Фрактальные антенны своими руками

Как из алюминиевой проволоки или кабеля сделать своими руками антенну для телевизора: простая конструкция для приема ТВ сигнала

Первое, о чем я хотел бы написать, — это небольшое введение в историю, теорию и использование фрактальных антенн. Фрактальные антенны были открыты недавно. Первым их изобрел Натан Коэн в 1988, затем он опубликовал свое исследование как сделать антенну для телевизора из проволоки и запатентовал в 1995 году.

Фрактальная антенна имеет несколько уникальных характеристик, как написано в Википедии:

«Фрактальная антенна — это антенна, использующая фрактальную, самоповторяющуюся конструкцию для максимизации длины или увеличения периметра (на внутренних участках или внешней структуре) материала, который может принимать или передавать электромагнитные сигналы в пределах данной общей площади поверхности или объема».

Что именно это значит? Ну, нужно знать что такое фрактал. Также из Википедии:

«Фрактал, как правило, представляет собой грубую или фрагментированную геометрическую форму, которая может быть разделена на части, каждая из частей будет копией целого уменьшенного размера — это свойство, называемое самоподобием».

Таким образом, фрактал представляет собой геометрическую форму, которая повторяет себя снова и снова, вне зависимости от размера отдельных частей.

Было обнаружено, что фрактальные антенны примерно на 20% эффективнее обычных антенн. Это может быть полезно, особенно, если вы хотите, чтобы ваша ТВ антенна принимала цифровое видео или видео высокой четкости, увеличивала сотовый диапазон, диапазон Wi-Fi, прием радио FM или AM и т.д.

В большинстве сотовых телефонов уже стоят фрактальные антенны. Вы могли это заметить, поскольку мобильные телефоны больше не имеют антенн снаружи. Это потому, что внутри них стоят фрактальные антенны, вытравленные на монтажной плате, что позволяет им лучше принимать сигнал и брать больше частот, таких как Bluetooth, сотовая связь и Wi-Fi с одной антенны.

«Ответ фрактальной антенны заметно отличается от традиционных конструкций антенн тем, что она способна работать с хорошей производительностью на разных частотах одновременно. Частота стандартных антенн должна быть срезана, чтобы быть в состоянии принимать только эту частоту. Поэтому фрактальная антенна в отличие от обычной является отличной конструкцией для широкополосных и многодиапазонных приложений».

Хитрость заключается в том, чтобы спроектировать вашу фрактальную антенну для резонирования на определенной, нужной вам центральной частоте. Это значит, что антенна будет выглядеть по-разному в зависимости от того что вы хотите получить. Для этого нужно применить математику (или онлайн-калькулятор).

В моем примере я собираюсь сделать простую антенну, но вы можете сделать более сложную. Чем сложнее, тем лучше. Я буду использовать катушку из 18-жильного провода с твердым сердечником, чтобы сделать антенну, но вы можете доработать собственные монтажные платы в соответствии со своими эстетическими соображениями, сделать ее меньше или более сложной с большими разрешением и резонансом.

Я собираюсь сделать ТВ антенну для приема цифрового ТВ или ТВ высокого разрешения. С этими частотами легче работать, они располагаются в диапазоне длины примерно от 15 см до 150 см для половины длины волны. Для простоты и дешевизны деталей, я собираюсь расположить её на общей дипольной антенне, она будет ловить волны диапазона 136-174 МГц (VHF).

Для приема волн UHF (400-512 МГц) можно добавить директор или отражатель, но так прием будет более зависим от направления антенны. VHF тоже зависит от направления, но вместо того, чтобы прямо указывать на ТВ станцию в случае установки UHF, вам нужно будет установить VHF уши перпендикулярно ТВ станции. Здесь нужно будет приложить немного больше усилий. Я хочу сделать максимально простую конструкцию, потому что это и так довольно сложная вещь.

    , например пластиковый корпус (20 см х 15 см х 8 см)
  • 6 винтов. Я использовал стальные саморезы для листового металла сопротивлением от 300 Ом до 75 Ом. сечением 18 AWG (0.8 мм)
  • Кабель RG-6 коаксиальный с терминаторами (и с резиновой оболочкой, если монтаж будет на улице)
  • Алюминий при использовании рефлектора. Во вложении выше был такой.
  • Тонкий маркер
  • Две пары маленьких плоскогубцев
  • Линейка не короче 20 см.
  • Транспортер для измерения угла
  • Два сверла, одно чуть меньшего диаметра, чем ваши винты
  • Маленький резак для проволоки
  • Отвертка или шуруповёрт

Примечание: нижняя часть антенны из алюминиевой проволоки находится справа на том изображении, где торчит трансформатор.

Шаг 1: Добавление отражателя

Соберите корпус с отражателем под пластиковой крышкой

Шаг 2: Сверление отверстий и установка точек крепления

Просверлите небольшие отверстия для отвода на противоположной стороне от отражателя в данных положениях и поместите проводящий винт.

