujú žiarenie, ktoré na ne dopadá. V tejto diplomovej práci boli merania realizované v bežnom laboratóriu FÚ a odrazený signál od kovových puzdier nástrojov a železných stojanov vniesol do meraní určitú chybu.
Ako zdroj mikrovlnného signálu bol použitý vlastný generátor panoramatického VSWR a merača útlmu RK2-47. Ako prijímač žiarenia z fraktálnej antény bol použitý merač úrovne elektromagnetického poľa ATT-2592, ktorý umožňuje vykonávať merania vo frekvenčnom rozsahu od 50 MHz do 3,5 GHz.
Predbežné merania ukázali, že vyžarovací diagram symetrického polvlnového lineárneho dipólu výrazne skresľuje žiarenie z vonkajšej strany koaxiálneho kábla, ktorý bol priamo (bez zodpovedajúcich zariadení) pripojený k dipólu. Jedným zo spôsobov potlačenia vyžarovania prenosového vedenia je použitie monopólu namiesto dipólu spolu so štyrmi navzájom kolmými /4 „protizávažiami“, ktoré zohrávajú úlohu „zem“ (obrázok 40).
Obrázok 40 - /4 monopólová a fraktálna anténa s „protizávažiami“
Obrázky 41 - 45 ukazujú experimentálne namerané vyžarovacie diagramy skúmaných antén s „protizávažiami“ (rezonančná frekvencia žiarenia sa pri prechode z dipólu na monopól prakticky nemení). Merania hustoty toku výkonu mikrovlnného žiarenia v mikrowattoch na meter štvorcový boli realizované v horizontálnej a vertikálnej rovine v intervaloch 10. Merania boli realizované vo „vzdialenej“ zóne antény vo vzdialenosti 2.
Prvou skúmanou anténou bol priamočiary /4-vibrátor. Z vyžarovacieho diagramu tejto antény je zrejmé (obrázok 41), že sa líši od teoretického. Je to spôsobené chybami merania.
Chyby merania pre všetky skúmané antény môžu byť nasledovné:
Odraz žiarenia od kovových predmetov vo vnútri laboratória;
Nedostatok prísnej vzájomnej kolmosti medzi anténou a protizávažiami;
Nie je úplné potlačenie žiarenia z vonkajšieho plášťa koaxiálneho kábla;
Nepresné čítanie uhlových hodnôt;
Nepresné „zacielenie“ merača ATT-2592 na anténu;
Rušenie od mobilné telefóny.
V posledných rokoch som sa pravidelne stretával s výzvami vývoja UWB (ultraširokopásmových) mikrovlnných modulov a funkčných jednotiek. A akokoľvek je to pre mňa smutné, že to hovorím, takmer všetky informácie k téme mám zo zahraničných zdrojov. Pred časom som však pri hľadaní potrebných informácií natrafil na jednu, ktorá sľubovala riešenie všetkých mojich problémov. Chcem hovoriť o tom, ako sa problémy nevyriešili.
Jednou z neustálych „bolestí hlavy“ pri vývoji UWB mikrovlnných zariadení je vývoj UWB antén, ktoré musia mať súbor určitých vlastností. Medzi tieto vlastnosti patria:
1. Zhoda v prevádzkovom frekvenčnom pásme (napríklad od 1 do 4 GHz). Stáva sa to však, keď je potrebné dohodnúť sa vo frekvenčnom rozsahu od 0,5 GHz do 5 GHz. A tu vzniká problém ísť pod 1 GHz frekvencie. Vo všeobecnosti som mal dojem, že frekvencia 1 GHz má nejaký druh mystickej sily - môžete sa k nej priblížiť, ale je veľmi ťažké ju prekonať, pretože v tomto prípade je porušená ďalšia požiadavka na anténu, a to
2. Kompaktnosť. Koniec koncov, nie je žiadnym tajomstvom, že teraz len málo ľudí potrebuje vlnovodovú rohovú anténu obrovskej veľkosti. Každý chce anténu, ktorá je malá, ľahká a kompaktná, aby sa dala zasunúť do puzdra. prenosné zariadenie. Ale pri zhutňovaní antény je veľmi ťažké splniť odsek 1 požiadaviek na anténu, pretože Minimálna frekvencia prevádzkového rozsahu úzko súvisí s maximálnou veľkosťou antény. Niekto povie, že môžete vyrobiť anténu na dielektriku s vysokou relatívnou dielektrickou konštantou... A bude mať pravdu, ale to je v rozpore s ďalšou položkou nášho zoznamu, ktorá hovorí, že
3. Anténa by mala byť čo najlacnejšia a vyrobená z najdostupnejších a najlacnejších materiálov (napríklad FR-4). Pretože nikto nechce platiť veľa, veľa peňazí za anténu, aj keď je trikrát skvelá. Každý chce, aby náklady na anténu vo fáze výroby dosky plošných spojov smerovali k nule. Lebo toto je náš svet...
