Расчет логопериодической антенны онлайн: Онлайн расчет логопериодической антенны — 3G-aerial

Особенности и возможные варианты конструкции этой антенны описаны здесь. Калькулятор обновлен 27.01.2017. Не забудьте обновить кэш браузера

Схематическое изображение антенны:

Исходный код Javascript:
Copyright ©2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Калькулятор рассчитывает параметры собирающей линии, состоящей из двух квадратных трубок. Если вы используете другой тип симметричной линии (например, из круглых трубок или полосок из фольгированного материала), то ее необходимо рассчитать отдельно, взяв за исходный параметр волновое сопротивление собирающей линии из этого калькулятора. Этот параметр не является входным сопротивлением антенны, а характеризует «пустую» линию, на которую впоследствии «навешиваются вибраторы», вследствии чего ее сопротивление понижается до необходимого входного. Антенна не требует специальных согласующих устройств. Фидер по возможности пропускается внутри нижней штанги собирающей линии (см. рисунок). Оплетка подключается к нижней штанге, центральная жила — к верхней. Позади первого элемента на расстоянии λ

Предлагаем, написанное одним из анонимов, небольшое Windows-приложение, которое осуществляет расчет логопериодической антенны. У приложения есть одна приятная фича — после создания модели в программе, все данные можно вывести в файл .maa для дальнейшего моделирования в программе MMANA. Однако, в этом случае необходимо быть внимательным и проверять модели. Иногда программа выдает расстояние между осями трубок собирающей линии меньше чем диаметры трубок, что является нонсенсом. MMANA этот нонсенс не замечает. Кроме того, MMANA и вовсе не пригодна для расчета логопериодической антенны с низким волновым сопротивлением собирающей линии, подробнее об этом в обсуждении LPDA на нашем форуме. Таким образом, эта программа совместно с MMANA поможет вам корректно рассчитать только логопериодическую антенну с волновым сопротивлением не менее 150 Ом.

Для владельцев смартфонов и планшетов на операционной системе Android в магазине Google Play доступно бесплатное приложение LPDA дизайнер. Приложение позволяет рассчитать логопериодическую антенну. Вы его можете загрузить на свое мобильное устройство, нажав на кнопку ниже или по QR-коду. Не забудьте оценить приложение…

Ссылка на формулы расчета и прототип этого калькулятора: http://www.stroobandt.com/lpda/en/index.html.  Подробно метод расчета изложен в первом томе Ротхаммеля: §18.2 (со стр. 341)

расчет размеров и основные характеристики

Логопериодические антенны относятся к классу направленных устройств. Модели, как правило, работают на коротких волнах. Большинство устройств оснащается высокопроводимым рефлектором. Некоторые модификации производятся с панельным вибратором. У них имеется один или несколько усилителей. Также надо отметить, что существуют устройства с канальными передатчиками.

Какие основные параметры у антенн логопериодического типа? В первую очередь важно учитывать частоту устройств. Также специалистами рассматривается коэффициент направленности и усиления. Входное сопротивление также влияет на параметры антенны.

Расчет модели

Расчет антенны происходит, исходя из длины стойки. Если рассматривать модели с одним вибратором, то рефлектор применяется дипольного типа. При длине 20 см, ширина панели должна составить 30 см. При увеличении размеров стойки, панель подбирается соответствующих габаритов.

Устройство своими руками

Логопериодическая антенна своими руками складывается с простым рефлектором, а вибратор целесообразнее использовать с удлинителем. В первую очередь ставится непосредственно мачта. Стойки фиксируются при помощи сварочного аппарата. Специалисты советуют сразу установить усилитель.

Проводку надо применять только с заземлением. Для понижения частотности используются расширители разных типов. Большинство моделей работают от контактных переходников. Верхние стойки надо применять небольшого диаметра. Также необходимо уделить внимание нижнему переходнику, от которого отходит провод. В зависимости от расчета модели зависят размеры логопериодических антенн.

Модель для простого приемника

Логопериодические антенны для простых приемников производятся с мачтами небольшой высоты. Наиболее распространенными считаются модификации на три стойки. Если рассматривать антенну с одним переходником, то рефлектор применяется с конденсатором. Также надо отметить, что мачта фиксируется на стойке. Рупор в данном случае встречается очень редко. Переходники у антенны крепятся через держатели. Специалисты говорят о том, что наиболее востребованными считаются модели с дипольными переходниками. Они могут работать на короткой волне.

Устройство с одной стойкой

Антенна с одной стойкой не выделяется высокой проводимостью. На рынке встречаются устройства с обратными вибраторами. У них используется довольно широкая опора. При этом держатели устанавливаются небольшой ширины. Если рассматривать стандартную антенну логопериодического типа, у нее имеется один рефлектор. Стойки устанавливаются на крепежной подставке. Часто антенны продаются без держателей. У них стойка выполнена с широким основанием. Наиболее качественными принято считать устройства с усиленными переходниками. Вибраторы также могут устанавливать без переходника. Стойки в таком случае имеются небольшой длины.

Модель с двумя стойками

Логопериодическая ДМВ-антенна с двумя стойка делается с рефлектором на три канала. Специалисты говорят о том, что модели обладают разной проводимостью. При выборе модификации надо обращать внимание на опору модификации. Держатели могут устанавливать Г-образной формы. Довольно часто антенны данного типа устанавливаются на крышу.

Устройства хорошо подходят для принятия телевизионного канала. Однако они не способны работать на всех частотах. В данном случае многое зависит от формы рефлектора. Современные модификации антенн логопериодического типа применяются с выходными усилителями. Под них устанавливаются только открытые переходники. При этом вибраторы монтируются в центральной части стойки. Мачты отличаются по длине. Тут многое зависит от ширины стоек. Проводимость модификации зависит от рефлектора. Провод от антенны должен отходит от расширителя.

Горизонтальные антенны

Горизонтальная антенна для ТВ логопериодического типа выделяется широкой стойкой. У многих моделей применяется длинная мачта, а опоры делаются только из сплава алюминия. При желании такую антенну логопериодического типа можно сделать самостоятельно. Она хорошо подойдет для приемника не большой мощности. Специалисты говорят, что в первую очередь ставится держатель. Только после этого можно установить мачту. Следующим шагом ставится рефлектор. Если рассматривать магазинные модификации, у них имеется два вибратора.

Большинство моделей делаются без упоров. Стойки у них находятся в горизонтальном положении. Для установки антенны логопериодического типа используются широкие крепежные элементы из металла. Также надо отметить, что существуют модификации высокой частоты, у которых устанавливается усилитель. Расширители под устройства подбираются только высокой проводимости. Довольно часто на рынке встречаются устройства с отрицательной полярностью. В первую очередь эксперты отмечают, что у них нет проблем с короткими волнами, и очень высокий коэффициент усиления. От расчетов модели напрямую зависят размеры логопериодических антенн.

Вертикальные модификации

Часто в магазинах встречается вертикальная логопериодическая антенна. Расчет модели осуществляется, исходя из размеров стойки. Вертикальные антенны логопериодического типа производятся с рефлекторами разной проводимости. Большинство моделей делаются на контактных переходниках.

Также в магазинах можно встретить устройства без усилителей. Как правило, у них используются короткие рефлекторы, а вибраторы устанавливаются коротковолнового типа. Минимальная допустимая частота антенны зависит от многих факторов. В данном случае пользователю необходимо учитывать сопротивление рефлектора. Дополнительно надо знать тип расширителя. Большинство моделей продаются с обычными контроллерами.

Устройство на 144 МГц

Логопериодические антенны данного типа делаются с длинными стойками, а вибраторы применяются с опорами. Стандартная модель включает в себя один коннектор. Усилители на эти антенны логопериодического типа устанавливаются разной мощности. Дополнительно важно помнить, что модификации отличаются по проводимости. Некоторые устройства делаются с одной стойкой. У них малое входное сопротивление. Как правило, они производятся с выходным вибратором. Держатели устанавливаются небольшой высоты. При желании такую антенну логопериодического типа сможет сделать любой человек. В данном случае важно рассчитать высоту стойки.

Модификация на 145 МГц

Антенна для ТВ этого типа делается только с дипольным рефлектором. При этом вибраторы используются со средней проводимостью. Специалисты говорят о том, что на рынке довольно часто встречаются модификации с проводными переходниками. Рефлекторы у них устанавливаются на стойках. Боковые опоры могут быть очень большими. Также внимание заслуживает высокий уровень сопротивления у данных антенн логопериодического типа.

При желании модель можно собрать в домашних условиях. Специалисты для этого применяют металлические стойки, которые соединяются между собой при помощи сварочного инвертора. Вибратор используется с одним выходом. Провод от антенны фиксируется на расширителе. Как правило, он монтируется в нижней части мачты.

Модель с медной мачтой

Логопериодическая антенна для Т2 с медной мачтой замечательно работает на разных частотах. Стандартная модель включает в себя контактный переходник, который фиксируется в нижней части стойки. Вибраторы у моделей применяются только с расширителем. Также надо отметить, что в магазинах есть антенны с широкими рефлекторами. Большинство из них могут работать при низких частотах. Специалисты говорят о том, что существуют устройства обратной поляризации. Для них расширители используются с контактными рефлекторами. Некоторые модели оснащаются усилителями, которые подключаются к переводникам.

Устройства со стальной мачтой

Логопериодические антенны со стальной мачтой можно сделать самостоятельно. Специалисты для этого рекомендуют заготавливать широкие опоры. Большинство моделей обладают высокой проводимостью, и они хорошо подходят для принятия сигнала. Вибраторы у моделей применяются разной чувствительности. При этом усилители, как правило, устанавливаются в нижней части мачт. Специалисты утверждают, что переходник надо фиксировать только через транзистор и блок питания.

Дополнительно важно отметить, что при сборке модели могут возникнуть проблемы именно со стойками. Если рассматривать магазинные антенны, то у них имеется широкий держатель. При этом передний опоры надежно фиксируются непосредственно на мачте устройства.

Логопериодическая антенна — Просто о технологиях

Логопериодическая антенна своими руками

Собираемся рассказать, как сделать логопериодическую антенну. Логопериодические антенны относятся к числу частотно-независимых. Агрегаты работают в широком диапазоне, перекрывая спектр вещания. Напоминают внешним видом антенны типа волновой канал, только директоры переменной длины, подчиняющейся логарифмическому закону.

Впервые идея предложена в 1957 году статьей Избелла, Дюамеля. В обыденности известно три вида устройств, читатели наверняка видели один – выложенный прилавками магазинов. Логопериодическая антенна изготавливается своими руками.

Размеры вызнайте, понимайте имеющее важность, осознавайте возможности поблажку дать выдерживанию точности.

Виды логопериодических антенн

Редко встретим явление: самодельная логопериодическая антенна. Конструкция… логопериодические антенны трех типов:

Плоские однонаправленные логопериодические антенны то, что видим в магазинах. Торчащий вперед длинный стержень, по обеим сторонам усеянный, словно усами, поперечинами различной длины. Выглядит более упорядоченно, пониманию недостижимо.

Ошибочно думать, будто логопериодические антенны годятся ловить лишь телевидение. Дело в другом: конструкция изделий сложна, первые методики предлагали номограммы, руководствуясь которыми, мастерам-самоучкам много раз приходилось переделывать. Первые логопериодические антенны сложно настраивались.

Вот почему интерес так и не развился до последнего времени, хотя известны свыше половины века. Конструкции для GSM, WiFi, других протоколов СВЧ имеются, давно предложены, неизвестны толком.

Отказываетесь верить, попробуйте найти в интернете информацию, соотнесите результаты по биквадрату Харченко, сразу поймете ситуацию.

Решение задачи математически сталкивается напрямую с сонмом интегральных уравнений, по зубам редкостным ботаникам.

Наиболее осведомленные авторы считают: разумно пользоваться просто готовыми конструкциями, самостоятельно разрабатывать, больше методом научного тыка.

Понятно, первую задачу на бумаге решать утомительно, люди опытные рекомендуют попросту использовать различные языки программирования. Лучше всего подходят MathCAD и С++.

Конструкция логопериодической антенны

Конструкция логопериодической антенны поражает сложностью. Попробуем описать устройство. Начнем упрощенно, избегая запутать читателей.

• Стержень напоминает траверсу волнового канала, дает раздельное питание левым и правым вибраторам. Находятся симметрично в противофазе.
• Причем попеременно левый-правый ряд вибраторов меняются несущей (две, близко расположенные и параллельные). Например, первый левый вибратор принадлежит верхней несущей, первый правый – нижней. Со вторыми наоборот. Левый теперь находится на нижней, правый, – на верхней.
• Количество вибраторов зависит от конструктива, длина самых больших (вмещены задней частью) составляет (в сумме левый и правый) половину длины волны крайней нижней частоты диапазона.
• Питание подводится к передней части. Допустимо сделать проводом, проложенным внутри несущей, либо сразу присоединить симметричную линию к вершине. По первому случаю поясним: коаксиальный кабель ложится внутри одной направляющей, причем одной частью линии послужит направляющая. При выходе из носика центральная жила замыкается на вторую несущую. Получается, двухпроводная линия играет роль четвертьволнового симметрирующего трансформатора. 
• Закорачивание линии сделано позади самого длинного вибратора на расстоянии восьмой части длины волны нижней частоты диапазона. По отдельным сведениям, сделано из соображений согласования. Кстати, метод хорош тем, что вибраторы получаются замкнутыми на землю, следовательно, при ударе молнии первой сгорит оплетка кабеля (при отсутствии громоотвода).

Действие логопериодической антенны

Согласно теории, в логопериодической антенне постоянно имеется некая активная область, образованная вибраторами, где уровень тока выше 10 дБ. Частота начинает уменьшаться, зона перемещается в сторону вибраторов подлиннее.

Получается феноменальная широкополосность. Особенностью линии является то, что волна сначала доходит до вибраторов, имеющих размер, отличающийся от резонансного (меньший). По мере продвижения сигнала к «идеальному» вибратору часть мощности рассеивается.

Удается укоротить самый длинный излучатель, снижая габариты логопериодической антенны.

Итак, читателям представляем простую вещь: дельной, простой методики расчета сегодня не придумано, любители покопаться в интегралах приглашаются к изданию Логопериодические вибраторные антенны 2005 года выпуска: подробно обмусоливаются тонкости. Несколько разделов посвящается программированию. Избегаем копать тонкости MathCAD, приводить расчет логопериодической антенны, предпочитаем С++, выводы покажем, чтобы читатели могли заняться проектированием:

Количество вибраторов 9 штук на сторону.

Как объясняет автор идеи, в расчете по формулам выходили разные толщины вибраторов, некоторые не получали порции энергии в ходе работы (говорилось выше), по мере создания ДМВ логопериодической антенны, было решено проволоку взять толщиной 6 мм, расстояния, длины вышли следующие:

Расстояние 493,2 мм, длина 61,7 мм.

Настраивается антенна изменением расстояния меж несущими. Варьируется удаление короткого замыкания линии от самого длинного вибратора. Берите размеры табличные, автор лучше знал, наверняка учел расстояния меж несущими и прочее.

Рассматриваемая логопериодическая антенна отлично подходит цифровому мультиплексу, причем захватит все, подробнее сверяйтесь с Википедией. Для работы на прием телевидения следует расположить конструкцию, чтобы вибраторы находились в горизонтальной плоскости.

В большом городе луч может прийти вовсе не с направления вышки, также под углом. Боитесь поймать — пробуйте наклонить логопериодическую антенну для достижения нужного эффекта.

Про питание рассказали, пропускайте кабель в одну из несущих, в районе носика обеспечьте соединение любой из них с оплеткой, второй — с жилой. Замыкается линия позади самого длинного вибратора.

Теперь каждый читатель может самостоятельно сделать логопериодическую антенну по приведенным сведениям. Отдельной строкой идут конструкторские соображения.

Ранее директор приваривали к траверсе, сегодня найдете иные методики.

Желаем аудитории удачи в экспериментах. Теперь знаете, как изготавливается логопериодическая антенна собственноручно.

Напоминаем, рассмотренная конструкция далеко не самая простоя и требуется посмотреть диапазон по всем используемым частотам. Нет необходимости — создавайте четвертьволновые вибраторы (для цифровых мультиплексов), избегая дебрей.

Проще собирается волновой канал, отличающийся от логопериодической антенны равными размерами вибраторов.

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ

Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер.

Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот – антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА. Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит десять.

Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным.

Внешний вид ЛПА показан на рис. 4.11,а. Она образована собирательной линией в виде двух труб, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов поочередно через один. Схематически такая антенна показана на рис. 4.11,6.

Сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штриховой линией – соединенные с нижней трубой.

Рабочая полоса частот антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора В1, а со стороны наименьших длин волн – от размера, наиболее короткого вибратора. Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине а и основанием, равным наибольшему вибратору.

Для логарифмической структуры полотна антенны должно быть выполнено определенное соотношение между длинами соседних вибраторов, а также между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры т:

Таким образом, размеры вибраторов и расстояния до них от вершины треугольника уменьшаются в геометрической прогрессии. Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника.

Чем меньше угол а и чем больше период структуры т (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается число вибраторов структуры, растут габариты и масса антенны.

Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Наиболее часто угол а выбирают в пределах 30… 60°, а период структуры т -в пределах 0, 7… 0, 9.

Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. 4. 11, а, производится без специального симметрирующего и согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с конца А и выходит у конца Б. Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила – концу верхней трубы.

В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала. Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько антенн “Волновой канал”, соединенных вместе, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор.

На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны.

Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны “Волновой канал” с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических, для достижения широкополосности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны подобно тому, как в широкополосных усилителях расширение полосы пропускания достигается взаимной расстройкой контуров. Как для усилителей, так и для антенн можно считать общим принципом постоянство для данной конструкции произведения коэффициента усиления на полосу пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

В радиолюбительской литературе проводилось много различных вариантов ЛПА. Здесь можно предложить конструкцию ЛПА, рассчитанной на работу в диапазоне 12-метровых каналов, размеры которой сведены в табл. 4. 8.

Таблица 4. 8 Размеры 12-канальной ЛПА, мм

В таблице приводится длина В каждого вибратора в соответствии с рис. 4. 11, 6, а также расстояние от данного вибратора до следующего – А. Собирательная линия образована двумя трубами диаметром 30 мм при расстоянии между осевыми линиями труб 45 мм.

Антенна содержит 10 вибраторов (20 половинок), которые выполнены из трубок диаметром 8… 15 мм. Расчет антенны проведен, исходя из значении угла при вершине описанного треугольника а = 45° и периода структуры т = 0, 84.