Шаг 3: Отмерьте, отрежьте и оголите провода

Отрежьте четыре 20-сантиметровых куска провода и поместите на корпус.

Шаг 4: Измерение и маркировка проводов

Используя маркер, отметьте каждые 2,5 см на проводе (на этих местах будут изгибы)

Шаг 5: Создание фракталов

Этот шаг нужно повторить для каждого куска проволоки. Каждый изгиб должен быть равен ровно 60 градусам, так как мы будем делать для фрактала равносторонние треугольники. Я использовал две пары плоскогубцев и транспортир. Каждый изгиб сделан на метке. Перед тем, как делать загибы, визуализируйте направление каждого из них. Используйте для этого приложенную диаграмму.

Шаг 6: Создание диполей

Отрежьте еще два куска проволоки длиной не менее 15 см. Оберните эти провода вокруг верхнего и нижнего винтов, идущих вдоль длинной стороны, и затем оберните к центральным. Потом обрежьте лишнюю длину.

Шаг 7: Монтаж диполей и монтаж трансформатора

Закрепите каждый из фракталов на угловых винтах.

Присоедините трансформатор соответствующего импеданса к двум центральным винтам и затяните их.

Сборка закончена! Проверяйте и наслаждайтесь!

Шаг 8: Больше итераций / экспериментов

Я сделал несколько новых элементов, используя бумажный шаблон из GIMP. Я использовал небольшой сплошной телефонный провод. Он оказался достаточно маленьким, прочным и податливым, чтобы сгибаться в сложные формы, которые требуются для центральной частоты (554 МГц). Это среднее значение цифрового сигнала UHF для каналов эфирного телевидения в моей области.

Фотография прилагается. Может быть, сложно будет увидеть медные провода при слабом освещении на фоне картона и с лентой поверх, но идея вам уже понятна.

При таком размере элементы довольно хрупкие, поэтому их нужно обрабатывать аккуратно.

Я также добавил шаблон в формате png. Чтобы напечатать нужный размер, вам нужно открыть его в редакторе фотографий, например в GIMP. Шаблон не идеален, потому что я сделал его вручную с помощью мыши, но он достаточно удобен для человеческих рук.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Расчёт фрактальной антенны на заданный диапазон, скорость сигнала в нелинейном полотне

Два самых частых вопроса, которые мне задают со времени публикации книги «Фрактальные антенны и линии задежки» —
Как рассчитывается скорость распространения сигнала в полотне антенны
И больше примеров расчёта фрактальных антенн на заданные характеристики.

Начнём, пожалуй, с более простого.

Со школы нам известна формула, однозначно связывающая три параметра – скорость распространения сигнала, частоту и длину волны:

В свободном пространстве сигнал распространяется со скоростью света, но в полотне линейной антенны чуть медленней.

Один из подписчиков канала, Владислав Молодцов, не поленился и провёл на практике расчёт скорости распространения сигнала в четвертьволновом отрезке.

Длина отрезка 26.6 м, резнансная частота составила 2.8 МГц.

Зная длину волны 26.6*4 = 106,4 м и частоту, мы с лёгкостью находим скорость распространения сигнала в полотне:

v=λf=106.4 м * 2.8 МГц = 297.92 мегаметров в секунду

Как видим, в полотне линейного вибратора скорость распространения сигнала чуть меньше скорости света в вакууме. И это нормально.

Затем Владислав провёл следующий этап эксперимента. Это же полотно свернул в спираль и измерил резонансную частоту. Она составила 4.85 МГц. Т.е. почти в два раза больше.

В этом случае скорость распространения сигнала в полотне составит:

v=λf=106.4*4.85 = 516,04 мегаметров в секунду.

А это уже заметно больше, чем скорость света в вакууме. Как же это объясняется, неужели такое возможно?

Измерения абсолютно корректны, и никаких противоречий с точки зрения физики здесь нет. Всё дело в том, что, когда полотно свёрнуто в спираль, сигнал имеет возможность распространяться между сегментами полотна через емкостные связи между ними.

Знаю людей, которые глубоко убеждены в том, что как бы мы не изгибали полотно, это не повлияет на резонансную частоту, а роль емкостных связей исчезающе мала.
Это заблуждение. Емкостные связи между элементами антенны имеют сильное значение. Их нужно учитывать как при проектировании линейных антенн, так и в особенности при создании фрактальных антенн.

В своё время ходили перестраиваемые антенны на основе спиральных пружин. Этот пример хорошо показывает, что при одинаковой длине проводника, резонансная частота будет менятся в зависимости от того, насколько эту пружину растянули. Между прочем, конструкция имеет право на жизнь как в меру компактная перестраиваемая антенна с удовлетворительным усилением.