4. Je tu ešte jedna požiadavka, ktorá vzniká pri riešení rôznych problémov spojených napríklad s lokalizáciou krátkeho dosahu, ako aj s tvorbou rôzne senzory, pomocou technológie UWB (tu je potrebné objasniť, že hovoríme o o aplikáciách s nízkym výkonom, kde sa počíta každý dBm). A táto požiadavka uvádza, že vyžarovací diagram (DP) navrhovanej antény by mal byť vytvorený iba v jednej hemisfére. na čo to je? Aby anténa „svietila“ iba jedným smerom, bez rozptýlenia vzácnej energie do „návratu“. To tiež umožňuje zlepšiť množstvo indikátorov systému, v ktorom sa takáto anténa používa.
Prečo to všetko píšem..? Aby zvedavý čitateľ pochopil, že vývojár takejto antény čelí mnohým obmedzeniam a zákazom, ktoré musí hrdinsky alebo vtipne prekonať.
A zrazu sa ako zjavenie objaví článok, ktorý sľubuje riešenie všetkých vyššie uvedených problémov (aj tých, ktoré neboli spomenuté). Čítanie tohto článku vyvoláva mierny pocit eufórie. Aj keď prvýkrát úplne nerozumiete napísanému, magické slovo „fraktál“ znie veľmi sľubne, pretože Euklidovská geometria už vyčerpala svoje argumenty.
Odvážne sa pustíme do práce a do simulátora vložíme štruktúru navrhnutú autorom článku. Simulátor hrdelne vrčí ako chladič počítača, prežúva gigabajty čísel a chrlí natrávený výsledok... Pri pohľade na výsledky simulácie sa cítite ako malý oklamaný chlapec. Slzy sa mi tlačia do očí, pretože... opäť sa tvoje detské vzdušné sny zrazili s liatinovou...realitou. Vo frekvenčnom rozsahu 0,1 GHz - 24 GHz neexistuje žiadna koordinácia. Ani v rozsahu 0,5 GHz - 5 GHz nie je nič podobné.
Stále je tu nesmelá nádej, že ste niečo nepochopili, urobili zle... Začína sa hľadanie spínacieho bodu, rôzne variácie s topológiou, ale všetko je márne – je to mŕtve!
Najsmutnejšie na tejto situácii je, že do poslednej chvíle hľadáte dôvod neúspechu v sebe. Vďaka mojim kolegom, ktorí vysvetlili, že všetko bolo správne - nemalo by to fungovať.
P.S. Dúfam, že vám môj piatkový príspevok vyčaril úsmev na tvári.
Morálka tejto prezentácie je takáto: buďte ostražití!
(A veľmi som o tom chcel napísať ANTIčlánok, lebo som bol oklamaný).
Pre tých, ktorí nevedia, čo to je a kde sa používa, môžem povedať, že sledujte videofilmy o fraktáloch. A takéto antény sa v dnešnej dobe používajú všade, napríklad v každom mobilnom telefóne.
Takže koncom roka 2013 nás prišiel navštíviť môj svokor a svokra a potom nás svokra v predvečer novoročného sviatku požiadala o anténu pre ňu malý televízor. Svokor pozerá televíziu cez satelitná parabola a zvyčajne niečo vlastné, ale moja svokra chcela pokojne sledovať novoročné programy bez toho, aby obťažovala svojho svokra.
Dobre, dali sme jej našu slučkovú anténu (330x330 mm štvorec), cez ktorú manželka občas pozerala televíziu.
A vtedy sa blížil čas otvorenia zimných olympijských hier v Soči a manželka povedala: Urobte anténu.