Расчетный коэффициент усиления антенны составляет 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе этой антенны в 2 раза по сравнению с полуволновым вибратором. Коэффициент усиления практически не изменяется по диапазону. Длина труб собирательной линий составляет 2900 мм.

Трубы немного выступают за точки установки самых коротких полувибраторов.

Для обеспечения параллельности труб собирательной линии и их стяжки используют три пары брусков из оргстекла высотой 120 мм, шириной 50 мм и толщиной 25 мм, в которых делаются полуцилиндрические проточки глубиной 14 мм на расстоянии, соответствующем расстоянию между трубами. Каждая пара брусков стягивается винтами с гайками. Среднюю пару этих брусков устанавливают в центре тяжести антенны и крепят к мачте.

Антенна приведенной выше конструкции является плоской. Существуют также объемные конструкции логопериодических антенн, которые характеризуются тем, что трубы собирательной линии не параллельны, а разведены под некоторым углом.

Вместо жестких вибраторов полотно антенны может быть выполнено из провода или антенного канатика. Описание конструкций двух таких антенн приводилось в журнале “Радио”, 1960 г.

, № 8, а описание плоской упрощенной проволочной ЛПА – в журнале “Радио”, 1963 г., № 5.

Но самая простая логопериодическая антенна может быть быстро выполнена из подручных материалов. Такая антенна показана на рис. 4. 12 и рассчитана на прием телевизионных передач дециметрового диапазона с 24-го по 51-й канал. Несущая конструкция треугольной формы собирается из деревянных брусков квадратного сечения 15х15 мм.

Бруски скрепляются между собой треугольными фанерными косынками, прибитыми к брускам с одной стороны треугольника гвоздиками. С другой стороны в бруски 1 и 2 вбиваются гвоздики на расстояниях от точки А, указанных на рисунке. Полотно антенны образуют два куска медного провода 6 диаметром 1-1, 5 мм.

Один кусок прямой формы прокладывается по бруску 4 до точки А, а второй, огибая гвоздики зигзагом, припаивается к прямому проводу в точке А и на пересечениях с ним. К вершине треугольника гвоздиками прибивается диск 5 из белой жести диаметром 40 мм с маленьким отверстием в центре.

Антенна крепится к мачте из дерева или металла в центре тяжести, лежит в горизонтальной плоскости и вершиной треуголь-

Рис. 4. 12. Логопериодическая антенна ДМВ

ника направлена на передатчик. Полотно антенны располагается на верхней поверхности треугольника. Телевизионный кабель поднимается по мачте, подходит к середине бруска 3, подвязывается к бруску 4 по его нижней поверхности капроновой леской. В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А, а центральная жила – к центру диска.

Антенну можно выполнить комнатной или наружной. В комнатном варианте вместо мачты применяется вертикальная стойка на тяжелой подставке. Антенну в комнате необходимо тщательно ориентировать и подобрать место установки, так как часто, сдвигая антенну, удается значительно улучшить изображение.

На равнинной местности такая наружная антенна обеспечивает уверенный прием телепередач на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих этой антенной дециметровые программы Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения.

Расчет логопериодической антенны

Обновленный калькулятор логарифмической антенны использует классический алгоритм расчета в котором в качестве входных данных принимаются границы полосы пропускания и входное сопротивление антенны.

Для логарифмической структуры полотна антенны должно соблюдаться одинаковое соотношение между длинами соседних вибраторов и между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры τ.

Таким образом, размеры вибраторов и их расстояния от вершины треугольника уменьшаются по закону убывающей геометрической прогрессии со знаменателем, равным τ.

Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника α, который связан с параметром антенны σ – относительным интервалом.

Чем меньше угол α (и чем больше период структуры τ (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается количество вибраторов структуры и длина антенны.

Поэтому при выборе периода структуры приходится принимать компромиссное решение: τ — от 0,8 до 0,98. Существует оптимальное значение относительного интервала σ для определенного τ, его калькулятор определяет автоматически. При желании его можно изменить, но это не рекомендуется.

Особенности и возможные варианты конструкции этой антенны описаны здесь. Калькулятор обновлен 27.01.2017. Не забудьте обновить кэш браузера Ctrl+F5!

Схематическое изображение антенны:

Исходный код Javascript:
Copyright ©2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Калькулятор рассчитывает параметры собирающей линии, состоящей из двух квадратных трубок.

Если вы используете другой тип симметричной линии (например, из круглых трубок или полосок из фольгированного материала), то ее необходимо рассчитать отдельно, взяв за исходный параметр волновое сопротивление собирающей линии из этого калькулятора.

Этот параметр не является входным сопротивлением антенны, а характеризует “пустую” линию, на которую впоследствии “навешиваются вибраторы”, вследствии чего ее сопротивление понижается до необходимого входного. Антенна не требует специальных согласующих устройств.

Фидер по возможности пропускается внутри нижней штанги собирающей линии (см. рисунок). Оплетка подключается к нижней штанге, центральная жила – к верхней. Позади первого элемента на расстоянии λmax/8 на собирающей линии устанавливается короткозамыкающая перемычка.

Предлагаем, написанное одним из анонимов, небольшое Windows-приложение, которое осуществляет расчет логопериодической антенны. У приложения есть одна приятная фича – после создания модели в программе, все данные можно вывести в файл .

maa для дальнейшего моделирования в программе MMANA. Однако, в этом случае необходимо быть внимательным и проверять модели. Иногда программа выдает расстояние между осями трубок собирающей линии меньше чем диаметры трубок, что является нонсенсом.

В принципе MMANA малопригодна для расчета логопериодической антенны с низким волновым сопротивлением собирающей линии, подробнее об этом в обсуждении LPDA на нашем форуме.

Диаметры вибраторов при их укорочении также убывают в геометрической прогрессии, однако вполне допустимо использовать один диаметр. Ориентир – механическая прочность антенны.

Логопериодическая антенна ДМВ: характеристика, принцип работы, изготовление компактных моделей своими руками

Несмотря на то что кабельное и спутниковое телевидение развивается стремительными темпами, приём эфирного вещания по-прежнему остаётся актуальным.

Для их функционирования вовсе не обязательно покупать специализированное изделие, качественную логопериодическую антенну ДМВ можно собрать своими руками.

Сам процесс изготовления должен проходить в соответствии с элементарными требованиями и правилами, которые призваны уберечь мастера от серьёзных ошибок.

Каждый мастер знает, что практически весь объем телевизионного вещания происходит в диапазоне ДМВ.

Такая тенденция обусловлена экономической стороной, так как существенно упрощается антенно-фидерное хозяйство транслирующих станций, а также снижается потребность в регулярном высококвалифицированном обслуживании.

Помимо этого, многофункциональные телепередатчики покрывают своим мощным сигналом практически все населённые пункты, а хорошо развитая сеть обеспечивает подачу программы в самые отдалённые уголки страны.

Инновационные системы повлияли на то, что метод транслирования радиоволн в крупных городах существенно изменился.

На качественную антенну ДМВ дециметрового диапазона распространённые помехи влияют достаточно слабо, но вот многоэтажки из железобетона выступают в качестве специфических зеркал, которые в несколько раз преображают сигнал и даже вызывает его преждевременное затухание.

Несмотря на возможные сложности, в эфире присутствует множество разнообразных телевизионных программ, что не может не радовать конечного пользователя.

Отдельно стоит отметить тот факт, что специалисты разработали универсальное цифровое вещание. Сигнал DVB — T2 относится к особой категории. К помехам цифровое телевещание практически не чувствительно, но вот при фазовых искажениях или рассогласовании с кабелем, итоговая картинка может рассыпаться в маленькие квадратики даже при чистом сигнале.

Сложности выбора

Многие думают, что правильно выбрать антенну дециметрового диапазона достаточно просто, но на практике все обстоит иначе. Основные сложности связаны с тем, что тестировать такое изделие лучше всего в тех условиях, в которых оно будет эксплуатироваться. Это связано с тем, что для каждой местности характерно индивидуальное прохождение радиосигнала.

Специалисты утверждают, что в лабораторных условиях ТВ-антенны показывают одни результаты, а вот в быту — совсем другие. Среди опытных мастеров существует определённая схема, благодаря которой можно с точностью определить качество работы как метровых, так и дециметровых изделий.

Конечно, ни один продавец не согласится дать несколько моделей антенн для испытания их работоспособности в домашних условиях. В таком случае на помощь приходят те характеристики, которые указываются производителем в сопроводительной документации.

Что касается дециметровой антенны — она предназначена для диаграммной направленности. В качестве основных параметров выступают вспомогательные (боковые) лепестки, а также их ширина. Параметры диаграммы определяются как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости на уровне 0.

7 от максимального показателя.

Потребитель может протестировать различные конструкции приёмных устройств, но для этого им нужно создать равные условия:

• Тот кабель, который соединяет телевизор и антенну, должен отличаться одинаковым уровнем сопротивления и длиной. Желательно использовать один провод, менять можно только приёмники.
• Мастер должен выдерживать направление на основной источник транслируемого сигнала с высокой точностью. Для этого можно нанести метку на трубу крепления.
• Большую роль играет место монтажа антенны. Для этих целей может быть задействован балкон, крыша или же крыша. Главное, чтобы высота и место установки были идентичными для всех изделий.
• Все измерения должны фиксироваться при одинаковых погодных условиях.

Основные параметры

Как уличная, так и комнатная антенна ДМВ должна соответствовать ряду характеристик. Только высококачественное изделие сможет обеспечить конечного потребителя чётким ТВ-сигналом.

К тому же современные требования к телевизионным антеннам существенно изменились:

• Специалисты утверждают, что в большинстве случаев наиболее подходящим считается именно диапазонный тип изделия, все необходимые настройки должны сохраняться исключительно в автоматическом режиме. Всё должно зависеть исключительно от территории расположения, а не от инженерных ухищрений.
• Коэффициенты направленного и защитного действия не должны иметь определяющих значений. Такое правило возникло на фоне того, что в современном эфире присутствует много лишнего, из-за чего по боковому лепестку используемой диаграммы может пройти какая-либо помеха. Бороться с такими проблемами можно только с помощью электроники.
• Амплитудно-частотная характеристика должна быть более ровной и стабильной. Это правило основано на том, что резкие скачки и провалы непременно приведут к фазовым искажениям.
• Особую роль играет коэффициент усиления антенны. Опытные мастера хорошо знают, что изделие, которое может охватить весь эфир, даёт отличный запас мощности принятого ранее сигнала. Помимо этого, оборудование сможет устранить все сигналы и шумы.
• Приобретённая ТВ-антенна должна совмещаться с кабелем во всех его рабочих диапазонах без использования дополнительных агрегатов для симметрирования и согласования.

Функциональные возможности

Стандартная современная дециметровая антенна представлена в виде специфического набора высококачественных элементов: активной и пассивной установки, а также нескольких директоров, установленных на одну стрелу.

Активный элемент (вибратор) всегда отличается своей длиной, находится эта деталь в электромагнитном поле определённого радиосигнала, благодаря чему активно резонирует на частоте принимаемого сигнала.

В этом устройстве содержится специфическая электродвижущая сила (ЭДС).

Что касается пассивных элементов, на них воздействует электромагнитное поле, которое приводит к образованию (ЭДС). Благодаря этому они самостоятельно излучают вторичные электромагнитные поля.

Именно они наводят на активный элемент дополнительную электродвижущую силу.

Все размеры пассивных деталей и их расстояние до вибратора должны быть подобраны таким образом, чтобы наводимая ими ЭДС была в одной фазе с первичным электромагнитным фоном.

Чтобы рефлектор правильно функционировал, его длина должна быть больше вибратора на 15%. Такая антенна будет отличаться односторонней направленной диаграммой в горизонтальных и вертикальных плоскостях.

Благодаря этому мастеру удастся снизить уровень приёма отражённых сигналов и полей, которые всегда проходят с толстой стороны антенны.

Если устройство используется для работы на дальних расстояниях или в сложных условиях, где присутствует множество специфических помех, тогда нужно задействовать трехэлементную антенну. В состав такого изделия должен входить рефлектор, активный вибратор и минимум два директора.

Варианты самодельных антенн

Несмотря на то что современный рынок предлагает всем потребителям огромный ассортимент различных изделий для приёма ТВ-сигнала, многие мастера предпочитают изготавливать их своими руками.

Такая тенденция возникла на фоне того, что готовые самодельные антенны обладают всеми необходимыми эксплуатационными и техническими характеристиками.

Помимо этого, мастер существенно экономит свои финансовые сбережения.

Оригинальное изделие из медной проволоки.

В арсенале опытных мастеров присутствует качественный и в то же время очень простой вариант ТВ-антенны, для изготовления которого необходимо подготовить всего лишь кусок проволоки и паяльник. Речь идёт о рамочном петлевом изделии узкого диапазона.

У такой антенны есть весомое преимущество — она выступает в качестве мощного селективного фильтра, который снижает помехи. Благодаря этому устройство может получать качественный сигнал.

Чтобы не допустить распространённых ошибок, нужно правильно определить длину петли. Сделать это можно благодаря цифровым данным, которые для каждого региона индивидуальны. К примеру: в Питере трансляция происходит на частоте 666 и 586 МГц.

Но, в независимости от региона проживания, расчётная формула всегда одна и та же: lr = 300/f. Длина рабочей петли в метрах обозначается как lr, а вот средний частотный диапазон — это f.

Установить последнее значение для Санкт-Петербурга можно следующим образом (666+586)/2=626.

Когда все данные в наличии, можно смело определять оптимальную длину: lr 300/626 = 0.48, а это значит, что мастеру понадобится 48 сантиметров проволоки. Чтобы готовое изделие получилось более качественным и долговечным для его изготовления можно взять мощный кабель RG -6, где в оплётке присутствует специальная фольга.

Изготовление такой антенны должно соответствовать следующей схеме:

• Изначально, мастер должен отрезать кусок проволоки или же кабеля RG -6, длина которого должна полностью соответствовать полученным данным lr.
• Аккуратно сворачивается рабочая петля подходящего диаметра, а уже после этого к ней припаивается кабель, который идёт к ресиверу. Если же мастер решил использовать более прочный RG -6, то перед его использованием с обоих концов нужно снять изоляцию (примерно на 2 сантиметра). Стоит отметить, что центральную жилу нет необходимости очищать, так как она не используется в припаивании.
• Готовый приёмник устанавливается на специальную подставку.
• На сам кабель, который ведёт к ресиверу, накручивается специальный штекер (F -разъем).

Компактная модель

Несмотря на необычную конструкцию этой антенны, она вполне работоспособна, так как представлена в виде самой обычной диполи.

Огромное преимущество в том, что размеры стандартной пивной банки идеально подходят для плеч активного вибратора дециметрового диапазона.

Когда готовое изделие устанавливается в помещении, то мастеру вовсе не нужно согласовывать конструкцию с кабелем (если его длина не превышает двух метров).

Опытные мастера отмечают, что плечи столь экзотического диполя всегда нужно закреплять на держателе, который может быть изготовлен из любого изоляционного материала.

В этом случае домашние мастера часто используют различные подручные вещи (к примеру: перекладину от швабры, пластиковую вешалку для одежды, деревянный брусок). Расстояние между плечами должно составлять от 1 до 9 см (подбирается исключительно эмпирическим путём).

К основным преимуществам конструкции можно отнести скорость её изготовления — максимум 25 минут, а также отличное качество трансляций.

Универсальный ромбообразный приёмник сигнала

Это одна из самых простых, но в то же время долговечных и надёжных антенн, которая была очень востребована в эпоху создания эфирного телевещания. Само устройство представлено в виде упрощённой модели классического зигзага.

Специалистами было установлено, что для увеличения чувствительности, агрегат необходимо доукомплектовывать ёмкостными вставками, а также мощным рефлектором. Если же уровень приёма находится на высоком уровне, то оснащать изделие дополнительными элементами вовсе не нужно.

В качестве основного материала можно смело использовать латунные, алюминиевые или же медные трубки/полосы шириной 15 миллиметров. Если мастер будет устанавливать готовую конструкцию на улице, то от алюминиевых изделий лучше отказаться, так как они больше всего подвержены негативному воздействию коррозии.

Специальные ёмкостные вставки изготавливаются из прочной жести, обычной фольги или же металлической сетки. После установки, они обязательно пропаиваются по всему контуру.

Профессиональная укладка кабеля тоже имеет свои нюансы: провод не должен иметь каких-либо изгибов, а также он не должен покидать пределов боковой вставки.

Сделать самостоятельно качественную логопериодическую антенну ДМВ не так уж и сложно, главное, придерживаться элементарных рекомендаций специалистов. Тем более что установка готовой конструкций может происходить как в доме, так и на крыше. Но, важно помнить, что чем выше расположена антенна, тем лучше будет качество принимаемого сигнала.

Логопериодическая антенна

Настоящее изобретение относится к радиотехнической промышленности, точнее к приемно-передающей антенной технике, а более конкретно к логопериодической антенне, предназначенной для приема сигналов в системах радиосвязи и телевидения.

Известна логопериодическая антенна (Онищенко И.П. “Приемные антенны”, 1989 г., Москва, Изд. ДОСААФ СССР, стр. 72-76), содержащая две периодические структуры, являющиеся антенными полуполотнами, которые размещены в двух плоскостях под острым углом относительно друг друга.

Каждое из антенных полуполотен сформировано вибраторами различной длины от 1 min до 1 max, изменяющейся по логопериодическому закону, при этом вибратор, имеющий самую малую длину 1 min, обращен к источнику сигнала.

Вибраторы имеют треугольную зубчатую форму, изготовлены из тонкостенных труб или из медной проволоки и привариваются или припаиваются к двум несущим трубчатым элементам, диаметр каждого из которых обычно равен 30-40 мм.

Верхняя и нижняя структуры производятся одинаковыми и крепятся на деревянной мачте повернутыми на 180° одна относительно другой.

Размеры вибраторов обычно выбираются в пределах 1 min = λ min/ 2 (около 300 мм), 1 max = λ mах/2 (около 1400 мм), где λ min, λ max – значения длины волны принимаемого сигнала на границах метрового ТВ диапазона. Эта логопериодическая антенна присоединяется с телевизору с помощью коаксиального кабеля, раположенного внутри нижнего несущего трубчатого элемента.

Известна логопериодическая антенна (Карл Ротхаммель “Антенны”, 2001, Минск, Изд. “ Наш город”, том 2, стр.

