Спиралдык антенналар: түрлөрү жана сүрөттөр

2024 Автор: Leah Sherlock | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 05:42

Спиралдык антенна кыдыруучу толкун антенналарынын классына кирет. Анын негизги иштөө диапазону дециметр жана сантиметр. Ал жер үстүндөгү антенналардын классына кирет. Анын негизги элементи коаксиалдык линияга туташтырылган спираль болуп саналат. Спираль өз огу боюнча ар кандай багытта бөлүнүп чыккан эки лоб түрүндөгү радиациянын үлгүсүн түзөт.

Спиралдык антенналар цилиндр, жалпак жана конус сымал. Эгерде талап кылынган иштөө диапазонунун туурасы 50% же андан аз болсо, антеннада цилиндрдик спирал колдонулат. Конус спиралы цилиндрдикке караганда кабыл алуу диапазонун эки эсеге көбөйтөт. Ал эми жалпак болгондор буга чейин жыйырма эсе артыкчылык берет. VHF жыштык диапазонунда кабыл алуу үчүн эң популярдуусу тегерек поляризациясы жана жогорку чыгыш сигналынын жогорулашы менен цилиндр түрүндөгү радио антенна болду.

Антенна түзмөгү

Антеннанын негизги бөлүгү ийилген өткөргүч болуп саналат. Бул жерде, эреже катары, жез, жез же болот зым колдонулат. Ага фидер туташтырылган. Ал сигналды спиралдан тармакка (кабыл алуучуга) жана тескерисинче (передатчик) өткөрүү үчүн арналган. Азыктандыруучулар ачык жана жабык типте болот. Ачык типтеги фидерлеркорголбогон толкун өткөргүчтөр. Жабык түрү электромагниттик талааны тышкы таасирлерден коргогон интерференциядан атайын калканчка ээ. Сигналдын жыштыгына жараша фидерлердин төмөнкү конструкциясы аныкталат:

- 3 МГц чейин: корголгон жана корголбогон зымдуу тармактар;

- 3 МГц – 3 ГГц: коаксиалдык зымдар;

- 3GHz – 300GHz: металл жана диэлектрик толкун өткөргүчтөрү;

- 300 ГГцден жогору: квазиоптикалык линиялар.

Антеннанын дагы бир элементи чагылткыч болгон. Анын максаты - сигналды спиралга буруу. Ал негизинен алюминийден жасалган. Антеннанын негизи көбүк же пластмасса сыяктуу диэлектрдик туруктуулугу төмөн рамка болуп саналат.

Антеннанын негизги өлчөмдөрүн эсептөө

Спиралдык антеннаны эсептөө спиралдын негизги өлчөмдөрүн аныктоодон башталат. Алар:

- бурулуштардын саны n;

- буруш бурчу a;

- спираль диаметри D;

- спиралдын кадамы S;

- рефлектордун диаметри 2D.

Спираль антеннасын долбоорлоодо биринчи түшүнүү керек - бул толкундун резонатору (күчөтүүчүсү). Анын өзгөчөлүгү жогорку киргизүү импедансы болгон.

Андагы толкундардын түрү күчөтүү чынжырынын геометриялык өлчөмдөрүнө жараша болот. Спиралдын кошуна бурулуштары радиациянын табиятына абдан күчтүү таасир этет. Оптималдуу катыштар:

D=λ/π, мында λ - толкун узундугу, π=3, 14

S=0, 25 λ

a=12˚

Анткениλ өзгөрүп турган жана жыштыкка көз каранды болгон маани, анда формулалар менен эсептелген бул көрсөткүчтүн орточо маанилери эсептөөлөрдө кабыл алынат:

λ min=c/f макс; λ макс=c/f мин, мында c=3×108 м/сек. (жарык ылдамдыгы) жана f max, f min - сигнал жыштыгынын максималдуу жана минималдуу параметри.

λ cf=1/2(λ мин+ λ макс)

n=L/S, мында L – антеннанын жалпы узундугу, формула менен аныкталат:

L=(61˚/Ω)2 λ cf, мында Ω – антеннанын поляризацияга көз каранды багыты (маалымат китептерден алынган).

Иштөө диапазону боюнча классификация

Негизги жыштык диапазонуна ылайык, трансиверлер:

1. Тар тилке. Нурдун кеңдиги жана киргизүү импедансы жыштыктан көз каранды. Бул антенна тар толкун узундуктагы спектрде, салыштырмалуу өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн болжол менен 10% гана кайра жөндөөсүз иштей аларын көрсөтүп турат.

2. Кең диапазон. Мындай антенналар кеңири жыштык спектринде иштей алат. Бирок алардын негизги параметрлери (SOI, нурлануунун үлгүсү ж.б.) дагы эле толкун узундугунун өзгөрүүсүнө жараша болот, бирок тар тилкедегидей эмес.