Nie je pre mňa problém vyrobiť ďalšiu anténu, pokiaľ to má účel a zmysel. Sľúbil, že to urobí. A teraz nadišiel ten čas...no myslel som si, že tesať ďalšiu slučkovú anténu je nejaká nuda, veď predsa 21. storočie je na dvore a vtedy som si spomenul, že najprogresívnejšie v konštrukcii antén sú EH-antény. , HZ-antény a fraktálové- antény. Keď som zistil, čo je pre moje podnikanie najvhodnejšie, rozhodol som sa pre fraktálnu anténu. Našťastie som už dávno videl všelijaké filmy o fraktáloch a stiahol všemožné fotografie z internetu. Chcel som teda preniesť myšlienku do materiálnej reality.
Fotografie sú jedna vec, konkrétna implementácia určitého zariadenia druhá. Dlho som sa neobťažoval a rozhodol som sa postaviť anténu na základe obdĺžnikového fraktálu.
Vytiahol som medený drôt s priemerom asi 1 mm, vzal kliešte a začal vyrábať veci... prvý projekt bol plnohodnotný s mnohými fraktálmi. Zo zvyku som to robil dlho, za chladných zimných večerov som to konečne urobil, nalepil celý povrch fraktálu na drevovláknitú dosku pomocou tekutého polyetylénu, priamo prispájkoval kábel v dĺžke asi 1 m, začal som skúšať. Ojoj! A táto anténa prijímala televízne kanály oveľa jasnejšie ako rámová anténa... Tento výsledok ma potešil, čo znamená, že nie nadarmo som pri ohýbaní drôtu do fraktálneho tvaru bojoval a odieral si mozoly.
Prešiel asi týždeň a dostal som názor, že veľkosť novej antény je takmer rovnaká ako rámová anténa, nie je tam žiadna zvláštna výhoda, pokiaľ neberiete do úvahy mierne zlepšenie príjmu. A tak som sa rozhodol namontovať novú fraktálovú anténu s použitím menšieho počtu fraktálov, a teda menšej veľkosti.
Fraktálna anténa. Prvá možnosť V sobotu 2.8.2014 som vytiahol malý kúsok medený drôt, ktorá zostala z prvej fraktálnej antény a celkom rýchlo, asi za pol hodinu, som namontoval novú anténu...
Fraktálna anténa. Druhá možnosť Potom som prispájkoval kábel z prvého a ukázalo sa, že je to kompletné zariadenie. 
Fraktálna anténa. Druhá možnosť s káblom
Začal som kontrolovať výkon... Páni, sakra! Áno, tento funguje ešte lepšie a prijíma až 10 kanálov vo farbe, čo predtým nebolo možné dosiahnuť pomocou slučkovej antény. Zisk je významný! Ak tiež venujete pozornosť skutočnosti, že moje podmienky príjmu sú úplne nepodstatné: druhé poschodie, náš dom je úplne blokovaný od televízneho centra výškovými budovami, nie je tam žiadna priama viditeľnosť, potom je zisk pôsobivý ako na príjme, tak aj na vo veľkosti.
Na internete sú fraktálne antény vyrobené leptaním na sklolaminátovú fóliu... Myslím, že nezáleží na tom, čo robiť a pri televíznej anténe by sa v rámci možností práce na kolene nemali striktne dodržiavať rozmery.
V matematike sú fraktály množiny pozostávajúce z prvkov podobných množine ako celku. Najlepší príklad: Ak sa pozriete pozorne na čiaru elipsy, bude rovná. Fraktál - bez ohľadu na to, ako blízko priblížite - obrázok zostane zložitý a podobný celkový pohľad. Prvky sú usporiadané bizarným spôsobom. V dôsledku toho považujeme sústredné kruhy za najjednoduchší príklad fraktálu. Bez ohľadu na to, ako blízko sa dostanete, objavia sa nové kruhy. Príkladov fraktálov je veľa. Napríklad Wikipedia uvádza kresbu kapusty Romanesco, kde hlávku kapusty tvoria šišky, ktoré presne pripomínajú nakreslenú hlávku kapusty. Čitatelia teraz chápu, že výroba fraktálnych antén nie je jednoduchá. Ale je to zaujímavé.