158 – 161), принятая за прототип предлагаемого изобретения, содержащая ряд вибраторов различной длины от 1 min

Вибратор может иметь треугольную зубчатую форму, а угол между сторонами зубца вибратора, одинаковыми по длине, равен β.

Соседние вибраторы в антенных полуполотнах этой логопериодической антенны соединены по концам между собой и закрепленены на двух несущих трубчатых элементах зубцами в разные стороны с возможностью формирования антенных полуполотен в двух плоскостях.

При выполнении У-образной компоновки две структуры, то есть антенные полуполотна, сформированные несущими элементами с вибраторами, устанавливают в двух плоскостях, расположенных под углом ψ раскрыва, обычно равным 45°, и закрепляют на деревянной мачте. К клеммам питания в вершине угла раскрыва подключен симметричный фидер, выполняющий функцию кабеля передачи сигнала. Антенные полуполотна изолируются между собой с помощью деревянной распорки, установленной между антенными полуполотнами в их средней части, и дополнительной распорки, установленной между самыми длинными вибраторами антенных полуполотен.

Однако описанная конструкция этой логопериодической антенны имеет симметричное входное сопротивление 100-120 Ом, поэтому для хорошего согласования с широко используемыми несимметричными кабелями требуется специальное симметрирующее устройство.

Каждое антенное полуполотно является самостоятельным конструктивным элементом, и для сборки антенны необходимо наличие дополнительных крепежных элементов к мачте, распорке, месту присоединения фидера.

Кроме того, несущие трубчатые элементы, на которых закрепляются полуполотна, изготовлены из изолятора, что противоречит обязательному требованию соединения всех элементов антенны с системой молниезащиты (ГОСТ Р 51269-99 “Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ”.)

Угол ψ раскрыва этой логопериодической антенны равен 45°, что делает антенну достаточно громоздкой, так, например, длина распорки, установленной между максимально длинными вибраторами антенных полуполотен, около 1800 мм, что создает трудности при установке и обслуживании антенны.

Сокращение угла ψ раскрыва с целью сокращения габаритов этой известной логопериодической антенны приводит, однако, к уменьшению коэффициента усиления и снижению его равномерности в границах рабочего диапазона, но, несмотря на все описанные выше недостатки, следует заметить, что зубчатая конфигурация вибраторов минимизирует реактивную и нормализует активную составляющую волнового сопротивления во всей полосе рабочих частот, а это в свою очередь улучшает согласование элементов логопериодической антенны с кабелем (фидером) и повышает эффективность системы антенна-кабель. По этой причине авторы предлагаемого изобретения выбрали в качестве прототипа указанное выше техническое решение.

Следует заметить, что наиболее перспективным с точки зрения развития вещания является дециметровый волновой (ДМВ) диапазон, так как в нем еще существует свободное поле для передачи сигнала, но здесь происходит сильное затухание электромагнитной волны, а следовательно, сигнала. Вот поэтому именно в ДМВ диапазоне и проводятся основные теоретические исследования и осуществляются поиски необходимых технически решений.

В процессе создания предлагаемого изобретения его авторами были проведены теоретические исследования, сопровождаемые рассчетами на компьютере с помощью программы MMANA, на основании которых базировался сравнительный анализ двух вариантов виртуальных изменений габаритов и конструкций, необходимых для работы в ДМВ телевизионном (ТВ) диапазоне и относящихся, соответственно, к конструкции известной логопериодической антенны (прототипа) и к конструкции новой логопериодической антенны (предлагаемое изобретение. В первом варианте габариты конструкции прототипа теоретически были уменьшены до масштабов логопериодической антенны предлагаемого изобретения, работающей в ДМВ диапазоне, а во втором варианте, напротив, были теоретически увеличены габариты логопериодической антенны заявителей до масштабов логопериодической антенны-прототипа, которая работает в метровом волновом (MB) диапазоне, что проводилось с целью проверки возможности получения необходимых электрических параметров логопериодической антенны во всем рабочем диапазоне частот, включающем MB и ДМВ ТВ диапазоны.

В результате было установлено, что сокращение угла ψ раскрыва, длины вибраторов и несущих трубчатых элементов у логопериодической антенны-прототипа с целью уменьшения ее габаритов приводит к ухудшению электрических параметров логопериодической антенны, а именно к уменьшению коэффициента усиления и снижению его равномерности в границах ДМВ диапазона, а также к уменьшению коэффициента защитного действия (КЗД) и к недопустимому (более 2) увеличению коэффициента стоячей волны (КСВ) в рабочем диапазоне частот.

В основу настоящего изобретения положена задача создания логопериодической антенны такой конструкции, которая позволяла бы повысить коэффициент усиления логопериодической антенны и коэффициент защитного действия при работе на стандартную нагрузку 50, 75 Ом, а также расширить полосу рабочих частот, сохранить прежнюю величину коэффициента стоячей волны (КСВ) при сокращении габаритов самой логопериодической антенны, уменьшении количества конструктивных элементов и обеспечении возможности подключения нагрузки несимметрично.

Поставленная задача решается тем, что в логопериодической антенне, предназначенной для приема сигналов, содержащей два антенных полуполотна, лежащих в двух плоскостях и сформированных рядами из n (n – натуральное целое число) вибраторов зубчатой формы, имеющих длину, увеличивающуюся по логопериодическому закону от первого вибратора длиной от 1 min до n-го вибратора длиной 1 max, закрепленных своими концами на несущих трубчатых элементах, в одном из которых размещен кабель передачи сигнала на приемник сигнала, причем угол между сторонами зубца каждого из вибраторов от второго до (n-1)-гo равен β, согласно изобретению, антенные полуполотна лежат в параллельных плоскостях, угол β’ между сторонами зубца первого вибратора выбирают из соотношения β’=β/2, угол β’’ между сторонами зубца n-го вибратора выбирают из соотношения β’’

Логопериодическая антенна

Логопериодическая антенна – широкополосная направленная антенна, работающая в десятикратном и более широком диапазоне волн. По коэффициенту усилении антенна эквивалентна трех-четырехэлементной антенне «волновой канал». Может быть использована для приема сигналов многопрограммных телецентров при любых сочетаниях каналов метровых и дециметровых волн (каналы 1—41).

Один из простых вариантов антенны показан на рис.1. Антенна состоит из ряда параллельных вибраторов, подключенных к двухпроводной линии с последовательной переполюсовкой точек питания вибраторов.

Длины вибраторов и расстояния между ними убывают в геометрической прогрессии в направлении к точкам подключения фидера.

Позади самого длинного вибратора устанавливают короткозамыкающую перемычку, улучшающую согласование антенны с фидером и обеспечивающую симметрирование.

Кабель пропускают внутри одной из трубок двухпроводной линии и припаивают со стороны самого короткого вибратора, как показано на рис.1.

Характеристики антенны зависят от знаменателя геометрической прогрессии т, характеризующего скорость убывания длин вибраторов и расстояний между ними, и угла ф при вершине треугольника, в который вписаны вибраторы.

Чем ближе т к единице и чем меньше ф, тем больше коэффициент усиления антенны, однако при этом возрастают ее габариты и масса.

На практике принимают обычно т =0,8—0,9 и ф=30—40°, что позволяет получить достаточно высокий коэффициент усиления при относительно небольших габаритах и массе.

При выбранных т и ф размеры антенны можно определить графически исходя из Lmax и Lmin — максимальной и минимальной длин волн рабочей полосы частот.

Сначала следует определить длину l1 первого (наибольшего) вибратора, которая должна составлять 0,55 Lmax, после чего начертить равнобедренный треугольник с основанием, равным длине первого вибратора в уменьшенном масштабе (например, 1 : 20 или 1 : 50), и выбранным углом ф при вершине.

В дальнейшем все построения и расчеты следует выполнять с учетом этого же масштаба. Второй вибратор располагают на расстоянии d1 = (0,15—0,18) Lmax. Длина его l2 равна длине отрезка прямой, проведенной параллельно основанию на расстоянии ri,.

Третий вибратор располагают на расстоянии d2=d1т от второго, а длина его l3 равна длине отрезка прямой, проведенной на этом расстоянии от второго вибратора. Аналогично определяется длина четвертого вибратора, расположенного на расстоянии d3=d2т от третьего, и т. д. Последним является вибратор, длина которого будет меньше 0,45 Lmin.

На рис.2,а показаны размеры антенны на каналы 1—12, на рис.2,б — на каналы 1—5, на рис.2,в — на каналы 6—12. Пользуясь описанной методикой, можно рассчитать антенну на каналы 1—41, а также для другой требуемой полосы частот.

Коэффициент усиления антенны 6—7 дБ, уровень побочных лепестков—от —12 до —14 дБ, КБВ — более 0,5. Диаметр трубок двухпроводной линии 22 мм, расстояние между центрами 32 мм, диаметр вибраторов 12— 14 мм. Кабель снижения — с волновым сопротивлением 75 Ом.

Справочник радиолюбителя-конструктора

Дополнение от Николая Большакова

Лично мною было собрано несколько подобных антенн для дециметрового диапазона телевидения. В качестве материала были ипользованы отрезки медной проволоки диаметром 0,8 – 1,5 мм и две пластинки из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Вибраторы из проволоки припаиваются к пластинам. Конструкция получается очень простой и легко повторяемой.

Размеры антенны для диапазона 400-850 МГц приведены на рисунке ниже. На пластинки размером 25х220 мм припаиваете вибраторы из проволоки (обе части совершенно одинаковые), нижняя половинка поворачивается на 180 градусов относительно оси. Обе пластины соединяете через втулки (5-10 мм) винтами через отверстия на концах пластин. Винты должны быть изолированы от фольги.

Кабель расположен между пластинами.

Размеры антенны для диапазона 850-950 МГЦ (радиотелефоны)

Номерэлемента
Общая длинавибраторов, мм
Расстояние отпредыдущегоэлемента, мм
Расстояние отконца бума, мм

5
176

44

4
141
51
95

3
113
40
135

2
90
32
168

1
72
26
194

Теоретически параметры: Коэффициент усиления – 8,3 Дб,

Волновое сопротивление – 60 Ом.

Сюжеты Антенны

Новая страница 1

Направленные свойства и основные характеристики большинства антенн изменяются при изменении частоты и длины волны принимаемого сигнала.

Если антенной принимается сигнал не того канала, на который рассчитаны размеры антенны, у узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, ухудшаются КБВ и КЗД, искажается форма диаграммы направленности, порой направление ее главного лепестка отклоняется от геометрической оси антенны.

Широкополосные антенны отличаются от узкополосных тем, что изменения их характеристик оказываются значительно меньше и носят монотонный характер в широком диапазоне частот.

Одним из типов антенн, обладающих практически неизменной формой диаграммы направленности и постоянными характеристиками в широком диапазоне частот, являются антенны с логарифмической периодичностью структуры, которые сокращенно называются логопериодическими — ЛПА.

Эти антенны отличаются очень широким рабочим диапазоном частот: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной оказывается больше десяти.

Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается неизменным.

Внешний вид антенны с логарифмической периодичностью параметров показан на рис. 4.21, а.

Полотно антенны образовано собирательной линией в виде двух труб, расположенных одна над другой, к которым поочередно крепятся плечи вибраторов так, что левое плечо одного вибратора крепится к верхней трубе собирательной линии, а правое плечо того же вибратора — к нижней.

V следующего вибратора, наоборот, левое плечо крепится к нижней трубе, а правое — к верхней. Схематически такая антенна показана на рис. 4.21, б, где сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штрихо­вой линией — соединенные с нижней трубой.

Рабочая полоса частот антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора, а со стороны наименьших длин волн — от размеров наиболее короткого вибратора. Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине а и основанием, равным наибольшему вибратору.

Антенна ориентируется в пространстве так, чтобы вершина треугольника была направлена на передатчик. Для логарифмической структуры полотна антенны должно соблюдаться одинаковое соотношение между длинами соседних вибраторов и между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры t:

В2/В1=ВЗ/В2=…=А2/А1=АЗ/А2=…=t

а)

б)

Рис. 4.21. Логопериодическая антенна

Таким образом, размеры вибраторов и их расстояния от вершины треугольника уменьшаются по закону убывающей геометрической прогрессии со знаменателем, равным t. Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника.

Чем меньше угол (и чем больше период структуры t (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается количество вибраторов структуры и длина антенны, растут габариты и масса антенны.

Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Наиболее часто угол а выбирается в пределах от 30 до 60°, а период структуры t— от 0,7 до 0,9.

Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. 4.21, а, производится без специального симметрирующего и согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы со стороны заднего конца А и выходит у переднего конца Б.

Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила кабеля — к концу верхней трубы. В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала.

Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько соединенных вместе антенн “Волновой канал”, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор. На каждой длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны.

Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны “Волновой канал” с таким же количеством элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

В связи с тем что в последние годы получило очень широкое развитие многопрограммное телевизионное вещание, возрастает необходимость использования широкодиапазонных антенн, способных перекрывать диапазоны метровых и дециметровых волн.

Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических антенн, для достижения широкодиапазонности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны — подобно тому как в широкополосных усилителях высокой частоты расширение полосы пропускания достигается взаимной расстрой­кой контуров. Как для широкополосных усилителей, так и для широкодиапазонных антенн можно считать общим принципом следующий: для данной конструкции антенны является постоянным произведение коэффициента усиления антенны на полосу ее пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

В радиолюбительской литературе приводилось много различных вариантов ЛПА. Здесь можно предложить конструкцию логопе-риодической антенны, содержащей 10 вибраторов и рассчитанной на работу в диапазоне 12-метровых каналов, размеры которой сведены в таблицу 4.14.

Таблица 4.14. Размеры 12-канальной логопериодической антенны

В таблице приводится длина каждого вибратора В согласно рис. 4.21, б. Так как при изготовлении антенны вершина треугольника, от которой отсчитываются расстояния до вибраторов, недоступна, в таблице приводятся расстояния от данного вибратора до следующего — а.

Собирательная линия образована двумя трубами диаметром 30 мм при расстоянии между осевыми линиями труб 45 мм. Антенна содержит 10 вибраторов (20 плеч), которые выпол­нены из трубок диаметром 8…15 мм.

Расчет антенны выполнен исходя из значений угла при вершине описанного треугольника ос=45° и периода структуры t=0,84.

Расчетный коэффициент усиления антенны составляет 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе этой антенны в 2 раза по сравнению с полуволновым вибратором. Коэффициент усиления практически не изменя­ется по диапазону.

Длина труб собирательной линии составляет 2900 мм. Трубы выступают за точки установки самых коротких полувибраторов примерно на 30 мм.

Для обеспечения параллельности труб собирательной линии и их стяжки используются три пары брусков из оргстекла высотой 120 мм, шириной 50 мм и толщиной 25 мм, в которых делаются полуцилиндрические проточки глубиной 14 мм на расстоя­нии, соответствующем расстоянию между трубами.

Каждая пара брусков стягивается винтами с гайками. Средняя пара этих брусков устанавливается в центре тяжести антенны и крепится к мачте.

Еще одна, самая простая логопериодическая антенна, которую можно изготовить из подручных материалов буквально за полчаса, показана на рис. 4.22. Несущей конструкцией антенны является треугольник, собранный из деревянных брусков с поперечным сечением 15×15 мм.

Бруски скрепляются между собой при помощи треугольных фанерных косынок, прибитых к брускам с одной стороны треугольника гвоздиками. С другой стороны в бруски 1 и 2 нужно вбить гвоздики на расстояниях от точки А, показанных на рисунке.

Полотно антенны образовано двумя кусками медного провода 6 диаметром 1,0… 1,5 мм. Один кусок провода прокладывается прямо вдоль бруска 4 до точки А, а второй огибает гвоздики, приобретая зигзагообразную форму, и припаивается к прямому проводу в точке А и на всех пересечениях с ним.

К вершине треугольника двумя гвоздиками прибивается диск 5 диаметром 50 мм, вырезанный из белой жести от консервной банки. В центре этого диска делается маленкое отвер­стие. Антенна крепится к мачте из дерева или металла в центре тя­жести.

Полотно антенны располагается на верхней поверхности треугольника, должно лежать в горизонтальной плоскости и быть на­правлено вершиной треугольника на телевизионный передатчик.

Рис. 4.22. Проволочная логопериодическая антенна

Фидер из 75-омного коаксиального кабеля поднимается по мачте и должен подходить к середине бруска 3. Далее он прокладывается вдоль бруска 4 по его нижней поверхности и подвязывается к нему в нескольких местах капроновой леской. В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А, а центральная жила вставляется в центральное отверстие диска и припаивается к нему.

Антенна может использоваться в качестве комнатной или наружной. В квартире вместо мачты применяется вертикальная стойка из металлической или пластмассовой трубки либо деревянная рейка на тяжелой подставке. Для наружной антенны деревянный треуголь­ник нужно проолифить и прокрасить масляной краской, а узел в вершине треугольника после припайки кабеля герметизировать.

Антенна рассчитана на прием телевизионных передач в дециметровом диапазоне с 24-го по 51-й канал. На равнинной местности такая наружная антенна обеспечивает уверенный прием на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих передачи Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения.

Антенна приведенной выше конструкции является плоской. Существуют также объемные конструкции логопериодических антенн, которые характеризуются тем, что трубы собирательной линии не параллельны, а разведены под некоторым углом в вертикальной плоскости.

Если рассмотренная выше логопериодическая антенна окажется недостаточно эффективной, ее можно усложнить, добавив к ней еще одну такую же антенну, как показано на рис. 4.23. Оба треугольные каркаса — верхний 1 и нижний 2 — крепятся к мачте под углом 60° при сходящихся вершинах треугольников.

Проволочное полотно верхней антенны должно располагаться сверху, а нижней антенны — снизу. Телевизионный кабель 4 поднимается по мачте к концу прямого провода полотна нижней антенны 3, прокладывается по среднему бруску каркаса рядом с прямым проводом и в нескольких точках подвязывается к бруску капроновой леской.

В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А нижней антенны, а центральная жила — к точке А верхней антенны. В этой конструкции жестяные диски в вершинах треугольных каркасов не устанавливаются.

Рис. 4.23. Сдвоенная логопериодическая антенна

На равнинной местности такая антенна может обеспечить уверенный прием телевизионных передач на расстоянии до 50 км от телецентра.

Поскольку в условиях слабого сигнала желательно располагать антенну повыше над поверхностью Земли, это приводит к увеличению длины фидера и к соответствующему ослаблению сигнала.