3. Жыштыкка көз карандысыз. Бул жерде жыштык өзгөргөндө негизги параметрлер өзгөрбөйт деп эсептелет. Бул антенналар активдүү аймакка ээ. Ал толкун узундугунун өзгөрүшүнө жараша геометриялык өлчөмдөрүн өзгөртпөстөн антенна боюнча жыла алат.

Эң кеңири таралгандары экинчи жана үчүнчү типтеги спираль антенналар. Биринчи түрү качан колдонулатбелгилүү бир жыштыктагы сигналдын "айкындуулугун" жогорулатуу керек.

Өзүнөн жасалган антенна

Өнөр жай антенналардын көп түрүн сунуштайт. Ар кандай баалар бир нече жүздөн бир нече миң рублга чейин өзгөрүшү мүмкүн. Телевизор, спутниктик кабыл алуу, телефония үчүн антенналар бар. Бирок өз колуңуз менен спираль антенна жасай аласыз. Бул анчалык деле кыйын эмес. Спиралдуу Wi-Fi антенналары өзгөчө популярдуу.

Алар өзгөчө кандайдыр бир чоң үйдө роутерден сигналды күчөтүү зарыл болгондо актуалдуу. Бул үчүн, туурасы 2-3 мм 2 жана узундугу 120 см болгон жез зым керек, диаметри 45 мм болгон 6 бурулуш жасоо керек. Бул үчүн, сиз тиешелүү өлчөмдөгү түтүк колдоно аласыз. Күрөктүн туткасы жакшы туура келет (анын диаметри бирдей). Биз зымды ороп, алты бурулуш менен спираль алабыз. Калган учу спиралдын огу аркылуу так өтчүдөй кылып, аны "кайталап" ийебиз. Бурама бөлүгүн бурулуштардын ортосундагы аралык 28-30 мм чегинде тургандай кылып сунабыз. Андан кийин рефлекторду жасоого киришебиз.

Бул үчүн 15 × 15 см өлчөмүндөгү жана 1,5 мм калыңдыгы алюминийден жасалган бир кесим жардам берет. Бул боштуктан биз диаметри 120 мм болгон айлананы жасайбыз, керексиз четтерин кесип. Айлананын ортосуна 2 мм тешик бургула. Ага спиралдын учун киргизип, эки бөлүгүн тең бири-бирине ширетебиз. Антенна даяр. Эми сиз роутердин антенналык модулунан радиациялык зымды алып салышыңыз керек. Жана зымдын учу менен ширетиңизрефлектордон чыккан антеннанын учу.

433 МГц антенна өзгөчөлүктөрү

Биринчиден, 433 МГц жыштыгы болгон радиотолкундар жер жана ар кандай тоскоолдуктар тарабынан жакшы сиңилет деп айтуу керек. Аны ретрансляциялоо үчүн аз кубаттуулуктагы өткөргүчтөр колдонулат. Эреже катары, бул жыштыкты ар кандай коопсуздук аппараттары колдонушат. Эфирге кийлигишпөө үчүн атайын Россияда колдонулат. 433 МГц спираль антеннасы көбүрөөк чыгууну талап кылат.

Мындай трансивердик жабдууларды колдонуунун дагы бир өзгөчөлүгү бул диапазондогу толкундар бетинен түз жана чагылган толкундардын фазаларын кошуу мүмкүнчүлүгүнө ээ. Бул сигналдын күчүн жогорулатат же алсыратышы мүмкүн. Жогоруда айтылгандардан биз "мыкты" кабыл алууну тандоо антеннанын абалынын жеке жөндөөсүнө жараша болот деген тыянак чыгарууга болот.

Үйдө жасалган 433 МГц антенна

Өз колуңуз менен 433 МГц спираль антеннасын жасоо оңой. Ал абдан компакттуу. Бул үчүн, жез, жез же болот зым кичинекей кесим керек. Жөн эле зымды колдонсоңуз болот. зым диаметри 1 мм болушу керек. Диаметри 5 мм болгон мандренанын 17 бурулушун шамалдайбыз. Биз спиралдын узундугу 30 мм болгудай кылып сунабыз. Бул өлчөмдөр менен биз сигналды кабыл алуу үчүн антеннаны текшеребиз. Бурулуштардын ортосундагы аралыкты өзгөртүү, спиралды созуу жана кысуу аркылуу биз сигналдын жакшыраак сапатына жетишебиз. Бирок, мындай антенна ар кандай объекттерге өтө сезгич экенин билиши керек.ага жакындатты.

UHF кабыл алуучу антенна

UHF спираль антенналары сыналгы сигналын кабыл алуу үчүн зарыл. Дизайн боюнча алар эки бөлүктөн турат: чагылдыргыч жана спираль.