Účelom fraktálnej antény je zachytiť viac za menej. Vo westernových videách je možné nájsť paraboloid, kde ako žiarič poslúži kúsok fraktálnej pásky. Z fólie už vyrábajú prvky mikrovlnných zariadení, ktoré sú efektívnejšie ako bežné. Ukážeme vám, ako dokončiť fraktálnu anténu a vysporiadať sa so samotným prispôsobením pomocou merača SWR. Spomeňme, že existuje celá webová stránka, samozrejme zahraničná, kde sa príslušný produkt propaguje na komerčné účely, chýbajú kresby. Naša domáca fraktálna anténa je jednoduchšia, hlavnou výhodou je, že si môžete vytvoriť dizajn vlastnými rukami.
Prvé fraktálne antény – bikónické – sa podľa videa z webovej stránky fractenna.com objavili v roku 1897 Oliverom Lodgeom. Nepozeraj na Wikipediu. V porovnaní s konvenčným dipólom dáva dvojica trojuholníkov namiesto vibrátora rozšírenie pásma o 20 %. Vytvorením periodicky sa opakujúcich štruktúr bolo možné zostaviť miniatúrne antény, ktoré nie sú horšie ako ich väčšie náprotivky. Často nájdete dvojkónickú anténu vo forme dvoch rámov alebo podivne tvarovaných dosiek.
V konečnom dôsledku to umožní prijímať viac televíznych kanálov.
Ak zadáte požiadavku na YouTube, zobrazí sa video o výrobe fraktálnych antén. Ako to funguje, lepšie pochopíte, ak si predstavíte šesťcípu hviezdu izraelskej vlajky, ktorej roh bol odrezaný spolu s ramenami. Ukázalo sa, že tri rohy zostali, dva mali jednu stranu na svojom mieste, druhú nie. Šiesty roh úplne absentuje. Teraz umiestnime dve podobné hviezdy vertikálne, so stredovými uhlami k sebe, štrbinami vľavo a vpravo a nad nimi - podobný pár. Výsledkom bolo anténne pole - najjednoduchšia fraktálna anténa.
Hviezdičky sú v rohoch spojené podávačom. V pároch po stĺpcoch. Signál sa odoberá z vedenia presne v strede každého vodiča. Konštrukcia je zostavená pomocou skrutiek na dielektrickom (plastovom) substráte vhodnej veľkosti. Strana hviezdy je presne palec, vzdialenosť medzi rohmi hviezd vertikálne (dĺžka podávača) je štyri palce a horizontálna vzdialenosť (vzdialenosť medzi dvoma drôtmi podávača) je palec. Hviezdy majú vo svojich vrcholoch uhly 60 stupňov, teraz si čitateľ nakreslí niečo podobné vo forme šablóny, aby si neskôr mohol sám vyrobiť fraktálnu anténu. Urobili sme pracovný náčrt, ale mierka nebola dodržaná. Nemôžeme zaručiť, že hviezdy vyšli presne, Microsoft Paint bez veľkej schopnosti vytvárať presné výkresy. Stačí sa pozrieť na obrázok, aby bola štruktúra fraktálnej antény zrejmá:
Po prečítaní tejto recenzie až do konca môže ktokoľvek vyrobiť fraktálne antény. Dostali sme sa tak hlboko do dizajnu, že sme zabudli hovoriť o polarizácii. Predpokladáme, že je lineárny a horizontálny. Vyplýva to z úvah:
Dúfame, že sme čitateľom vysvetlili, ako používať fraktálnu anténu. Pár tipov pre jednoduchú montáž. Skúste teda nájsť drôt s lakovanou ochranou. Ohnite tvary, ako je znázornené na obrázku. Potom sa dizajnéri rozchádzajú, odporúčame urobiť toto:
Napájací kábel vedie (voliteľné) z opačnej strany. Na mieste vyvŕtajte otvory. SWR sa upravuje zmenou vzdialenosti medzi napájacími drôtmi, ale v tomto prevedení ide o sadistický spôsob. Odporúčame jednoducho zmerať impedanciu antény. Pripomeňme si, ako sa to robí. Budete potrebovať generátor pre frekvenciu programu, ktorý si prezeráte, napríklad 500 MHz, navyše - vysokofrekvenčný voltmeter, ktorá sa pred signálom nevzdá.