Поэтому желательно использовать телевизионный кабель, обладающий небольшим погонным затуханием, например марки РК75-9-13. Если марка телевизионного 75-омного кабеля не известна, следует выбрать наиболее толстый кабель из имеющихся.

Выпускаются и промышленные логопериодические антенны. Белорусским заводом “Изотрон”, входящим в НПО “Интеграл”, выпускается 37-злементная наружная логопериодическая антенна АТЛПД-37/21-60.

Антенна предназначена для приема телевизионных сигналов в дециметровом диапазоне в пределах 21…60-го каналов.

Средний по диапазону коэффициент усиления антенны составляет не менее 10 дБ, габариты — 820x352x90 мм, масса не более 1,5 кг.

Логопериодическая антенна – широкополосная направленная антенна, работающая в десятикратном и более широком диапазоне волн. По коэффициенту усилении антенна эквивалентна трех-четырехэлементной антенне «волновой канал».

Может быть использована для приема сигналов многопрограммных телецентров при любых сочетаниях каналов метровых и дециметровых волн (каналы 1—41).

Один из простых вариантов антенны показан на рис.1.

Антенна состоит из ряда параллельных вибраторов, подключенных к двухпроводной линии с последовательной переполюсовкой точек питания вибраторов. Длины вибраторов и расстояния между ними убывают в геометрической прогрессии в направлении к точкам подключения фидера.

Позади самого длинного вибратора устанавливают короткозамыкающую перемычку, улучшающую согласование антенны с фидером и обеспечивающую симметрирование.

Кабель пропускают внутри одной из трубок двухпроводной линии и припаивают со стороны самого короткого вибратора, как показано на рис.1.

Характеристики антенны зависят от знаменателя геометрической прогрессии т, характеризующего скорость убывания длин вибраторов и расстояний между ними, и угла ф при вершине треугольника, в который вписаны вибраторы.

Чем ближе т к единице и чем меньше ф, тем больше коэффициент усиления антенны, однако при этом возрастают ее габариты и масса.

На практике принимают обычно т =0,8—0,9 и ф=30—40°, что позволяет получить достаточно высокий коэффициент усиления при относительно небольших габаритах и массе.

При выбранных т и ф размеры антенны можно определить графически исходя из Lmax и Lmin — максимальной и минимальной длин волн рабочей полосы частот.

Сначала следует определить длину l1 первого (наибольшего) вибратора, которая должна составлять 0,55 Lmax, после чего начертить равнобедренный треугольник с основанием, равным длине первого вибратора в уменьшенном масштабе (например, 1 : 20 или 1 : 50), и выбранным углом ф при вершине.

В дальнейшем все построения и расчеты следует выполнять с учетом этого же масштаба. Второй вибратор располагают на расстоянии d1 = (0,15—0,18) Lmax. Длина его l2 равна длине отрезка прямой, проведенной параллельно основанию на расстоянии ri,.

Третий вибратор располагают на расстоянии d2=d1т от второго, а длина его l3 равна длине отрезка прямой, проведенной на этом расстоянии от второго вибратора. Аналогично определяется длина четвертого вибратора, расположенного на расстоянии d3=d2т от третьего, и т. д. Последним является вибратор, длина которого будет меньше 0,45 Lmin.

На рис.2,а показаны размеры антенны на каналы 1—12, на рис.2,б — на каналы 1—5, на рис.2,в — на каналы 6—12. Пользуясь описанной методикой, можно рассчитать антенну на каналы 1—41, а также для другой требуемой полосы частот.

Коэффициент усиления антенны 6—7 дБ, уровень побочных лепестков—от —12 до —14 дБ, КБВ — более 0,5. Диаметр трубок двухпроводной линии 22 мм, расстояние между центрами 32 мм, диаметр вибраторов 12— 14 мм. Кабель снижения — с волновым сопротивлением 75 Ом.

Размеры антенны для диапазона 850-950 МГЦ (радиотелефоны)

Номер
элемента
Общая длина
вибраторов, мм
Расстояние от предыдущего

элемента, мм

Расстояние от
конца бума, мм

5
176

44

4
141
51
95

3
113
40
135

2
90
32
168

1
72
26
194

Теоретически параметры: Коэффициент усиления – 8,3 Дб,

Волновое сопротивление – 60 Ом.

Логопериодическая антенна своими руками — Chip Stock

Каталог радиолюбительских схем

Логопериодическая антенна

Логопериодическая антенна – широкополосная направленная антенна, работающая в десятикратном и более широком диапазоне волн. По коэффициенту усилении антенна эквивалентна трех-четырехэлементной антенне «волновой канал». Может быть использована для приема сигналов многопрограммных телецентров при любых сочетаниях каналов метровых и дециметровых волн (каналы 1—41).

Один из простых вариантов антенны показан на рис.1. Антенна состоит из ряда параллельных вибраторов, подключенных к двухпроводной линии с последовательной переполюсовкой точек питания вибраторов.

Длины вибраторов и расстояния между ними убывают в геометрической прогрессии в направлении к точкам подключения фидера.

Обратите внимание

Позади самого длинного вибратора устанавливают короткозамыкающую перемычку, улучшающую согласование антенны с фидером и обеспечивающую симметрирование.

Кабель пропускают внутри одной из трубок двухпроводной линии и припаивают со стороны самого короткого вибратора, как показано на рис.1.

Характеристики антенны зависят от знаменателя геометрической прогрессии т, характеризующего скорость убывания длин вибраторов и расстояний между ними, и угла ф при вершине треугольника, в который вписаны вибраторы.

Чем ближе т к единице и чем меньше ф, тем больше коэффициент усиления антенны, однако при этом возрастают ее габариты и масса. На практике принимают обычно т =0,8—0,9 и ф=30—40°, что позволяет получить достаточно высокий коэффициент усиления при относительно небольших габаритах и массе.

При выбранных т и ф размеры антенны можно определить графически исходя из Lmax и Lmin — максимальной и минимальной длин волн рабочей полосы частот.

Сначала следует определить длину l1 первого (наибольшего) вибратора, которая должна составлять 0,55 Lmax, после чего начертить равнобедренный треугольник с основанием, равным длине первого вибратора в уменьшенном масштабе (например, 1 : 20 или 1 : 50), и выбранным углом ф при вершине. В дальнейшем все построения и расчеты следует выполнять с учетом этого же масштаба. Второй вибратор располагают на расстоянии d1 = (0,15—0,18) Lmax. Длина его l2 равна длине отрезка прямой, проведенной параллельно основанию на расстоянии ri,.

Третий вибратор располагают на расстоянии d2=d1т от второго, а длина его l3 равна длине отрезка прямой, проведенной на этом расстоянии от второго вибратора. Аналогично определяется длина четвертого вибратора, расположенного на расстоянии d3=d2т от третьего, и т. д. Последним является вибратор, длина которого будет меньше 0,45 Lmin.

На рис.2,а показаны размеры антенны на каналы 1—12, на рис.2,б — на каналы 1—5, на рис.2,в — на каналы 6—12. Пользуясь описанной методикой, можно рассчитать антенну на каналы 1—41, а также для другой требуемой полосы частот.

Важно

Коэффициент усиления антенны 6—7 дБ, уровень побочных лепестков—от —12 до —14 дБ, КБВ — более 0,5.

Диаметр трубок двухпроводной линии 22 мм, расстояние между центрами 32 мм, диаметр вибраторов 12— 14 мм. Кабель снижения — с волновым сопротивлением 75 Ом.

Справочник радиолюбителя-конструктора

Дополнение от Николая Большакова

Лично мною было собрано несколько подобных антенн для дециметрового диапазона телевидения.

В качестве материала были ипользованы отрезки медной проволоки диаметром 0,8 – 1,5 мм и две пластинки из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Вибраторы из проволоки припаиваются к пластинам. Конструкция получается очень простой и легко повторяемой. Размеры антенны для диапазона 400-850 МГц приведены на рисунке ниже.

На пластинки размером 25х220 мм припаиваете вибраторы из проволоки (обе части совершенно одинаковые), нижняя половинка поворачивается на 180 градусов относительно оси. Обе пластины соединяете через втулки (5-10 мм) винтами через отверстия на концах пластин. Винты должны быть изолированы от фольги. Кабель расположен между пластинами.

Размеры антенны для диапазона 850-950 МГЦ (радиотелефоны)

Теоретически параметры:Коэффициент усиления – 8,3 Дб,

Волновое сопротивление – 60 Ом.

Источник: http://irls.narod.ru/ant/ant20.htm

Логопериодическая антенна своими руками: конструкция и работа

Собираемся рассказать, как сделать логопериодическую антенну. Логопериодические антенны относятся к числу частотно-независимых. Агрегаты работают в широком диапазоне, перекрывая спектр вещания. Напоминают внешним видом антенны типа волновой канал, только директоры переменной длины, подчиняющейся логарифмическому закону.

Впервые идея предложена в 1957 году статьей Избелла, Дюамеля. В обыденности известно три вида устройств, читатели наверняка видели один – выложенный прилавками магазинов. Логопериодическая антенна изготавливается своими руками. Размеры вызнайте, понимайте имеющее важность, осознавайте возможности поблажку дать выдерживанию точности.

Редко встретим явление: самодельная логопериодическая антенна. Конструкция… логопериодические антенны трех типов:

1. Плоские. Напоминают непонятный круг, вырезаны беспорядочно (на первый взгляд) дорожки, секторы. Получается невиданная комбинация мишени, с кольцами поршней двигателя внутреннего сгорания, непонятно чем… В результате штуковина принимает-излучает волны.
2. Пространственная логопериодическая антенна страшная внешним видом.

   Навевает ассоциации фантастического фильма: космические флагманы увешаны похожими штуковинами. Не исключено, режиссеры равнялись сабжектом. Выглядит просто фантастично, работает реально.

3. Плоские однонаправленные логопериодические антенны то, что видим в магазинах. Торчащий вперед длинный стержень, по обеим сторонам усеянный, словно усами, поперечинами различной длины.

   Выглядит более упорядоченно, пониманию недостижимо.

Ошибочно думать, будто логопериодические антенны годятся ловить лишь телевидение. Дело в другом: конструкция изделий сложна, первые методики предлагали номограммы, руководствуясь которыми, мастерам-самоучкам много раз приходилось переделывать. Первые логопериодические антенны сложно настраивались.

Вот почему интерес так и не развился до последнего времени, хотя известны свыше половины века. Конструкции для GSM, WiFi, других протоколов СВЧ имеются, давно предложены, неизвестны толком.

Отказываетесь верить, попробуйте найти в интернете информацию, соотнесите результаты по биквадрату Харченко, сразу поймете ситуацию.

Решение задачи математически сталкивается напрямую с сонмом интегральных уравнений, по зубам редкостным ботаникам.

Наиболее осведомленные авторы считают: разумно пользоваться просто готовыми конструкциями, самостоятельно разрабатывать, больше методом научного тыка.

Понятно, первую задачу на бумаге решать утомительно, люди опытные рекомендуют попросту использовать различные языки программирования. Лучше всего подходят MathCAD и С++.

Конструкция логопериодической антенны поражает сложностью. Попробуем описать устройство. Начнем упрощенно, избегая запутать читателей.

• Стержень напоминает траверсу волнового канала, дает раздельное питание левым и правым вибраторам. Находятся симметрично в противофазе.
• Причем попеременно левый-правый ряд вибраторов меняются несущей (две, близко расположенные и параллельные). Например, первый левый вибратор принадлежит верхней несущей, первый правый – нижней. Со вторыми наоборот. Левый теперь находится на нижней, правый, – на верхней.
• Количество вибраторов зависит от конструктива, длина самых больших (вмещены задней частью) составляет (в сумме левый и правый) половину длины волны крайней нижней частоты диапазона.
• Питание подводится к передней части. Допустимо сделать проводом, проложенным внутри несущей, либо сразу присоединить симметричную линию к вершине. По первому случаю поясним: коаксиальный кабель ложится внутри одной направляющей, причем одной частью линии послужит направляющая. При выходе из носика центральная жила замыкается на вторую несущую. Получается, двухпроводная линия играет роль четвертьволнового симметрирующего трансформатора.
• Закорачивание линии сделано позади самого длинного вибратора на расстоянии восьмой части длины волны нижней частоты диапазона. По отдельным сведениям, сделано из соображений согласования. Кстати, метод хорош тем, что вибраторы получаются замкнутыми на землю, следовательно, при ударе молнии первой сгорит оплетка кабеля (при отсутствии громоотвода).

Согласно теории, в логопериодической антенне постоянно имеется некая активная область, образованная вибраторами, где уровень тока выше 10 дБ. Частота начинает уменьшаться, зона перемещается в сторону вибраторов подлиннее. Повышение провоцирует обратный процесс. Немногие элементы линии работают равноценно. Некоторые отдыхают.

Получается феноменальная широкополосность. Особенностью линии является то, что волна сначала доходит до вибраторов, имеющих размер, отличающийся от резонансного (меньший). По мере продвижения сигнала к «идеальному» вибратору часть мощности рассеивается.

Удается укоротить самый длинный излучатель, снижая габариты логопериодической антенны.

Совет

Итак, читателям представляем простую вещь: дельной, простой методики расчета сегодня не придумано, любители покопаться в интегралах приглашаются к изданию Логопериодические вибраторные антенны 2005 года выпуска: подробно обмусоливаются тонкости. Несколько разделов посвящается программированию. Избегаем копать тонкости MathCAD, приводить расчет логопериодической антенны, предпочитаем С++, выводы покажем, чтобы читатели могли заняться проектированием:

1. Диапазон работы антенны 470 — 790 МГц.
2. Количество вибраторов 9 штук на сторону.
3. Коэффициент геометрической прогрессии 0,895.
4. Расстояние между вибраторами 0,17 метра.
5. Входное сопротивление 75 Ом.
6. Волновое сопротивление фидерной линии 97,143 Ом.
7. Диаметр проводников фидерной линии 8 мм.
8. Расстояние между проводниками (несущими) 10,768 мм.
9. Расстояние от самого длинного вибратора до замыкания линии 72,556 мм.

Поясняем по поводу данных: длина самого длинного вибратора (левый + правый суммарно) должна быть равна половине длины волны самой низкой частоты (теория). Найдем параметр. Длину волны вычисляем по формуле, используемой со школьной скамьи 299792458 / 470000000 = 637,85 мм.

Делим на четыре, пытаясь найти длину одного (левого, правого) вибратора, получаем 159,5 мм. Каждый последующий вибратор находите, домножая число коэффициентом из данных. Все концами лежат на линии, проведенной из некоего воображаемого центра, расположенного вдоль оси антенны, впереди.

Расстояния домножаются коэффициентом. Начальное составляет 17 см.

Как объясняет автор идеи, в расчете по формулам выходили разные толщины вибраторов, некоторые не получали порции энергии в ходе работы (говорилось выше), по мере создания ДМВ логопериодической антенны, было решено проволоку взять толщиной 6 мм, расстояния, длины вышли следующие:

1. Расстояние 0 мм, длина 145,1 мм.
2. Расстояние 98,7 мм, длина 128,4 мм.
3. Расстояние 186 мм, длина 113,6 мм.
4. Расстояние 263,3 мм, длина 100,5 мм.
5. Расстояние 331,7 мм, длина 89 мм.
6. Расстояние 392,2 мм, длина 78,78 мм.
7. Расстояние 445,8 мм, длина 69,7 мм.
8. Расстояние 493,2 мм, длина 61,7 мм.
9. Расстояние 535,2 мм, длина 54,6 мм.

Настраивается антенна изменением расстояния меж несущими. Варьируется удаление короткого замыкания линии от самого длинного вибратора. Берите размеры табличные, автор лучше знал, наверняка учел расстояния меж несущими и прочее.

Рассматриваемая логопериодическая антенна отлично подходит цифровому мультиплексу, причем захватит все, подробнее сверяйтесь с Википедией. Для работы на прием телевидения следует расположить конструкцию, чтобы вибраторы находились в горизонтальной плоскости.

В большом городе луч может прийти вовсе не с направления вышки, также под углом. Боитесь поймать — пробуйте наклонить логопериодическую антенну для достижения нужного эффекта.

Про питание рассказали, пропускайте кабель в одну из несущих, в районе носика обеспечьте соединение любой из них с оплеткой, второй — с жилой. Замыкается линия позади самого длинного вибратора.

Теперь каждый читатель может самостоятельно сделать логопериодическую антенну по приведенным сведениям. Отдельной строкой идут конструкторские соображения.

Ранее директор приваривали к траверсе, сегодня найдете иные методики.

Желаем аудитории удачи в экспериментах. Теперь знаете, как изготавливается логопериодическая антенна собственноручно.

Напоминаем, рассмотренная конструкция далеко не самая простоя и требуется посмотреть диапазон по всем используемым частотам. Нет необходимости — создавайте четвертьволновые вибраторы (для цифровых мультиплексов), избегая дебрей.

Обратите внимание

Проще собирается волновой канал, отличающийся от логопериодической антенны равными размерами вибраторов.

Источник: http://ymp3.ru/bytovaya-texnika/logoperiodicheskaya-antenna-svoimi-rukami-konstrukciya-i-rabota

Доработка антенны

Доработка антенны Дельта Н311-01

В данной статье рассматривается доработка логопериодической антенны с целью улучшения качества и дальности принимаемого сигнала цифрового телевидения.

Антенны такого типа достаточно широко распространены из-за их простоты сборки,  установки, а так же хорошего усиления сигнала в дециметровом диапазоне.

Для эксперимента взята антенна Дельта Н311-01, пассивная, направленного действия с использованием в зоне не уверенного приема, радиусом действия до 30 км от ретранслятора.

Доработка антенны заключалась в установке на нее распространенного усилителя типа SWA, а так же работоспособность антенны с усилителем без согласующего устройства и с заводским усилителем (предусмотренным для активной  антенны Дельта Н311-01А).

Вот характеристика антенны Дельта Н311-01:

Подключение кабеля к логопериодической пассивной антенне (ЛПА), может производиться без специального согласующего устройства. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с одного конца и выходит у другого. Оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила — концу верхней трубы.

Доработанная антенна испытывалась на удаленности от ретранслятора 70 км в помещении, с высотой антенны от земли 2,5 м, мощность передатчика неизвестна.

Заводской усилитель

При данной доработке в антенну устанавливался штатный усилитель, предусмотренный для активной антенны Н311-01А.

При подключении антенны картинка с приставки появлялась в течении 3-4 секунд.

Усилитель SWA

В данном случае усилитель устанавливался напрямую к кабелю антенны, минуя согласующее устройство, так как на SWA уже есть такой трансформатор.