Спираль үчүн жезди колдонгон жакшы - анын каршылыгы аз, демек сигналдын жоголушу азыраак. Аны эсептөө үчүн формулалар:

- спиралдын жалпы узундугу L=30000/f, мында f- сигнал жыштыгы (МГц);

- спиралдын кадамы S=0,24 L;

- катушканын диаметри D=0, 31/L;

- спиралдык зымдын диаметри d ≈ 0,01L;

- рефлектордун диаметри 0,8 nS, мында n- бурулуштардын саны;

- экранга чейинки аралык H=0, 2 л.

Унутуу:

K=10×lg(15(1/L)2nS/L)

Чакырткыч чөйчөк алюминийден жасалган.

Трансивер жабдууларынын башка түрлөрү

Конустук жана жалпак спираль антенналар азыраак кездешет. Бул сигналды берүү жана кабыл алуу жагынан эң жакшы мүнөздөмөлөргө ээ болгонуна карабастан, аларды өндүрүүнүн татаалдыгына байланыштуу. Мындай өткөргүчтөрдүн нурлануусу бардык бурулуштардан эмес, узундугу толкун узундугуна жакын болгондордон гана түзүлөт.

Жалпак антеннада спираль сызык спиральга буралган эки зым сызык түрүндө жасалат. Бул учурда, чектеш бурулуштар кыймылдуу толкун режиминде фазада козголот. Бул антеннанын огуна карай тегерек поляризациялуу нурлануу талаасы түзүлүп, кең жыштык тилкесин түзүүгө мүмкүндүк берет. Спираль деп аталган жалпак антенналар барАрхимед. Бул татаал форма берүү жыштык диапазонун 0,8ден 21 ГГцге чейин олуттуу көбөйтүүгө мүмкүндүк берет.

Спиралдуу жана жогорку багыттуу антенналарды салыштыруу

Спираль менен багыттуу антеннанын негизги айырмасы анын кичинелигинде. Бул аны жеңилирээк кылат, бул аз физикалык күч менен орнотууга мүмкүндүк берет. Анын кемчилиги - кабыл алуу жана берүү жыштыктарынын тар диапазону. Ал ошондой эле канааттандырарлык кабыл алуу үчүн мейкиндикте эң жакшы позицияны "издөө" талап кылынган тар радиациялык схемага ээ. Анын талашсыз артыкчылыгы - дизайндын жөнөкөйлүгү. Чоң плюс - бул катушканын бийиктигин жана спиралдын жалпы узундугун өзгөртүү аркылуу антеннаны тууралоо мүмкүнчүлүгү.

Кыска антенна

Антеннада жакшыраак резонанс болушу үчүн спиралдык бөлүгүнүн "узун" узундугу толкун узундугунун маанисине мүмкүн болушунча жакын болушу керек. Бирок ал ¼ толкун узундугунан (λ) кем болбошу керек. Ошентип, λ 11 мге чейин жетиши мүмкүн. Бул HF диапазонуна тиешелүү. Бул учурда, антенна өтө узун болот, бул кабыл алынгыс. Өткөргүчтүн узундугун көбөйтүүнүн бир жолу - кабылдагычтын түбүнө узартуучу катушканы орнотуу. Дагы бир вариант - тюнердин жолун чынжырга берүү. Анын милдети бардык иштеп жаткан жыштыктарда антенна менен радиостанциялардын өткөргүчүнүн чыгыш сигналын тууралоо болуп саналат. Жөнөкөй тилде айтканда, тюнер кабыл алгычтан келген сигнал үчүн күчөткүч катары иштейт. Бул схема унаа антенналарында колдонулат, мында радио толкунду кабыл алуучу элементтин өлчөмү абдан маанилүү.

Тыянак

Спиралдык антенналар электрондук байланыштын көптөгөн тармактарында абдан популярдуу болуп калды. Алардын жардамы менен уюлдук байланыш ишке ашырылат. Алар ошондой эле телекөрсөтүү жана ал тургай, терең космостук радио байланышта колдонулат. Антеннанын өлчөмүн кичирейтүү боюнча келечектүү өнүгүүлөрдүн бири кадимки рефлекторго салыштырмалуу кабыл алуучу толкун узундугунун узундугун көбөйтүүгө мүмкүндүк берген конус чагылдыргычты колдонуу болду. Бирок, иштөө жыштыгынын спектринин төмөндөшү менен мүнөздөлгөн бир кемчилик да бар. Ошондой эле кызыктуу мисал болуп, изотроптук багыттагы диафрагманын пайда болушуна байланыштуу кеңири жыштык спектринде иштөөгө мүмкүндүк берген "эки тараптуу" конус сымал антенна саналат. Себеби эки зымдуу кабель түрүндөгү электр линиясы импеданстын жылмакай өзгөрүшүн камсыз кылат.