Potom sa meria napätie generované generátorom, pre ktoré je pripojený k voltmetru (paralelne). Odporový delič zostavíme z premenlivého odporu s extrémne nízkou vlastnou indukčnosťou a anténou (zapojíme sériovo za generátor, najskôr odpor, potom anténu). Napätie premenlivého odporu meriame voltmetrom, pričom súčasne upravujeme hodnotenie, kým sa hodnoty generátora bez zaťaženia (pozri bod vyššie) nezdvojnásobia oproti súčasným. To znamená, že hodnota premenlivého odporu sa rovná vlnovej impedancii antény pri frekvencii 500 MHz.
Teraz je možné vyrobiť transformátor správnym spôsobom. Je ťažké nájsť to, čo potrebujete na internete, ale pre tých, ktorí radi zachytávajú rozhlasové vysielanie, sme našli hotovú odpoveď http://www.cqham.ru/tr.htm. Na stránke je napísané a nakreslené ako zladiť záťaž s 50 Ohm káblom. Upozorňujeme, že frekvencie zodpovedajú KV rozsahu, SW sem čiastočne zapadá. Charakteristická impedancia antény je udržiavaná v rozsahu 50 – 200 Ohmov. Ťažko povedať, koľko hviezda dá. Ak máte na farme prístroj na meranie vlnovej impedancie vedenia, pripomeňme: ak je dĺžka napájača násobkom štvrtiny vlnovej dĺžky, impedancia antény sa prenáša na výstup bezo zmien. Zabezpečiť takéto podmienky pre malý a veľký dosah nie je možné (nezabudnite, že aj rozšírený dosah je súčasťou vlastností fraktálnych antén), ale pre účely merania sa všade používa spomínaná skutočnosť.
Teraz čitatelia vedia všetko o týchto úžasných transceiverových zariadeniach. Takýto neobvyklý tvar naznačuje, že rozmanitosť vesmíru nezapadá do typických hraníc.
Ako sme rozoberali v predchádzajúcich článkoch, zistilo sa, že účinnosť fraktálnych antén je približne o 20% väčšia ako u bežných antén.To môže byť veľmi užitočné použiť. Najmä ak chcete, aby vlastná televízna anténa akceptovala digitálny signál alebo HD video, aby ste zvýšili dosah mobilných telefónov, Wi-Fipásmo, FM alebo AM rádio a pod.
Väčšina mobilných telefónov už má vstavané fraktálne antény. Ak ste si v posledných rokoch všimli, mobilné telefóny už nemajú antény na vonkajšej strane. Je to preto, že majú vnútorné fraktálne antény vyleptané do dosky plošných spojov, čo im umožňuje získať lepší príjem a prijímať viac frekvencií, ako je Bluetooth, mobilný signál a Wi-Fi všetko z jednej antény súčasne!
Informácie z Wikipédie: "Fraktálna anténa sa výrazne líši od tradične navrhnutej antény v tom, že môže pracovať s dobrým výkonom na širokej škále frekvencií súčasne. Štandardné antény musia byť zvyčajne "orezané" na frekvencii, pre ktorú sa majú používať a preto štandardná anténa funguje dobre len pri tejto frekvencii, vďaka čomu sú fraktálne antény vynikajúcim riešením pre širokopásmové a viacpásmové aplikácie.
Trik je vytvoriť si vlastnú fraktálnu anténu, ktorá bude rezonovať na frekvencii, ktorú chcete. To znamená, že bude vyzerať odlišne a môže byť vypočítaný odlišne v závislosti od toho, čo chcete dosiahnuť. Trochu matematiky a bude jasné, ako to urobiť. (Môžete sa obmedziť na online kalkulačku)
V našom príklade to urobíme najjednoduchšia anténa, ale môžete vyrobiť zložitejšie antény. Čím komplexnejšie, tým lepšie. Ako príklad použijeme cievku s pevným drôtom s priemerom 18, ktorý je potrebný na zostavenie antény, ale môžete ísť ďalej pomocou vlastných leptacích dosiek na zmenšenie alebo zložitejšie vysoké rozlíšenie a rezonanciou.