При данной конструкции картинка появлялась в течении 3 секунд, то есть параметры такой доработанной антенны несколько улучшились.

Усилитель с согласующим устройством

В этом случае усилитель устанавливался сразу после согласующего устройства. Наихудший вариант доработки антенны. Картинка устанавливалась долго в течении 15 – 20 секунд. При таком использовании усилителя необходимо удалять с него согласующий трансформатор.

Итоги

Вывод. Так как заводской усилитель для этой антенны найти довольно трудно, то при доработке антенны для увеличения дальности приема цифрового ТВ, лучше использовать один усилитель без платы согласования или, при использовании усилителя SWA совместно с согласующим устройством, удалять согласующий трансформатор с усилителя.

• антенны
• Слабый сигнал
• цифровое тв

Источник: https://digital-tv-dvbt2.ru/dorabotka-antenny/

Логопериодическая антенна своими руками

ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЕМА ТВ-СИГНАЛОВ В ДЕЦИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ

Для мастеров-радиолюбителей большой интерес представляют ТА дециметрового диапазона, которые позволяют значительно расширить возможности лампово-полупроводниковых моделей телевизоров. В данной главе предлагаются для повторения только три типа ТА ДМВ, так как автор подготовил к изданию новую книгу, полностью посвященную ТЛ для приема ДМВ и спутникового телевидения.

В соответствии с принятой классификацией прием телепередач на 21—61-м каналах обеспечивается в диапазоне ДМВ на частотах свыше 300 МГц.

В большинстве случаев владельцы телевизоров, оборудованных соответствующими селекторами каналов, применяют комнатные индивидуальные малогабаритные антенны. Но на садово-огородных участках эти антенны не всегда дают положительный результат.

Важно

Поэтому в большинстве случаев приходится использовать самодельные дециметровые антенны, которые рассматриваются в настоящей главе.

Каждый цветной телеприемник имеет три антенных ввода: два для подключения антенны метровых волн (MB), один из которых обеспечивает ослабление сигнала в 10 раз, и специальный ввод для подключения антенны ДМВ. Все антенные вводы рассчитаны на подключение коаксиального радиочастотного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

Подключение антенны к дециметровому вводу специальной конструкции должно обеспечивать такое же высокое качество основных технических характеристик телевизора, как и при приеме в диапазоне MB.

Важнейшей характеристикой, определяющей качество изображения и чистоты звукового сопровождения, является чувствительность. В диапазоне MB чувствительность канала изображения должна быть не хуже 100 мкВ,

а в диапазоне ДМВ — не хуже 500 мкВ. Для современных телевизоров чувствительность звукового сопровождения в диапазоне MB должна быть не хуже 50 мкВ. а в диапазоне ДМВ — не хуже 200 мкВ.

Не менее важным электрическим параметром является избирательность, которая характеризуется способностью ослаблять сигналы помех вне рабочей полосы частот. Избирательность при настройке от несущей частоты изображения принимаемого канала на 1,5 МГц должна быть не хуже 40 дБ (100 раз), на 3,5 МГц — 40 дБ, на +6,5 МГц — 36 дБ, на +8 МГц — 40 дБ,

От качества изготовления антенн зависят также такие параметры, как контрастность и максимальная яркость.

Величина контрастности зависит от размеров взаимного удаления темных и светлых элементов изображения.2.

Диапазон воспроизводимых звуковых частот должен находиться в пределах от 80 до 12 500 Гц.

Совет

При проектировании и изготовлении ТА дециметрового диапазона используются известные формулы, в основу которых входят следующие понятия: действующая длина антенны пропорциональна длине волны; коэффициенты усиления и защитного действия антенны ДМВ должны быть выше, чем у антенн метрового диапазона; с увеличением частоты возрастает затухание в коаксиальных кабелях, соединяющих антенну с входом телевизора; внутренние шумы входных цепей телевизоров в диапазоне ДМВ больше, чем в диапазоне MB.

Эти электрические параметры сравнительно легко реализуются в различных типах антенн за счет увеличения числа пассивных элементов. Например, в антеннах типа «волновой канал», логопериодических антеннах и антеннах для дальнего приема телевидения.

В диапазоне ДМВ все элементы антенны имеют малые конструктивные размеры, и при увеличении числа директоров габаритные размеры самой антенны остаются небольшими. (Интересное решение было опубликовано в журнале «Радио», № 2 за 1988 г.).

Зона уверенного приема ДМВ радиопередающей станцией, как правило, оценивается статистическими методами, она непостоянна во времени и зависит от диэлектрической проницаемости воздуха. В диапазоне ДМВ длины

волн короче 0,65 м — для работы в каналах с 21-го и выше. Минимальные потери при распространении ДМВ наблюдаются до тех пор, пока между передающей и приемной антеннами существует прямая видимость, за .пределами которой сигнал существенно уменьшается и уверенный прием становится невозможным.

В теоретических исследованиях распространение ДМВ представляют в виде окружности, радиус которой равен максимальному расстоянию прямой видимости, с тем допуском, что мощность, излучаемая передающей станцией, достаточно велика для приема непосредственно на границе.

Известно, что чем выше частота радиосигнала, тем больше требуется напряженность поля в месте приема. Для первых каналов MB в месте установки приемной антенны напряженность поля находится в пределах от 300 до 700 мкВ, а для ДМВ — 3200 мкВ и выше.

Напряженность поля по мере удаления от передающей станции уменьшается. Для ДМВ нельзя рассчитывать радиус зоны прямой, видимости по максимальному расстоянию прямой видимости, так как мощность станций недостаточна для приема на максимальном расстоянии прямой видимости.

Например, минимальная напряженность поля для 33-го канала — 70 дБ (3200 мкВ).

Обратите внимание

Радиолюбителями разработано достаточно большое число антенных усилителей несложной конструкции, предназначенных для усиления сигналов в телевизионном диапазоне ДМВ, которые решают почти в полной мере изложенные проблемы и конкретные задачи.

Для приема ДМВ используются широкополосные направленные антенны, работающие без перестройки в широком диапазоне волн и для приема телепередач на расстоянии до 60—70 км от ТЦ.

Для расчета такой антенны необходимо знать крайние волны рабочего диапазона частот lдл.mах и lдл.min. Сначала определяют длину наибольшего вибратора l, которая должна быть равна (с определенным допуском) 0,55 lдл.max.

Затем строится равнобедренный треугольник с заданным углом а при вершине, который лежит в пределах от 30 до 45°, и основанием треугольника, равным в масштабе построения длине наибольшего вибратора l.

Второй вибратор располагается на расстоянии а1, которое определяется из пределов (0,15. 0,18) • lдл.max от первого (в масштабе построения).

Длина второго вибратора в этом случае определяется

однозначно, исходя из построения, так как он должен полностью вписываться в треугольник. Далее определяется длина третьего вибритора, который располагается на расстоянии а2=а1•t, где t — коэффициент уменьшения длины вибратора.

Затем строится четвертый вибратор на расстоянии а3=а2•t от третьего и т. д. Построение продолжается до тех пор, пока длина очередного вибратора, вписанного в треугольник, не будет равна (ориентировочно) (0,14. 0.45.) • lдлmin.

Этот вибратор и будет последним.

Логопериодические антенны сравнительно просты по конструкции, хорошо согласуются с 75-омным коаксиальным кабелем снижения, имеют КПД от 4 до 7 дБ. Все логопериодические антенны и существующие их разновидности могут быть представлены в виде замкнутой системы вибраторов, расположенных и горизонтальной плоскости.

Важно

Схема плоской вибраторной логопериодической антенны (ЛПА) представлена на рис. 5.1. Антенна состоит из двухпроводной распределительной линии длиной А, в которую включены вибраторы различной длины и различного расположения. Наибольший вибратор состоит из двух отрезков, отстоящих друг от друга на расстоянии 2 d, где d — диаметр трубки распределительной линии.

Электрические параметры антенны определяются тремя основными составляющими: периодом структуры t, углом раствора а и длиной антенны L.

Параметры антенны рассчитываются так, чтобы внутри каждого интервала частот элементов антенны (например, f7 — f6) характеристики антенны менялись незначительно.

Первый параметр t характеризует частотную периодичность антенны, при которой каждый вибратор имеет свою резонансную частоту. На самой низкой частоте, в зависимости от выбранного канала, рабочего диапазона f1 = fmin резонирует первый вибратор 1 с длиной плеча l1, на следующей, более высокой, частоте f2 резонирует вибратор 2 с длиной плеча l2 = l1 • t и т. д.

Незначительное изменение характеристик антенны при расчете параметров должно быть во всем рабочем диапазоне частот, поэтому антенна, построенная по рассматриваемому принципу, и носит название логарифмически-периодической, или логопериодической.

Длина антенны L рассчитывается по формуле: L = (l1 —

т. е.зависит от угла и принимаемого диапазона

частот, который определяется, в свою очередь, размерами граничных элементов антенны l1 и l9. Здесь необходимо заметить, что количество элементов в антенне не ограничивается девятью элементами и может составлять от шести до двадцати двух.

Логопериодическая антенна может быть изготовлена для приема телепередач во всех диапазонах частот.

Расстояние между двумя соседними вибраторами можно определить также по формуле: а6= l6(1—t)ctg(а/2).

Совет

При изготовлении антенны для приема телепередач на первых 12 каналах рекомендуется принять в расчетных формулах t = 0,84; а = 60°; L = 2285 мм; число вибраторов равно 13.

Для антенны, предназначенной для приема первых 3 каналов, необходимо взять шесть вибраторов, тогда L = 1515 мм.

Антенну, работающую на первых каналах телевидения в метровом диапазоне волн, рекомендуется изготавливать из трубок с тонкими стенками диаметром 20 мм. Антенну для 6—12-го каналов можно сделать из дюралевых или латунных трубок диаметром 15 мм, а антенну для приема сигналов ДМВ — из трубок диаметром 8 мм, с толщиной стенки до 1 мм.

Второй вариант логопериодической антенны приведен на рис. 5.2, где проводники распределительной линии расположены в вертикальной плоскости, а вибраторы — в горизонтальной плоскости в два ряда. Все вибраторы поочередно направлены в разные стороны.

Коаксиальный кабель снижения проложен внутри нижней трубки без верхней полиэтиленовой оболочки. Экран коаксиального кабеля припаян в точках б и г, а центральная жила кабеля припаивается в точке а.

Проводники распределительной линии, как правило, скрепляются между собой крепежными изоляторами в двух точках. Концы трубок распределительной линии в точках виг должны быть накоротко замкнуты металлической перемычкой.

К вертикальной штанге логопериодическая антенна прикрепляется с помощью крепежных деталей, расположенных в центре тяжести собранной антенны.

Телевизионная антенна дециметрового диапазона для приема телепрограмм с 21-го по 40-й канал, которая по принятой классификации относится к антеннам типа «волновой канал», показана на рис. 5.3.

коэффициент усиления . 2,8—4 (9,2. 12 дБ)

КБВ, не менее . 0,55—0,85

КЗД, не менее . 14—24 .

входное сопротивление активного

петлевого вибратора . 292 Ом

волновое сопротивление фидера . 75 Ом

рабочая частота . 470—622 МГц

кпд, не менее . 0,96

количество принимаемых программ

без перестройки . 20

внешние нагрузки в местностях

с климатом . УХЛ, ХЛ, В

диаграмма направленности односторонняя

в горизонтальной плоскости . узкая, объемная

ширина главного лепестка диаграммы

направленности в горизонтальной

Обратите внимание

Как следует из рисунка, антенна имеет одиннадцать директоров, петлевой вибратор 3, рефлектор, состоящий

из трех элементов 1 и 2, и несущую стрелу 4, которая изготавливается из металлической трубки диаметром 20— 22 мм.

Для изготовления активного 3 и пассивного вибраторов (директоров) используется дюралюминиевая трубка диаметром не менее 8 мм. Рефлектор можно выполнить из алюминиевой полоски толщиной 5 мм, но можно применить и меньшую толщину — до 2,5 мм. Ширина пассивных элементов рефлектора равна 16—20 мм.

Средний элемент рефлектора крепится непосредственно к несущей стреле с помощью специальных шайб и крепежных деталей, а два других элемента рефлектора 1 — с помощью металлической стойки, которая также жестко прикреплена к стреле.

Расстояние между этими элементами равно 49 мм при проекции на горизонтальную плоскость.

Петлевой вибратор выполнен из дюралюминиевой трубки диаметром 8—12 мм с толщиной стенки не менее 1 мм. Рекомендуется изготавливать петлевой вибратор из дюралюминиевой полоски толщиной 2.5 мм и шириной до 50 мм.

Он может иметь фигурную конструкцию, удобную для крепления и, самое главное, обеспечивающую хорошее согласование во всем диапазоне частот принимаемых телепередач. Размеры основных элементов антенны — пассивных и активных — приведены в табл. 5.1.

Длина четвертого элемента антенны рассчитывается, исходя из об-

щего количества вибраторов, и в данном случае равна 1400—1450 мм.

Наилучшие результаты дает подключение коаксиального кабеля снижения к петлевому вибратору через УСС типа «проволочный трансформатор». Изготавливается это УСС на двух ферритовых кольцевых сердечниках марки 100ВЧ размерами 8,4 х 3,5 х 2 мм.

Важно

на которые виток к витку вплотную наматываются обмотки в два провода марки ПЭЛШО диаметром 0,23 мм. УСС должно обеспечивать КБВ, равный 0.

75, в широкой полосе частот (от 470 до 622 МГц) со стороны подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

В данной антенне можно применить другое УСС, изготовленное без ферритовых сердечников,— эквивалент кабельной петли, выполненной из отрезка спиральной полосовой линии, которая наматывается на ферритовый или

стальной стержень из электротехнической стали марки 3311, 3312, 3313. Спираль изготавливается из медной или латунной ленты толщиной до 0,1 мм, шириной до 1 мм, имеет 5,25 витка и укладывается в пазы, сделанные в диэлектрике, выполненном в виде трубки, которая устанавливается на этот стержень. Намотка спирали на стержень показана на рис. 5.4.

Эту антенну можно устанавливать на одной штанге с антенной MB, но расстояние между ними должно быть не менее 1,0—1,2 м.

Источник: http://argi.su/moj-dom/bytovaya-texnika/logoperiodicheskaya-antenna-svoimi-rukami

Самодельные антенны для 3g Интернет

Харьковская область – 65 км. от Харькова

Логопериодическая антенна характеризуется относительной простотой конструкции, хорошим согласованием с антенным кабелем и узкой диаграммой направленности, что обеспечивает удаленный прием телевизионных сигналов.

Следует заметить, что радиосигналы в ДМВ диапазоне распространяются по прямой линии и дальность вещания зависит от высоты передающей и приемной антенны, а также от наличия препятствий на линии распространения сигнала от которых радиосигнал может отражаться.

Наложение прямого сигнала и отраженного ухудшает качество приема.

Расчетная таблица элементов логопериодической антенны* для приема эфирного цифрового телевиденья Т2 (с 1-го по 32 канал)

* – Диапазон частот от 530 Мгц до 626 Мгц

** – зарезервировано 60 мм трубки для крепления и 10 мм от последнего вибратора к точке подключения антенного фидера. 

Рис.1. Чертеж логопериодической антенны для приема эфирного цифрового телевиденья Т2 (Украина).

Рис. 2. Внешний вид логопериодической антенны.

Источник: http://antenna.avianua.com/page12.html

Дмв логопериодическая антенна. схема, описание

Источник: http://www.diagram.com.ua/list/tv/tv36.shtml

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ

Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер.

Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот – антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА. Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит десять.

Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным.

Совет

Внешний вид ЛПА показан на рис. 4.11,а. Она образована собирательной линией в виде двух труб, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов поочередно через один. Схематически такая антенна показана на рис. 4.11,6.

Сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штриховой линией – соединенные с нижней трубой.

Рабочая полоса частот антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора В1, а со стороны наименьших длин волн – от размера, наиболее короткого вибратора. Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине а и основанием, равным наибольшему вибратору.

Для логарифмической структуры полотна антенны должно быть выполнено определенное соотношение между длинами соседних вибраторов, а также между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры т:

Таким образом, размеры вибраторов и расстояния до них от вершины треугольника уменьшаются в геометрической прогрессии. Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника.

Чем меньше угол а и чем больше период структуры т (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается число вибраторов структуры, растут габариты и масса антенны.

Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Наиболее часто угол а выбирают в пределах 30… 60°, а период структуры т -в пределах 0, 7… 0, 9.

Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. 4. 11, а, производится без специального симметрирующего и согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с конца А и выходит у конца Б. Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила – концу верхней трубы.

Обратите внимание

В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала. Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько антенн “Волновой канал”, соединенных вместе, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор.

На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны.

Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны “Волновой канал” с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических, для достижения широкополосности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны подобно тому, как в широкополосных усилителях расширение полосы пропускания достигается взаимной расстройкой контуров. Как для усилителей, так и для антенн можно считать общим принципом постоянство для данной конструкции произведения коэффициента усиления на полосу пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

В радиолюбительской литературе проводилось много различных вариантов ЛПА. Здесь можно предложить конструкцию ЛПА, рассчитанной на работу в диапазоне 12-метровых каналов, размеры которой сведены в табл. 4. 8.

Таблица 4. 8 Размеры 12-канальной ЛПА, мм

В таблице приводится длина В каждого вибратора в соответствии с рис. 4. 11, 6, а также расстояние от данного вибратора до следующего – А. Собирательная линия образована двумя трубами диаметром 30 мм при расстоянии между осевыми линиями труб 45 мм.

Антенна содержит 10 вибраторов (20 половинок), которые выполнены из трубок диаметром 8… 15 мм. Расчет антенны проведен, исходя из значении угла при вершине описанного треугольника а = 45° и периода структуры т = 0, 84.

Расчетный коэффициент усиления антенны составляет 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе этой антенны в 2 раза по сравнению с полуволновым вибратором. Коэффициент усиления практически не изменяется по диапазону. Длина труб собирательной линий составляет 2900 мм.

Трубы немного выступают за точки установки самых коротких полувибраторов.

Важно

Для обеспечения параллельности труб собирательной линии и их стяжки используют три пары брусков из оргстекла высотой 120 мм, шириной 50 мм и толщиной 25 мм, в которых делаются полуцилиндрические проточки глубиной 14 мм на расстоянии, соответствующем расстоянию между трубами. Каждая пара брусков стягивается винтами с гайками. Среднюю пару этих брусков устанавливают в центре тяжести антенны и крепят к мачте.

Антенна приведенной выше конструкции является плоской. Существуют также объемные конструкции логопериодических антенн, которые характеризуются тем, что трубы собирательной линии не параллельны, а разведены под некоторым углом.

Вместо жестких вибраторов полотно антенны может быть выполнено из провода или антенного канатика. Описание конструкций двух таких антенн приводилось в журнале “Радио”, 1960 г.

, № 8, а описание плоской упрощенной проволочной ЛПА – в журнале “Радио”, 1963 г., № 5.

Но самая простая логопериодическая антенна может быть быстро выполнена из подручных материалов. Такая антенна показана на рис. 4. 12 и рассчитана на прием телевизионных передач дециметрового диапазона с 24-го по 51-й канал. Несущая конструкция треугольной формы собирается из деревянных брусков квадратного сечения 15х15 мм.

Бруски скрепляются между собой треугольными фанерными косынками, прибитыми к брускам с одной стороны треугольника гвоздиками. С другой стороны в бруски 1 и 2 вбиваются гвоздики на расстояниях от точки А, указанных на рисунке. Полотно антенны образуют два куска медного провода 6 диаметром 1-1, 5 мм.

Один кусок прямой формы прокладывается по бруску 4 до точки А, а второй, огибая гвоздики зигзагом, припаивается к прямому проводу в точке А и на пересечениях с ним. К вершине треугольника гвоздиками прибивается диск 5 из белой жести диаметром 40 мм с маленьким отверстием в центре.

Антенна крепится к мачте из дерева или металла в центре тяжести, лежит в горизонтальной плоскости и вершиной треуголь-

Рис. 4. 12. Логопериодическая антенна ДМВ

ника направлена на передатчик. Полотно антенны располагается на верхней поверхности треугольника. Телевизионный кабель поднимается по мачте, подходит к середине бруска 3, подвязывается к бруску 4 по его нижней поверхности капроновой леской. В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А, а центральная жила – к центру диска.

Совет

Антенну можно выполнить комнатной или наружной. В комнатном варианте вместо мачты применяется вертикальная стойка на тяжелой подставке. Антенну в комнате необходимо тщательно ориентировать и подобрать место установки, так как часто, сдвигая антенну, удается значительно улучшить изображение. На равнинной местности такая наружная антенна обеспечивает уверенный прием телепередач на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих этой антенной дециметровые программы Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения.

Источник: http://lib.qrz.ru/node/1067

Оценка статьи:

Поделиться с друзьями:

Логопериодическая антенна для цифрового ТВ

Логопериодическая антенна (ЛПА) представляет собой специализированный тип высокочастотных приёмников. В отличие от всенаправленных волновых улавливателей, логопериодическая антенна принимает только в одном направлении, а в отличие от стандартных приёмников телесигнала направленного типа, часто видимых на крышах, эта антенна улавливает широкий диапазон частот. Эта модификация волновых приёмников чаще всего применяется для специализированных приборов, в частности её облюбовали радиолюбители, желающие принимать широкий спектр частот, однако это не исключает её применения в качестве УВЧ и УКВ телеантенн. Также этот тип антенн находился в центре исследований по экспериментальной передаче и приёму электроэнергии.

Их достижимая пропускная способность теоретически бесконечна, а фактическая ширина полосы пропускания зависит от габаритов наибольшего вибратора (отвечает за нижний частотный предел) и миниатюрности крайнего, наименьшего (отвечает за верхний предел частоты).

Конструкция логопериодической антенны

Как правило, эти улавливатели сконструированы из серии параллельных металлических трубок – вибраторов, более длинных у основания, и постепенно сужающихся к краю конструкции, образуя своего рода равнобедренный треугольник.

Поскольку частоты, которые может принимать антенна, базируются на физических размерах вибратора, большинство дециметровых антенн способны принимать сигналы в узком диапазоне. Логопериодические антенны преодолевают этот недостаток, используя набор дипольных элементов такого размерного ряда, в котором они различаются по длине и возможностям приёма, согласно логарифму.

Логарифмическая функция, в соответствии с которой ведётся расчёт логопериодической антенны, начинается с величины длины вибратора, необходимого для приёма волн наибольшей частоты. Одновременно она является длиной наименьших поперечных элементов ЛПА. Повторное логарифмирование определяет размер второго набора элементов, так чтобы их наименьшая принимаемая частота немного перекрывала максимальную принимаемую частоту первой пары. Эта процедура повторяется, и каждая последующая пара дипольных элементов увеличивается с каждой итерацией, пока антенна не сможет принимать все частоты, необходимые тому или иному оборудованию. Частотная периодичность характеристик и логарифмическая зависимость в расчёте этого приёмника волн и легли в основу его названия.

Ln+1/ Ln = dn+1/ dn = k,

где k – постоянная величина, а n и n+1 – порядковые номера дипольных пар.

Пары элементов ориентируются на одну ось параллельно друг другу по возрастанию, с наибольшим низкочастотным диполем в задней части антенны и самым коротким, с более высокой частотой приёма, расположенным спереди. Антенный кабель (коаксиал) с волновым сопротивлением 75 Ом проходит внутри одного из направляющих стержней ЛПА, причём их концы в месте входа фидера накоротко соединяются перемычкой из металла. Согласующее устройство в данном случае не требуется.

На практике с целью получения высокого коэффициента усиления на фоне умеренных габаритов ЛПА, значения периода принимают в пределах 0,7-0,9.

Поскольку фазы принимаемых сигналов на одной паре могут мешать другим диполям, то в конструкции применяют последовательную переполюсовку точек питания вибраторов. Благодаря ей диполи, в итоге, достигают разницы в 360 градусов, и приходят в соответствие друг с другом, что сказывается на повышении суммарного коэффициента ЛПА.

Логопериодические улавливатели также имеют некоторые проблемы с сопротивлением – суммарным электрическим сопротивлением между двумя элементами одной пары. Эти сложности отчасти решаются увеличением диаметров металлических трубок, из которых составлены поперечные элементы по мере нарастания их длины, что приводит к изменению сопротивления диполя. Другой метод, который используется для согласования сопротивления – это установка небольших согласующих трансформаторов разных значений для каждой пары поперечин, чтобы выровнять сопротивление всех активных элементов антенны.

В результате имеем принимающее устройство, способное «видеть» сигналы только в одном направлении, как антенна «волновой канал», имеющее мощность приёма, сравнимую с мощностью всенаправленной антенны, и которое принимает гораздо более широкий диапазон частот, чем любая из них.

Исходя из этой информации, можно сделать вывод, что конструкция ЛПА носит «самоподобный» характер, что присуще такому математическому явлению как фрактал. Конструктивные особенности ЛПА накладывают отпечаток на её стоимость (она выше цены на иные волновые приёмники), и также выражаются в уязвимости к повреждениям, что является недостатками этого типа устройств. Ещё одним минусом логопериодических приёмников является то, что на фоне их хороших электродинамических показателей в заданном частотном диапазоне, конструкция такой ЛПА для метрового диапазона получается громоздкой.

Виды логопериодических антенн

В большинстве волновых улавливателей, в соответствии с длиной волны, выраженно варьируются свойства усиления. ЛПА относятся к той разновидности антенн, которым присуща диаграмма направленности с неизменной формой в широком частотном диапазоне.

Виды логопериодических антенн

На сегодня можно встретить разнообразие вариантов конструктивного исполнения ЛПА, от плоских до пространственных моделей:

• щелевая;
• V-образная;
• зигзагообразная;
• трапециевидная;
• дипольная матрица.

Многообразие модификаций ЛПА обусловлено возможностями трансформирования при дизайне конструкции для достижения нужных параметров. Все же, из множества видов конструкций логопериодических улавливателей, лидируют логопериодические устройства вибраторного типа, которые ввиду своей наглядности позволяют проще рассчитать их характеристики.

Всеволновая

Логопериодическая антенна МВ-ДМВ

Развитие техники широкополосных улавливателей стало следствием тенденции к расширению полосы частот и использованию в радиолокации широкополосных сигналов. Отсюда возникла потребность во всеволновых ЛПА. Последние успешно зарекомендовали себя в решении задач, связанных с необходимостью непрерывного перекрытия широкого частотного диапазона с неизменными характеристиками улавливателя во всем рабочем диапазоне. Такие требования предъявляются к антеннам, цель которых – индустриальное использование или применение для военных нужд.

Для всеволновых ЛПА характерны:

• широкий диапазон частот;
• умеренные габариты, относительно других ЛПА;
• высокая чувствительность.

Дециметровая

Логопериодическая антенна ДМВ

ДМВ логопериодическая антенна является достойной альтернативой антенне «волновой канал», которая хоть и демонстрирует приемлемое соотношение сигнал-шум, но нуждается в согласующем устройстве, искажающем крайние фазовые характеристики в полосе пропускания либо излишне поглощающем сигнал. В этом ракурсе ЛПА для ДМВ диапазона выигрывает благодаря относительной простоте конструкции и хорошему согласованию с кабелем по всей ширине диапазона. Относительно помехоустойчивости – ЛПА, подобно рыбацкому неводу, «вылавливает» только полезный сигнал, пропуская через себя «мелочь» – ненужные сигналы. Очень рекомендуется для «цифры» на дачах.

Похожие статьи

Калькулятор радиогоризонта и дальности прямой радиовидимости РЛС • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Радиогоризонт и дальность прямой видимости РЛС.
h_r высота антенны РЛС,
h_t высота цели,
d_h радиогоризонт,
d_t расстояние от точки касания луча РЛС поверхности Земли до цели,
D=d_h + d_t дальность прямой видимости,
R₀ средний радиус Земли

Этот калькулятор определяет геометрическую дальность прямой видимости цели (без учета рефракции радиоволн в атмосфере) и дальность прямой радиовидимости цели по известным высоте антенны РЛС и высоте цели. Если высота цели равна нулю (наземная цель), то речь идет о геометрическом горизонте (без учета рефракции) и радиогоризонте (с учетом рефракции). Отметим, что в морском судовождении и в авиации дальность измеряется в морских милях. Морские мили удобно использовать в связи с тем, что они прямо связаны с географическими координатами — одна морская миля соответствует одной минуте географической широты. Этот и другие калькуляторы на TranslatorsCafe.com пригодятся не только инженерам и студентам технических специальностей, но и всем, кто хочет изучить технический английский, так как все они есть и в английской версии.

Пример: Рассчитать радиогоризонт радиолокационной станции (РЛС) и дальность прямой радиовидимости, если ее антенна поднята на высоту 10 м, а цель находится на высоте 15 м.

Входные данные

Высота цели

h_tметр (м)километр (км)фут

Высота антенны РЛС

h_rкм

Выходные данные

Геометрический горизонт

d_g  м   миля   морская миля (международная)

Радиогоризонт

d_r  м   миля   морская миля (международная)

Геометрическая дальность прямой видимости цели

D_g  м   миля   морская миля (международная)

Дальность прямой радиовидимости цели

D_r  м   миля   морская миля (международная)

Для расчета введите величины в соответствующие поля, выберите британские или метрические единицы и нажмите на кнопку Рассчитать.

Радиогоризонт РЛС определяется как расстояние от антенны до места, в котором луч РЛС «касается» земной поверхности. При этом цели, находящиеся ниже линии, соединяющей точку касания и антенну РЛС, обнаружить невозможно. Для облегчения расчетов предположим, что Земля представляет собой идеальную сферу с радиусом R₀=6 371.009 км. Предположим также (пока), что в атмосфере отсутствует рефракция, которую мы рассмотрим позднее. На рисунке выше коричневая окружность представляет собой поверхность Земли. Антенна РЛС поднята на высоту h_r, а цель летит на высоте h_t. Синяя линия прямой видимости обозначена d_t—d_t, где d_t — расстояние от точки касания до цели, D = d_h + d_t — геометрическая дальность прямой видимости цели. Отметим наличие прямых углов между линией прямой видимости и радиусом Земли в точке касания. Это означает, что у нас имеется два прямоугольных треугольника. По теореме Пифагора имеем:

и

Если величины h_r и h_t малы по сравнению с радиусом Земли, эти выражения можно упростить:

и

Для значений h_r<250 км и h_t<250 км ошибка составляет менее 1%. То есть, используя полученные формулы, мы можем рассчитывать радиогоризонт для спутников и космических станций на околоземной орбите.

Геометрическая дальность прямой видимости цели D_g определяется по формуле:

Эта формула используется в нашем калькуляторе для расчета геометрической дальности прямой видимости. Например, по этой формуле геометрический (визуальный) горизонт до РЛС на 30-метровой мачте или вышке будет приблизительно равен 20 км. Отметим, что в приведенных выше формулах все величины должны быть в одних и тех же единицах длины и расстояния.

Показатель преломления атмосферы n уменьшается с высотой и из-за этого радиоволны изгибаются вниз, к поверхности Земли; n1 — рефракция меньше, n2 — рефракция больше

Теперь попробуем учесть рефракцию электромагнитных волн, распространяющихся в атмосфере. В стандартной атмосфере (что такое стандартная — обсудим позже) температура и давление воздуха понижаются с увеличением высоты, так как воздух в верхних слоях атмосферы более разреженный. В результате показатель преломления атмосферы с высотой уменьшается. В связи с атмосферной рефракцией, электромагнитные волны изгибаются вниз и, таким образом, могут распространяться за геометрический горизонт. Это изгибание уменьшает зону тени РЛС и в то же время приводит к ошибкам при измерении расстояния и высоты цели.

Эта формула и используется в нашем калькуляторе для определения радиогоризонта и дальности прямой радиовидимости цели.

Антенна бортовой метеонавигационной радиолокационной станции, установленная под обтекателем в носовой части самолета Боинг-747, и дисплей этой станции в кабине пилотов. На дисплее можно наблюдать изображения опасной грозовой и кучево-дождевой облачности. Если самолет летит на высоте 33 000 футов или 10 000 метров, то радиогоризонт будет равен 412 км или 222 морских мили

Атмосфера считается «стандартной», если отсутствует инверсия температуры и влажности, которые обычно приводят к аномальному распространению радиоволн и образованию атмосферных волноводов. Атмосферные волноводы могут образовываться в тех случаях, когда температура необычно быстро увеличивается с высотой. При этом концентрация водяного пара в воздухе быстро уменьшается с высотой. Например, в ясную летнюю ночь поверхность земли может быстро охладиться, что приведет к охлаждению слоя воздуха возле нее. Таким образом, получается, что сразу над землей имеется слой холодного воздуха, а над ним более теплый воздух. Такое явление называется температурной инверсией, то есть температура с высотой не уменьшается, как обычно, а, наоборот, увеличивается. В таких случаях электромагнитные волны изгибаются вверх.

Логопериодический вычислитель дипольной матрицы

Серж Строобандт, ON4AA

Майкл МакКью, W7YZT

Copyright 2014–2020, под лицензией Creative Commons BY-NC-SA

0. Дом
2. Калькулятор LPDA

Проволочная ВЧ антенна для визуализации логопериодической дипольной решетки.
Рисунок: Майкл МакКью, W7YZT © 2017–2018

Фрагмент концевого питания логопериодической дипольной решетки УКВ. Питающий коаксиальный кабель проходит через правую стрелу изнутри.Только центральный провод коаксиального кабеля соединяется с левой стрелой с помощью заклепки. Дипольные элементы имеют резьбу снаружи. Также видны полимерные изоляторы между параллельными стрелами. Воспользуйтесь моим калькулятором параллельной квадратной линии передачи, чтобы определить правильное расстояние между штангами с учетом \ (Z_ \ text {c, feed} \).

Направленность логопериодической дипольной решетки в свободном пространстве (LPDA) зависит от ее конуса \ (\ tau \) и выбранного расстояния \ (\ sigma \). ^1–5 Уменьшение \ (\ sigma \) приведет к уменьшению длины стрелы \ (L \). Уменьшение \ (\ tau \) уменьшит как длину стрелы \ (L \), так и количество элементов \ (N \). Из-за нехватки места и ресурсов, логопериодические антенны любительской радиосвязи часто ограничены значениями \ (\ tau \) между 0,88 и 0,95, а значениями \ (\ sigma \) между 0,03 и 0,06. ⁶

Направленность массива логопериодических диполей в свободном пространстве как функция его конуса \ (\ tau \) и расстояния \ (\ sigma \) для \ (Z_ \ text {c, feed} = 100 \, \ Omega \ ) и \ (\ frac {\ ell_i} {⌀_N} = 125 \). Источник: Hutira et al. ⁷

Рекомендации по вводу:

• ^* Выберите немного более широкий диапазон частот , чтобы компенсировать неточности конструкции.
• ^† Характеристический входной импеданс \ (Z_ \ text {c, in} \) LPDA в значительной степени определяется размерами самого короткого элемента. В настоящем LPDA диаметры элементов должны масштабироваться пропорционально длине элемента. Однако во многих случаях сохранение одинакового диаметра элементов в LPDA оказывается довольно простым делом.
• ^‡ Часто модели HF LPDA имеют характеристическое входное сопротивление 200 Ом; токовый балансир 4 ÷ 1 преобразует полное сопротивление до 50 Ом. На УКВ и более высоких частотах блоки LPDA обычно предназначены для прямого подключения к характеристическому входному сопротивлению 50 или 75 Ом .

Замечания по дизайну:

• ^* Ширина любой антенной штанги включается в длину каждого дипольного элемента, как и для любого обычного диполя или антенны Яги-Уда.
• ^† Оконечная заглушка \ (Z_ \ text {term} \) требуется только тогда, когда характеристическое сопротивление фидера \ (Z_ \ text {c, feed} \) низкое. Это типично для массивов VHF и UHF. ^6,8 Оконечная заглушка улучшает соотношение между передней и задней частями в «слабых местах» в частотной области. ^6,7 Кроме того, шлейф предотвращает накопление статического заряда на соединительной линии передачи. ⁶ Hutira ⁷ предписывает длину шлейфа λ ₁ /4; я.е. удвоить длину, заданную Cebik ⁶ и этим калькулятором. Смоделируйте или поэкспериментируйте с шлейфами разной длины, чтобы выбрать наиболее подходящую диаграмму направленности. ⁶
• ^‡ Фидер, соединяющий элементы, представляет собой линию передачи с параллельными проводниками. Расстояние между параллельными проводниками определяет характеристический импеданс \ (Z_ \ text {c, feed} \) этой линии передачи, который отличается от входного импеданса \ (Z_ \ text {c, in} \) антенна.Расстояние разделения можно рассчитать с помощью моего калькулятора линии передачи с параллельными квадратными или круглыми проводниками.