(záložka = TV anténa)
V tomto návode sa pokúsime vytvoriť TV anténu pre digitálny signál alebo signál vysoké rozlíšenie prenášané cez rádiový kanál. S týmito frekvenciami sa ľahšie pracuje, vlnové dĺžky na týchto frekvenciách sa pohybujú od pol stopy po niekoľko metrov dĺžky pre polovicu vlnovej dĺžky signálu. Pre UHF (decitimetrové vlny) obvody môžete pridať direktor (režisér) alebo reflektor (reflektor), vďaka ktorému bude anténa viac závislá od smeru. Antény VHF (ultra short wave) závisia aj od smeru, ale namiesto toho, aby smerovali priamo na TV stanicu, „uši“ VHF dipólových antén musia byť kolmé na vlnovú dĺžku TV stanice vysielajúcej signál.
Najprv nájdite frekvencie, ktoré chcete prijímať alebo vysielať. Pre TV tu je odkaz na frekvenčný graf: http://www.csgnetwork.com/tvfreqtable.html
A na výpočet veľkosti antény použijeme online kalkulačku: http://www.kwarc.org/ant-calc.html
Tu dobré pdf o dizajne a teórii:stiahnuť
Ako zistiť vlnovú dĺžku signálu: vlnová dĺžka v stopách = (pomer rýchlosti svetla v stopách) / (frekvencia v hertzoch)
1) Koeficient rýchlosti svetla v stopách = +983571056,43045
2) Koeficient rýchlosti svetla v metroch = 299792458
3) Koeficient rýchlosti svetla v palcoch = 11802852700
Kde začať: (VHF/UHF dipólové pole s reflektorom, ktorý dobre funguje pre široký frekvenčný rozsah DB2):
(350 MHz je štvrtina 8-palcovej vlny - 16-palcová polovičná vlna, ktorá spadá do ultravysokého frekvenčného rozsahu - medzi kanály 13 a 14, a čo je stredná frekvencia medzi rozsahom VHF-UHF pre lepšie rezonancia). Tieto požiadavky možno upraviť tak, aby fungovali lepšie vo vašej oblasti, pretože váš distribučný kanál môže byť v skupine nižší alebo vyšší.
Na základe materiálov z nižšie uvedených odkazov ( http://uhfhdtvantenna.blogspot.com/ http://budgetiq.wordpress.com/2008/07/29/diy-hd-antenna/ http://members.shaw.ca/hdtvantenna/ a http://current .org/ptv/ptv0821make.pdf) , iba fraktálne vzory nám umožňujú byť kompaktnejší a flexibilnejší a použijeme model DB2, ktorý má vysoký zisk a je už dosť kompaktný a obľúbený pre vnútornú a vonkajšiu inštaláciu.
Základné náklady (stoja asi 15 USD):
POZNÁMKA: Úprava HDTV/DTV v PDF http://www.ruckman.net/downloads-1#FRACTALTEMPLATE
Prvý krok:
Namontujte kryt s reflektorom pod plastový kryt:
Krok dva:
Vyvŕtajte malé otvory so závitom na opačnej strane reflektora v nasledujúcich polohách a umiestnite vodivú skrutku.
Krok tri:
Odrežte štyri 8" kusy drôtu s pevným jadrom a odkryte ho.
Krok štyri:
Pomocou značky označte každý centimeter na drôte. (Toto sú miesta, kde budeme robiť zákruty)
Krok päť:
Tento krok musíte zopakovať pre každý drôt. Každý ohyb na drôte sa bude rovnať 60 stupňom, čím sa vytvorí fraktál. Pripomína rovnostranný trojuholník. Použil som dva páry klieští a uhlomer. Každý ohyb bude mať zárez 1". Uistite sa, že ste si vizualizovali smer každého otočenia predtým, ako to urobíte! Ako pomôcku použite nižšie uvedený diagram.
Krok šiesty:
Odrežte ďalšie 2 kusy drôtu s dĺžkou aspoň 6 cm a odkryte ich. Ohnite tieto drôty okolo horných a spodných skrutiek a pripevnite ich k stredu skrutky. Všetci traja sa tak dostanú do kontaktu. Na oddelenie nežiaducich častí drôtu použite nožnice na drôt.
Krok sedem:
Umiestnite a zaskrutkujte všetky svoje fraktály s rohmi
Krok osem:
Pripevnite zodpovedajúci transformátor cez dve skrutky v strede a utiahnite ich.
Pripravený! Teraz môžete otestovať svoj dizajn!