Этот калькулятор LPDA в основном основан на методике проектирования, описанной L. B. Cebik, W4RNL (SK) в 21 ^st издании The ARRL Antenna Handbook . ⁶ Калькулятор был успешно протестирован на примерах, приведенных в этой ссылке. В отличие от книги, этот калькулятор использует скорость света \ (c \) с полной точностью, что приводит к немного более коротким, но более точным длинам.Кроме того, формула для вычисления длины стрелы \ (L \) была улучшена за счет исключения расстояния до виртуальной вершины \ (2 \ alpha \) антенны.

\ [B = \ frac {f_ \ text {n}} {f_1} \]

\ [\ tau \ Equiv \ frac {\ ell_i} {\ ell_ {i-1}} \ qquad 0,8 \ leq \ tau \ leq 0,98 \]

\ [\ sigma \ Equiv \ frac {d_ {1,2}} {\ lambda_1} \ qquad \ sigma_ \ text {opt} = 0,243 \: \ tau — 0,051 \ qquad 0,03 \ leq \ sigma \ leq \ sigma_ \ text {opt} \]

\ [\ cot \ alpha = \ frac {4 \, \ sigma} {1 — \ tau} \]

\ [B_ \ text {ar} = 1.2 + 1} \]

Вот код Brython этого калькулятора. Код Brython не предназначен для автономной работы, хотя он выглядит почти идентично Python 3. Код Brython выполняется на стороне клиента в браузере, где он транскодируется для защиты Javascript.

1. Р. Каррел. Конструкция логопериодических дипольных антенн. В: IRE International Convention Record .Vol 9 .; 1961: 61-75. DOI: 10.1109 / IRECON.1961.1151016.

2. W. M. Cheong, R. W. P. King.Логопериодическая дипольная антенна. Радио наука . 1967; 2: 1315-1325.

3. Г. Де Вито, Джованни Б. Стракка. Комментарии к конструкции логопериодических дипольных антенн. Транзакции IEEE на антеннах и распространении сигналов . 1973; 21 (3): 303-308. DOI: 10.1109 / TAP.1973.1140476.

4. Г. Де Вито, Джованни Б. Стракка. Дальнейшие комментарии по конструкции логопериодических дипольных антенн. Транзакции IEEE на антеннах и распространении сигналов . 1974; 22 (5): 714-718. DOI: 10.1109 / TAP.1974.1140881.

5. P.C. Бутсон, Г. Томпсон. Заметка о расчете коэффициента усиления логопериодических дипольных антенн. Транзакции IEEE на антеннах и распространении сигналов . 1976; 24 (1): 105-106. DOI: 10.1109 / TAP.1976.1141278.

6. Cebik LB, W4RNL (SK). Регистрируйте периодические массивы. В кн .: Стро РД, Н6БВ, изд. Антенна ARRL . 21-е изд. Американская радиорелейная лига, инк .; 2007: 10.1-10.28. Доступно по адресу: http://www.arrl.org/shop/Antennas/.

7. Франтишек Хутира, Ян Безек, Владимир Билик.Разработка и исследование логопериодической антенны для диапазонов мобильной связи DCS, PCS и UMTS. Доступно по адресу: http://hamwaves.com/lpda/doc/hutira.pdf.

8. Раймонд Х. Дюамель, Джеймс П. Шерер. Частотно-независимые антенны. В: Ричард С. Джонсон, изд. Справочник по проектированию антенн . 3-е изд. McGraw-Hill, Inc.; 1993: 35-53.

Онлайн-калькулятор антенн — Сведения о ресурсах

Просмотров: 4435 | Голосов: 8 | Рейтинг: 6.63

Об онлайн-калькуляторе антенн

Оцените этот ресурс

По шкале от 1 до 10, где 1 — плохо, 10 — отлично.

Вебмастер, добавьте удаленный рейтинг

Ссылки по теме

Поделитесь этим ресурсом

Искать

О нас

DXZone — это крупнейшая созданная и поддерживаемая людьми библиотека веб-сайтов, посвященных любительскому радио, в настоящее время ее насчитывается 20.000+ ссылок, организованных в 600+ категорий. Real Hams ежедневно просматривает новые сайты с 1998 года на предмет возможного включения в Каталог и определения лучшего места для их включения.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Получайте наши последние новости и ссылки по электронной почте. Сервис предоставляется Google FeedBurner

Обзор

Калькулятор эффективной апертуры антенны • Калькуляторы электрических, радиочастотных и электронных устройств • Онлайн-преобразователи единиц

Эффективная апертура антенны — это площадь эквивалентной плоской антенны с равномерным распределением амплитуды и фазы, имеющей такое же максимальное значение направленности, что и данная антенна.Из этой области антенна, направленная к источнику сигнала, поглощает энергию падающей электромагнитной волны. Рассмотрим апертурную антенну как приемную. Мощность P , поглощаемая антенной, составляет

P = P _d A

, где P _d — удельная мощность на поверхности или удельная мощность (мощность на единицу площади) падающая электромагнитная энергия, а A — площадь апертуры.Усиление антенны G прямо пропорционально апертуре антенны A и увеличивается за счет фокусировки излучения только в одном направлении при уменьшении излучения во всех других направлениях. Таким образом, чем уже ширина луча, тем выше усиление антенны. Соотношение между усилением антенны и площадью определяется следующей формулой, которая учитывает эффективность антенны:

или

, где λ — длина волны, а η — эффективность антенны, которая равна всегда меньше единицы:

Здесь A _e — эффективная апертура (площадь) антенны, которая определяется как физическая апертура, умноженная на эффективность антенны.Если эффективность антенны равна 1 (или 100%), то вся мощность, подаваемая на антенну, излучается, или если это приемная антенна, тогда вся мощность, собранная антенной, поступает на приемник. Однако часть этой мощности всегда теряется в виде тепловой энергии, которая используется для нагрева самой антенны и ее фидера.

Теперь, заменив множитель Aη на A _e , мы получим

или

Из этой формулы , которая используется в этом калькуляторе , мы можем увидеть, что для данного апертура антенны, усиление увеличивается пропорционально квадрату длины волны или, если длина волны постоянна, то усиление пропорционально размеру апертуры.Обратите внимание, что для апертурных антенн, таких как тарелочные или рупорные антенны, эффективная площадь тесно связана с физической площадью (но всегда меньше). Однако для проволочных антенн (диполи, монополи, антенны Яги-Уда) эффективная площадь намного больше, чем физическая площадь антенны.

Радиотелескоп РТ-70 в 13 км от Евпатории, Крым, Россия. Его эффективная апертура составляет всего 67% приемной площади этой антенны.

Коэффициент усиления по мощности G антенны, также известной как просто усиление антенны, представляет собой отношение интенсивности ее излучения к интенсивности излучения изотропной антенны, которая излучает ту же полную мощность, что и настоящая антенна.Обычно он измеряется в дБи, то есть в изотропных децибелах (отношение мощностей), что является относительным безразмерным коэффициентом усиления антенны в прямом направлении (другими словами, степень направленности диаграммы направленности антенны) в децибелах относительно изотропного усиления антенны. .

Например, рассчитаем эффективную апертуру антенны российского радиотелескопа РТ-70 в Евпатории (Крым, Россия):

Эффективная апертура (площадь) антенны Яги-Уда. Обратите внимание, что в отличие от любой тарелочной антенны, где эффективная апертура всегда меньше, чем физическая площадь, эффективная апертура антенны Yagi простирается симметрично выше и ниже плоскости ее элементов и симметрично выходит за пределы физической длины антенных элементов.Также обратите внимание, что чем больше усиление антенны, тем выше ее эффективная площадь. Антенна с большим количеством элементов и более длинной стрелой будет иметь большее усиление и большую эффективную апертуру.

Усиление антенны G = 69,5 дБи или

00.

Диаметр антенны d = 70 м.

Частота f = 5,0 ГГц (6 см).

Собирающая площадь антенны A = πD² /4 = π70² /4 = 3848 м². При этом эффективная площадь составляет

. Как видим, эффективная апертура составляет всего 67% от собирающей площади антенны.

Теперь рассчитаем эффективную апертуру 5-элементной антенны Яги-Уда 500 МГц с усилением 10 дБи, что соответствует безразмерному усилению мощности 10. Длина ведомого элемента несколько меньше 0,5λ = 30 см. где λ = 60 см — длина волны.

Диаметр круга 0,28 кв. М определяется как

ТВ-антенна VHF / UHF, состоящая из передней антенны UHF Yagi с 18 направлениями и углового отражателя (справа, усиление 14 дБи) и логарифмической периодическая УКВ антенна с V-образными элементами (слева)

То есть для длины ведомого элемента около 0.5λ = 30 см, получаем круг (точнее, эллипс) диаметром 60 см.

Калькулятор дипольных антенн • Электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы • Онлайн-преобразователи единиц

Определения и формулы

На этой фотографии показаны широкополосные каркасные диполи (или диполи Надененко) украинского радиотелескопа УТР-2, построенного в СССР . Его частотный диапазон 8–33 МГц. Фотография сделана в 1973 году, через четыре года после пуска радиотелескопа.

Дипольная антенна — самая простая и широко используемая в радиосвязи с момента появления RF-техники. Дипольные антенны используются отдельно и в составе дипольных решеток. Любая дипольная антенна состоит из двух одинаковых элементов в виде металлических стержней с фидером между ними. Наиболее распространенная длина диполя — половина длины волны. Также используются другие длины. Например, 5/4-волновая дипольная антенна имеет усиление примерно на 3 дБ выше, чем у полуволновой дипольной антенны, и поэтому она часто используется в различных приложениях.

Дипольные антенны резонансные, то есть их можно использовать только на одной частоте. Однако, если мы увеличим толщину дипольных проводов, антенну можно будет использовать в большей полосе частот без повторной настройки. Вместо увеличения толщины дипольных проводов они могут быть выполнены в виде каркаса из оцинкованных стальных стержней или трубок, стального оцинкованного кабеля или медного антенного провода. Неудивительно, что такие антенны называют каркасными.

Эти дипольные антенны были изобретены в 1937 году советским инженером Сергеем Надененко и изготавливаются как в виде жесткого каркаса из стержней или труб, так и из гибких медных или стальных антенных проводов.Такие диполи могут работать в диапазоне частот до двух октав! Например, изображенные дипольные антенны украинского (построенного в СССР) радиотелескопа УТР-2 имеют рабочий диапазон частот 8–33 МГц.

Классическая формула для расчета длины полуволнового диполя в метрах для очень тонкого антенного провода:

, где c = 299 792 458 м / с — скорость света, а f — частота в Гц. Однако, если антенна сделана из трубки, особенно на очень высоких частотах, длина антенны зависит от отношения длины тонкого диполя к его диаметру.Чем толще дипольный провод, тем короче должна быть антенна для данной частоты. Влияние толщины антенного провода учитывается коэффициентом k в следующей формуле, которая используется в нашем калькуляторе:

Это влияние диаметра провода показано на графике выше. На графике показана зависимость коэффициента k от длины полуволнового диполя от диаметра проводника антенны.

Для построения этого графика мы использовали следующую формулу:

Необычный пример антенны.Если наушники подключены к смартфону Android, оснащенному FM-приемником, они действуют как четвертьволновая монопольная антенна, которая является половиной дипольной антенны.

, где k — коэффициент k, а R _{L / d} — отношение полуволны к диаметру проводника. Чтобы получить эту формулу, мы использовали данные из The ARRL Antenna Book, пятое издание, 1980 г., рис. 2-4 и онлайн-сервиса подбора кривой mycurvefit.com.

Например, антенна из 0.Трубка диаметром 5 дюймов для использования в диапазоне 144 МГц будет иметь отношение длины к диаметру R _{L / d} = 39 / 0,5 = 78, что дает k = 0,961 или почти на 4% короче полудлины. .

Украинский Т-образный радиотелескоп УТР-2. Обладая антенной решеткой площадью 150 000 квадратных метров, это самый большой в мире низкочастотный радиотелескоп с декаметровым диапазоном волн, построенный в 1969 году недалеко от села Храково, примерно в 60 км к юго-западу от Харькова, СССР. Антенная решетка состоит из 2040 широкополосных каркасных диполей.Интересно отметить, что сегодня можно увидеть такие же полностью исправные радиоприемники советского производства Р-250М2 и другую технику конца 1960-х годов. Это фото было сделано в 1973 году во время летней стажировки автора на объекте

Антенны смартфона Xiaomi MI-5: 1 — антенна NFC, 2 — антенна GPS, 3 — антенна Wi-Fi / Bluetooth, 4 — основная антенна

Когда я Начни писать статью для Конвертера единиц TranslatorsCafe.com, я часто проверяю свои карманы, смотрю вокруг, затем в окно и вычисляю то, о чем пишу.На этот раз я пишу об антеннах. Итак, давайте посчитаем:

• Пять антенн в моем мобильном телефоне Xiaomi Mi-5:
• основная антенна для связи с вышками сотовой связи,
• антенна GPS и ГЛОНАСС,
• антенна Wi-Fi и антенна Bluetooth,
• рядом антенна полевой связи,
• Антенна FM-приемника в виде кабеля наушников
• Три антенны в старом iPhone

2,4 ГГц 2 дБи Wi-Fi резиновая антенна; слева — антенна в сборе, справа и справа — антенна в разобранном виде.Эта всенаправленная антенна с вертикальной поляризацией на 360 ° используется для беспроводного маршрутизатора. По сути, это дипольная антенна, в которой длина внутреннего открытого проводника составляет длины волны. Металлическая гильза также имеет длину ¼ длины волны. Итак, это похоже на технологию 130-летней давности, изобретенную Генрихом Герцем в 1886 году.

• . Почти такое же количество антенн в моих умных часах.
• Три антенны ближнего поля связи (NFC) в моих кредитных и дебетовых картах
• Одна антенна RFID в моем паспорте
• Одна антенна NFC на транспортной карте Presto
• Одна антенна радиочастотной идентификации (RFID) в чипе моей кошки
• Две антенны в моем беспроводном маршрутизаторе
• Две антенны в моем ретрансляторе Wi-Fi
• Четыре антенны AM и FM в двух радио-будильниках
• Одна антенна Bluetooth в наушниках
• Три антенны Bluetooth и три Wi-Fi в моем ноутбуке и две планшеты
• Одна антенна Wi-Fi в моем смарт-телевизоре
• Одна антенна Wi-Fi в моей видеокамере
• Пять антенн в моей машине:
• Антенны AM и FM радио на заднем стекле,
• RFID-катушка иммобилайзера,
• Спутниковое радио, GPS и антенна ГЛОНАСС на крыше

В заднем стекле практически любого автомобиля можно увидеть антенную систему AM и FM, интегрированную с обогревателем обогрева обогревателя. ements

• Из моего окна видно несколько сотен антенн: антенны в машинах и на стоянках, телевизор, спутниковое телевидение, антенны для любительского радио, антенны сотовой сети на высоких зданиях.Я вижу антенное поле, состоящее из четырех вышек средних волн (MW) 1010 кГц антенной решетки AM радиостанции CFRB Newstalk 1010 (Торонто) и одной коротковолновой вышки антенны 6.07 МГц одновременной передачи радио CFRX.

CFRB Newstalk 1010 Торонто поле радиопередающей антенны. Антенная решетка, построенная в 1971 году, состоит из четырех вышек длиной 550 футов (168 м), вещающих на частоте 1010 кГц. Также имеется одна антенная мачта 6,07 МГц (диапазон 49 м) для передатчика CFRX (справа).

Конструкция усилителя с высоким коэффициентом усиления 2.Антенна 4 ГГц 5 дБи, установленная в локаторе Wi-Fi Hawking HWL2.

Всего у меня в квартире три десятка антенн и несколько сотен видно из окна моей квартиры. Свежего языка найти не могу, поэтому скажу, что … нас окружают антенны . Итак, поговорим о них подробнее. Постараемся обойтись без формул, чтобы было понятно даже тем, кто не любит математику!

Словарь Вебстера определяет антенну в радио и электронике как металлическое устройство различной формы, предназначенное для передачи или приема радиоволн .Другими словами, это устройство, которое преобразует электрическую мощность передатчика в электромагнитные волны или электромагнитные волны в электрическую энергию, которая усиливается приемником.

Большинство антенн эффективно работают только в относительно узком диапазоне частот, поскольку они являются резонансными устройствами. Чтобы обеспечить хороший прием или передачу, любая антенна должна быть настроена на полосу частот радиопередающей или приемной системы, к которой она подключена.

В конце 19 века в мире было всего несколько антенн.Они использовались для демонстрации передачи и приема электромагнитных волн. 130 лет спустя, в 21 веке, средний человек носит несколько антенн в кармане и имеет несколько десятков антенн в своем доме. В наши дни даже холодильники, плиты и плиты имеют антенны Wi-Fi!

Лаборатория Майкла Фарадея в Королевском институте в Лондоне

История антенн

Вероятно, нам следует начать рассказывать историю антенн, описывая оптическую связь с использованием дымовых сигналов и акустическую связь с использованием барабанов.Первые эксперименты, в которых использовались электричество и магнетизм вместе и показывали взаимосвязь между ними, были проведены Майклом Фарадеем в его лаборатории, которая сейчас демонстрируется в Королевском институте в Лондоне (на фото). Электронная связь началась с изобретения телеграфа в середине 19 века. Позже Джеймс Клерк Максвелл предсказал существование электромагнитных волн. Теория Максвелла была подтверждена экспериментом Генриха Герца, который создал первые дипольные антенны и использовал их с отражателями для передачи радиоволн с частотой около 450 МГц.Герц также продемонстрировал поляризацию радиоволн с помощью двух перпендикулярных антенн.

Устройство Маркони для регистрации электромагнитного излучения (1900 г.) на выставке в Музее военной связи и электроники Кингстон, Канада

Эксперименты Маркони, проведенные на рубеже 20-го века, показали возможность беспроводной передачи сигнала через Атлантику. Для этой цели он использовал 150-метровую антенну, поддерживаемую воздушным змеем, которая составляла примерно передаваемой длины волны.Это было замечательным достижением, потому что теперь мы знаем, что радиоволны на этой частоте (средневолновый радиодиапазон) могут хорошо распространяться в дневное время только посредством земной волны с практическим приемом на расстоянии менее 300-400 км от антенны. Большие расстояния могут быть достигнуты по соленой воде. В более поздних тестах Маркони, большие расстояния были достигнуты в ночное время, и он был первым, кто показал, что радиосигналы в средних и длинноволновых радиодиапазонах могут преодолевать гораздо большие расстояния ночью, чем днем.

Антенны на военно-морской авиабазе Ки-Уэст — пристройка Трумэна. Это самая южная точка континентальной части США.

Принцип взаимности антенн

Шесть прямоугольных секторных антенн для сотовой связи и одна тарелочная антенна транзитного канала на высоком здании. Секторные антенны обычно построены в виде коллинеарной решетки фазированных диполей, состоящей из вертикально установленных диполей, расположенных на расстоянии длины волны друг от друга, с отражающей пластиной, все внутренние части которой помещены в обтекатель, сделанный из материала, прозрачного для радиоволн.Секторные антенны обеспечивают связь между сотовыми телефонами и базовыми станциями. Секторные антенны излучают горизонтальные веерообразные лучи, которые очень узкие в вертикальной плоскости. Направленные круглые параболические антенны, заключенные в обтекатели, похожие на бас-барабаны, которые защищают их от грязи и снега, используются для передачи сигналов между наземными станциями.

Все антенны обладают фундаментальным свойством, называемым взаимностью. Это свойство является следствием теоремы взаимности электромагнетизма.Проще говоря, принцип взаимности означает, что коэффициент усиления или диаграмма направленности антенны будут одинаковыми, независимо от того, передает ли она или принимает электромагнитные волны. Если, например, передается тестовый сигнал и диаграмма усиления отображается в дальнем поле антенны, то принцип взаимности говорит, что диаграмма усиления при приеме будет точно такой же.

Основные характеристики антенн

Антенны характеризуются несколькими основными характеристиками, которые определяют область применения антенны.Основной характеристикой антенны является коэффициент усиления по мощности, который определяет, насколько хорошо антенна преобразует входную мощность в радиоволны, излучаемые в определенном направлении (для передающей антенны), или насколько хорошо антенна преобразует радиоволны, приходящие из определенного направления, в электрическую энергию ( для приемной антенны). Другие характеристики включают направленность антенны, поляризацию, входное сопротивление, резонансную частоту, полосу пропускания и эффективную площадь. Из-за принципа взаимности все характеристики антенны, описанные ниже, одинаковы, независимо от того, принимает ли антенна радиоволны.

Усиление

В настоящее время даже уличные фонари оснащены антеннами. Они используются для дистанционного включения и выключения в соответствии с местными условиями освещения.

Коэффициент усиления антенны или просто коэффициент усиления определяется как отношение интенсивности ее излучения в направлении пикового излучения к интенсивности излучения изотропной антенны без потерь при условии, что мощность на входе обеих антенн одинакова. Например, усиление передающей антенны 13 дБ означает, что мощность передачи, измеренная в дальней зоне антенны в направлении ее пикового излучения, будет на 13 дБ (или в 20 раз) выше, чем мощность, полученная от изотропной антенны без потерь с тем же входная мощность.Приемная антенна с усилением мощности (или просто усилением) 13 дБ будет получать на 13 дБ больше мощности в направлении своего пикового излучения, чем изотропная антенна без потерь, установленная в том же месте электромагнитного поля.

Всенаправленная телевизионная антенна

Это общепринятая практика указывать усиление с дополнительной буквой после дБ: дБи для ссылки на изотропный излучатель и дБд для ссылки на полуволновой диполь. Дополнительные примеры абсолютных логарифмических единиц и величин в децибелах с суффиксами и контрольными значениями можно найти в статье Абсолютные и относительные (справочные) логарифмические единицы.

Вам всегда нужна антенна с большим усилением? Это зависит. Например, если вы получаете относительно высокие сигналы в сельской местности от нескольких телевизионных станций из нескольких близлежащих городов, вам понадобится всенаправленная антенна (показана на рисунке). Однако если вы знаете направление на антенну телевещания, а телевизионный сигнал в вашем месте относительно слаб и идет только с одного направления, вам понадобится антенна Yagi – Uda с большим усилением.

Трехмерная диаграмма направленности идеальной дипольной антенны представляет собой рупорный тороид (бублик без отверстия).Он показывает, что излучение в направлении оси антенны равно нулю и имеет максимум в направлении, перпендикулярном оси диполя. Дипольная антенна излучает одинаковую мощность во всех направлениях, перпендикулярных оси диполя. Его излучение постепенно спадает до нуля на оси диполя.

Направленность и диаграмма направленности

Усиление антенны, описанное выше, зависит от ее диаграммы направленности , которая определяет, сколько мощности излучается антенной под разными углами к ее оси.На рисунке показан пример трехмерной диаграммы направленности дипольной антенны. Диаграмму направленности принято изображать только в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной. Если используются эти два термина, предполагается, что антенна установлена ​​в той ориентации, в которой она будет использоваться. Для изображенной дипольной антенны горизонтальная диаграмма направленности будет представлена ​​кружком, а вертикальная диаграмма направленности будет выглядеть как символ бесконечности.

На картинке изображена идеальная антенна. В то же время диаграмма направленности большинства антенн напоминает множество лепестков , в которых мощность излучаемого сигнала достигает максимума.Лепестки разделены «нулями», то есть углами, при которых излучение равно нулю. Лепесток с максимальной мощностью сигнала называется основным лепестком , а другие лепестки — боковыми лепестками . Боковой лепесток в направлении, противоположном главному лепестку, называется задним лепестком .

Спиральная антенна AM / FM, установленная на крыше автомобиля

Коэффициент направленности антенны определяется почти как ее усиление. Это отношение интенсивности излучения, полученного в основном направлении излучения, к интенсивности излучения, которое будет генерироваться изотропной антенной без потерь с той же излучаемой мощностью.Он показывает, насколько хорошо конкретная антенна может концентрировать излучаемую или принимаемую энергию. В отличие от коэффициента направленности, при усилении антенны учитывается ее КПД, который всегда меньше 100%. Поэтому при описании характеристик антенны гораздо чаще используется коэффициент усиления.

С начала 1960-х годов диаграмма направленности высокочастотных (HF) и очень высокочастотных (VHF) больших сложных антенн в дальней зоне измеряется с помощью передатчика или приемника, буксируемого за самолетом или вертолетом.Такие системы способны измерять диаграммы направленности очень больших фазированных антенных решеток.

K _u -полосный кольцевой малошумящий блочный понижающий преобразователь (LNB) параболической спутниковой антенны. 1 — LNB в сборе; 2 — конвертер со снятым пластиковым корпусом; 3, 4 — два зонда, ортогональные друг другу (разнесенные на 90 градусов) в волноводе рупора, принимают спутниковый радиосигнал, собранный антенной тарелкой, и переносят их на печатную плату для усиления с помощью малошумящего усилителя; 5 — плата конвертера LNB; 6 и 7 — одинаковые зонды, выступающие в волновод; 8 — задняя сторона печатной платы с волноводными датчиками

Поляризация

Поляризация антенны — это ориентация плоскости ее излучаемого электрического поля по отношению к поверхности Земли.Это определяется физической структурой антенны и ее пространственной ориентацией. Если антенна монтируется или устанавливается вертикально, ее излучение имеет вертикальную поляризацию. Однако если антенна установлена ​​или установлена ​​горизонтально, ее излучение будет поляризовано горизонтально. Также существуют антенны с крестовой и круговой поляризацией. В круговой поляризации вектор электрического поля постоянно вращается с круговым движением вокруг направления распространения волны по часовой стрелке или против часовой стрелки.Следовательно, круговая поляризация может быть правой (RHCP) или левой (LHCP). Концепция поляризации очень важна для радиосвязи. Антенна с вертикальной поляризацией не принимает сигнал, отправляемый антенной с горизонтальной поляризацией.

Hawking HWU8DD Wi-Fi-адаптер с направленной антенной 2,4 ГГц 8 дБи. Этот адаптер может быть удобен, если вы знаете направление к точке доступа Wi-Fi и сигнал относительно слабый.

Входное сопротивление

Радиолокационная станция высотомера AN / FPS-26, выведенная из эксплуатации в середине 1970-х годов.Он использовался на станции канадских войск Рамор в Онтарио. Станция была частью линии Pinetree Line, которая представляла собой серию радиолокационных станций, расположенных в Соединенных Штатах и ​​Канаде, и предназначенных для обнаружения атаки советских бомбардировщиков на Северную Америку. Антенна выставлена ​​в Музее военной связи и электроники в Кингстоне, Онтарио

Импеданс — это мера полного сопротивления потоку переменного тока, состоящего из двух компонентов: омического сопротивления и реактивного сопротивления, которые, в свою очередь, могут быть индуктивное или емкостное сопротивление.Для эффективной передачи энергии импедансы передатчика или приемника, антенны и линии передачи между ними должны быть одинаковыми. Приемное и передающее оборудование часто рассчитано на сопротивление 50, 75 или 300 Ом. Если есть несоответствие импеданса, то возникнут потери. Чтобы избежать таких потерь, используются устройства согласования импеданса, такие как симметрирующие устройства.

Балун преобразует симметричный сигнал в несимметричный и наоборот. Балун может включать трансформатор импеданса и другие устройства.Слово представляет собой сокращение от bal anced– un Balance.

Читатель, не знакомый с антенной техникой, наверняка спросит: почему 50, 75 или 300? Если попытаться ответить простыми словами, то можно сказать, что это произошло исторически. Дело в том, что это импеданс стандартных типов антенн. Сопротивление полуволнового диполя составляет 75 Ом, четвертьволнового монополя с заземленной поверхностью — 50 Ом, а сопротивление сложенного диполя — 300 Ом. Также было удобно делать коаксиальные кабели на 75 и 50 Ом и лестничные линии на 300 Ом.50 Ом появились как номинальный импеданс коаксиальных кабелей во время работы над ранними радарами и представляют собой компромисс между требованиями к минимальным потерям и максимальной управляемой мощности, которые были важными требованиями для радиолокационной технологии. Был выбран стандарт 75 Ом, поскольку он обеспечивает низкие потери, а внутренний проводник имеет стандартный размер AWG. Теперь 75 Ом — это универсальный стандарт импеданса коаксиального кабеля для телекоммуникационной отрасли.

На самолете Боинг 737 установлено несколько антенн: ELT — антенна передатчика аварийного локатора; SATCOM — антенна спутниковой связи; ADF — антенна автоматического пеленгатора VHF — антенна одной из радиостанций VHF

Impedance Matching и VSWR

VHF и UHF Yagi и несимметричные антенны радиолюбителя VA3EGG

Учет согласования импеданса в антеннах, линиях передачи приемники и передатчики важны для минимизации потерь.Если входной импеданс антенны не соответствует выходному сопротивлению передатчика, не только антенна будет излучать гораздо меньше энергии, но и передатчик может быть поврежден. Чтобы подключить выходной каскад передатчика к коаксиальному кабелю, который соединяет его с антенной, часто требуется согласующее устройство. Если условие согласования не выполняется полностью, то некоторая мощность будет отражаться обратно, и это приведет к созданию стоячих волн вдоль линии передачи. Мерой согласования импеданса нагрузок с импедансом линии передачи или волновода является коэффициент стоячей волны (КСВ).

Коэффициент стоячей волны часто называют коэффициентом стоячей волны по напряжению (КСВН), потому что КСВ обычно понимается как минимальное и максимальное пиковое напряжение переменного тока стоячей волны вдоль линии передачи. VSWR = 1.0 означает, что мощность не отражается от антенны, и это идеальный случай. КСВН обычно зависит от частоты. Для измерения коэффициента стоячей волны используются измерители КСВ, подключенные между антенной и линией передачи.

Аэростат операционного пункта привязанной аэростатной радарной системы (TARS) в Каджо-Ки, Флорида.Летая на высоте около 4600 м, он обеспечивает радиолокационное наблюдение вдоль юго-западной границы США и может обнаруживать низколетящие цели (например, низколетящие самолеты, но не крылатые ракеты). Радиолокатор L-88, установленный в аэростате и заключенный в тканевый обтекатель, обеспечивает 360-градусное покрытие на дальностях до 400 км. Данные аэростатного радара используются NORAD и Службой таможенного и пограничного контроля США

Ширина полосы

Ширина полосы пропускания антенны описывает диапазон частот, в пределах которого антенна может надлежащим образом излучать или принимать электромагнитную энергию.При описании полосы пропускания антенны несколько параметров могут служить критериями. Обычно это согласование импеданса, выраженное в терминах КСВ (например, VSWR

Классификация антенн

Антенны классифицируются по-разному: в соответствии с их частотным диапазоном (MF, HF, VHF, UHF и т. Д.), В соответствии с их использованием (прием, передача, радиосвязь, радио- и телевещание, радионавигация, радиолокация, морская, авиационная и т. д.), в зависимости от того, где они используются (наземные, автомобильные, воздушные, космические, подводные).Часто их относят к общим принципам работы. Из-за нехватки места здесь мы только очертим классификацию:

• Дипольные антенны
• Полуволновой диполь (на фото)
• Антенна Яги-Уда (на фото)
• Клеточный диполь (на фото)
• Логопериодический дипольная антенная решетка
• Антенна турникета
• Антенна с угловым отражателем
• Патч (микрополосковая, печатная) антенна (на фото)
• Монопольные антенны
• Штыревая антенна (на картинке)
• Резиновая антенна (на картинке)
• Наземная антенна (на фото)
• Мачта (мачта) излучатель (на фото)
• T, перевернутая L и перевернутая F антенны
• Антенные решетки

Три прямоугольные щелевые микроволновые антенны морских радаров.Их диаграмма направленности напоминает диаграмму направленности вертикальных прямоугольных антенн сотовой сети, показанной на рисунке выше. Отличие в том, что их луч веерообразный в вертикальной плоскости и очень узкий в горизонтальной. Антенны сканируют по азимуту на 360 ° примерно каждые две секунды. Щелевая антенна часто состоит из волновода, который содержит множество щелей, излучающих электромагнитные волны, аналогично дипольным антеннам

• Коллинеарная антенная решетка (на фото)
• Отражательная антенная решетка
• Фазированная антенная решетка
• Антенна с решетчатой ​​решеткой
• Batwing или супер турникет
• Микрополосковая антенная решетка
• Рамочная антенна
• Ферритовая антенна
• Рамочная антенна
• Четырехканальная антенна
• Антенны бегущей волны
• Спиральная (на фото)
• Антенна напитка
• Ромбическая
• A Параболическая тарелочная антенна (на фото)
• Рупорная антенна (на картинке)
• Слот антенна (на картинке)
• Диэлектрическая линзовая антенна

Поддельные (декоративные, фиктивные) антенны .Да, их много, и они очень популярны! Поддельные антенны имеют очень долгую историю. Примером современной поддельной антенны (по состоянию на 2017 год) является антенна из акульего плавника (на фото). Поддельные антенны сотовых телефонов стали бешено популярными в конце 1980-х годов. Люди устанавливали их на свои машины, чтобы показать, что у них дорогой сотовый телефон, что они богатые и сильные.

Похоже, в этом футляре из акульего плавника может поместиться что угодно. От чисто декоративного пустого футляра, который можно увидеть на старых автомобилях, до содержащих AM / FM (не очень эффективных из-за своего небольшого размера), HD и спутниковых радио антенн.{f (x)} $. Эта функция, обратная экспоненциальной функции, называется \ underline {логарифмической функцией} для основания $ a $.

Пьер-Симон Лаплас назвал логарифмы: «замечательная уловка, которая, сокращая до нескольких дней труд многих месяцев, удваивает срок службы астронома, и избавляет его от ошибок и отвращения, которые неотделимы от долгих вычислений ».

2 10689 10689 Лог 1068 10)

Log b x
Log 10 2	0.301
Лог 2 2	1
Лог 2 10	3,3219
Лог 2 5	2,3219
Лог 2 100	6,6439
Лог 2 6	2,585
Лог 2 1000	9.9658
15
Лог 69
Лог 2 32	5
Лог 2 7	2,8074
Лог 10 20	1,301
1,301
Лог 10 4	0.6021
Лог 10 100	2
Лог 10 5	0,699
Лог91 10 1139
Лог 10 6	0,7782
Лог 10 2	0,301
Журнал 10 1	0
Лог
дюйм (2)	0,6931
дюйм (0)	-∞
дюйм (3)	1.0986
дюйм (20)
2.3026
дюйм (1)	0
дюйм (э)	1

Калькулятор расстояния между антеннами

(ASC) — K6VHF’s Amateur Radio World

Привет.
Хочу опубликовать мою последнюю программу, которую я написал для себя. Это калькулятор расстояния между антеннами (ASC), текущая версия — 1.05. Вы можете скачать программу с этой страницы или с сайта «K6VHF Soft».
Очень легко и просто использовать, но я рекомендую прочитать некоторую информацию перед использованием.ASC может помочь вам рассчитать расстояние разбивки для ваших антенных решеток и может использоваться только для антенн с длиной стрелы не менее 2 длин волн. Единственное, что вам нужно знать, это ширина луча антенны -3 дБ, которую вы хотите использовать в стеке. Вы можете найти его в описании антенны (инструкция) или посмотрев на схему.
В идеале необходимо знать полосу пропускания -3 дБ для обеих плоскостей, которая является плоскостью E и плоскостью H, и это зависит от типа антенной решетки.

ASC v1.05

Загрузить — ASCv1.05

Итак, пожалуйста, прочтите это перед использованием программы:

Эта программа поможет вам рассчитать расстояние между антеннами в системах стековых массивов. Очень важно знать правильное расстояние, чтобы иметь хорошую систему антенных решеток с хорошими характеристиками.
Объединение двух одинаковых антенн может привести к увеличению прямого усиления на 2,5–2,9 дБ, если все сделано правильно.

Формула DL6WU для длинных яги:

D = W / (2 * (sin B / 2))

Где:
D — расстояние суммирования в метрах
W — длина волны в метрах
B — ширина луча в точках -3 дБ

Все, что вам нужно знать, — это ширина луча по частоте в точках -3 дБ для каждой плоскости главного вестибюля одиночной антенны.

E-плоскость — азимут (горизонтальный)
H-плоскость — высота (вертикальный)
Расстояние наложения H-плоскости составляет 88-92% от расстояния
E-plane.

Используйте эту программу для расчета расстояния стека только для одинаковых антенн с той же полосой и с длиной стрелы не менее двух длин волн, другими словами для длинных яги.
Например:
— два 18 элементов яги 432 МГц или
— четыре 10 элемента яги 144 МГц или
— два 22 элемента яги 1296 МГц

73с,
Alex K6VHF

.