Ako môžete vidieť na fotografii nižšie, zakaždým, keď rozdelíte každú časť a vytvoríte nový trojuholník s rovnakou dĺžkou drôtu, zmestí sa do menšieho priestoru a zaberie miesto v inom smere.
Preklad: Dmitrij Shakhov
Nižšie si môžete pozrieť video o vytváraní fraktálnych antén:
(karta = Wi-Fi anténa)
Predtým som počul o fraktálových anténach a po chvíli som chcel skúsiť vyrobiť vlastnú fraktálovú anténu, aby som takpovediac vyskúšal tento koncept. Niektoré z výhod fraktálnych antén opísaných vo výskumných prácach o fraktálnych anténach sú ich schopnosť efektívne prijímať viacpásmové RF signály, pričom sú relatívne malé. Rozhodol som sa vytvoriť prototyp fraktálnej antény na základe koberca Sierpinski.
Svoju fraktálnu anténu som navrhol tak, aby mala konektor kompatibilný s mojím smerovač Linksys WRT54GS 802.11g. Anténa má dizajn s nízkym ziskom a bola vopred testovaná vo vzdialenosti 1/2 km od bodu lopatky WiFi prepojenie s niekoľkými stromami na ceste to ukázalo celkom dobré výsledky a stabilitu signálu.
Môžete si stiahnuť PDF verziašablóna antény založená na koberci Sierpinski, ktorý som použil, ako aj ďalšia dokumentácia na týchto odkazoch:
Zhotovenie prototypu
Toto je fotografia s hotovým prototypom fraktálnej antény:
Linksys WRT54GS RP-TNC - konektor som priložil na fraktálnu anténu na testovanie
Keď som navrhoval svoj prvý prototyp fraktálnej antény, obával som sa, že proces leptania na doske plošných spojov môže izolovať trojuholníky od seba, a tak som trochu rozšíril spojenia medzi nimi. Poznámka: Keďže konečný prechod tonera skončil presnejšie, ako som očakával, ďalšia verzia prototypu fraktálnej antény bude vykreslená s jemnými kontaktnými bodmi medzi každou z fraktálových iterácií Sierpinského trojuholníka. Je dôležité zabezpečiť, aby sa prvky koberca Sierpinski (trojuholníky) navzájom dotýkali a spojovacie body by mali byť čo najtenšie:
Dizajn antény bol vytlačený laserová tlačiareň Pulsar Pro FX. Tento proces mi umožnil skopírovať dizajn antény na medený materiál PCB:
Štruktúra antény vytlačená laserom sa potom prenesie na medený plech PCB tepelným procesom pomocou upraveného laminátora:
Toto je medený materiál PCB po prvom kroku procesu prenosu tonera:
Ďalším nevyhnutným krokom bolo použitie laminátoru Pulsar Pro FX „Green TRF Foil“ na DPS. Zelená fólia sa používa na vyplnenie akýchkoľvek medzier tonera alebo nerovnomerne zhrubnutých vrstiev pri prenose tonera:
Toto je vyčistená doska s dizajnom antény. Doska je pripravená na leptanie:
Tu som zamaskoval zadnú stranu PCB pomocou elektrickej pásky:
Použil som metódu priameho leptania chloridom železitým na leptanie dosky za 10 minút. Metóda priameho leptania sa vykonáva pomocou špongie: je potrebné pomaly utrieť celú dosku chloridom železitým. Kvôli zdravotným rizikám používania chloridu železitého som nosil ochranné okuliare a rukavice:
Toto je doska po leptaní:
utrela som doska plošných spojov tampón namočený v acetóne na odstránenie povlakov prenášajúcich toner. Pri čistení som použil rukavice, pretože acetón sa absorbuje cez typické latexové jednorazové rukavice:
Vyvŕtal som otvor pre konektor antény pomocou vŕtačky a vrtáka:
Pre môj prvý prototyp som použil konektor RP-TNC zo štandardných antén smerovača Linksys:
Detailný záber na Linksys - kompatibilný anténny konektor RP-TNC:
Tesne pred spájkovaním som na dosku plošných spojov v oblasti spájkovania naniesol trochu vody:
Ďalším krokom je prispájkovanie vodiča z konektora RP-TNC k základni Sierpinského antény na doske plošných spojov:
Prispájkujte druhý vodič konektora antény k rovine dosky plošných spojov:
Anténa je pripravená na použitie!