На что ещё хочется обратить внимание, так это на то, что полотно антенны, свёрнутое в спираль, ведёт себя не просто как индуктивность с сосредоточенными параметрами, а именно как длинная линия.

У такой длинной линии, свёрнутой в спираль, будет несколько резонансов, так же как у линейной длинной линиии.

Это отличает такую спиральную линию от бифилярной катушки, которую мы рассматривали в ролике о ТРАП-антеннах. Бифилярная катушка будет иметь один чёткий резонанс, обусловленный сосредоточенными индуктивностью и ёмкостью между витками половин обмотки.

А у сосредоточенной индуктивности на ферромагнитном сердечнике вообще никаких резонансов не будет. Реактивное сопротивление сосредоточенной индуктивности будет просто расти с частотой.

Но вернёмся к основной теме и подытожим. В линейном полотне сигнал распространяется со скоростью чуть меньше скорости света в вакууме, а в нелинейном полотне сигнал может распространяться быстрее скорости света, благодаря тому, что между участками полотна существуют емкостные связи, через которые распространяется сигнал.

Читайте также  Слив от посудомоечной машины в канализацию

При проектировании фрактальных антенн эти емкостные связи определяют частотный коэффициент, т.е. отношение между резонансной частотой у линейной антенны определённого габарита и частотой резонанса у фрактальной антенны этого же габарита.

В первом приближении частотный коэффициент зависит от размерности фрактала и количества итераций. Но при изготовлении реальной антенны возникают ещё такие параметры как толщина и ширина дорожек, либо диаметр проводника проволочной фрактальной антенны.

Ну а теперь перейдём к самому интересному, давайте спроектируем фрактальную антенну на заданный частотный диапазон. В книге я уже показывал, как определять характеристики антенны, начиная с основной, т.е. нижней, частоты. А сейчас рассчитаем антенну, начиная с верхней частоты.

Будем делать рамочную антенну.

На частотный диапазон 100 МГц – 10 ГГц.

К сторонам рамочной антенны будем применять фрактал треугольник Коха с углом 90°, его легко рассчитывать, у него размерность ровно 2.

Обычно рамочная антенна проектируется в положении квадрат. Однако, обратите внимание на то, что, применяя фрактал к сторонам такой антенны, точка подключения углубляется в центр структуры. Это очень неудобно, и более того делает невозможным последовательное включение таких рамочных антенн, которое иногда нужно для увеличения входного сопротивления.

Поэтому мы развернём рамку в положение ромб. Принцип действия не изменится, зато независимо от количества итераций точка подключения будет на краю фрактальной структуры.

Итак, начинаем расчёт от верхней частоты…

Для упрощения расчёта мы не будем учитывать коэффициент укорочения линейного полотна, обычно он равен 0.95, его будем уточнять после изготовления натурной модели.

Периметр ромба равен длине волны. Следовательно, сторона ромба равна четверти длины волны.

Верхняя частоты равна fв=10 ГГц, длина волны её равна 30 мм. Следовательно, сторона мельчайшего ромба во фрактальной структуре равна λв/4=30/4 = 7.5 мм.

Можем себя поздравить, теперь мы знаем габариты самого мелкого элемента в антенне.

Далее рассчитаем габарит элемента следующего порядка, который ответственен за частоту fв-1. Не сложно видеть, что в этой структуре каждый следующий по размеру элемент в 4 раза больше по площади и в 2 раза больше по длине стороны относительно более мелкого.

Значит, сторона ромба fв-1 равна (λв/4)*2 = 7.5 * 2 = 15 мм.

Великолепно, теперь мы знаем габариты элемента, ответственного за частоту fв-1.

Но мало знать габарит. Нужно вычислить саму эту частоту. Для этого произведём следующие расчёты.

Сначала вычислим размерность фрактала, она равна двум, т.к. в габарите треугольника Коха с углом ? = 90° умещается две его длины

Далее смотрим, сколько итераций фрактала содержит данный элемент. Всего одну.

Зная количество итераций и размерность фрактала, вычислим частотный коэффициент:

Отлично. Зная частотный коэффициент, мы можем рассчитать частоту этого фрактального элемента, исходя из частоты линейного элемента такого же габарита.

Т.к. четверть периметра равна 15 мм, то весь периметр равен 15*4=60 мм. Частота, соответствующая этой длине волны равна 5 ГГц, что вполне логично.

Но, т.к. у нас не линейная структура, а фрактальная, мы применяем частотный коэффициент и выясняем, что частота фрактальной антенны с таким же габаритом равна

Т.е. ниже, чем у линейной антенны тех же габаритов, что тоже логично, т.к. фрактальная антенна имеет более длинное полотно за счёт дополнительных участков.

Снова поздравим себя, мы вычислили частоту резонанса данного элемента фрактала.

А сейчас мы вычислим соотношение между верхней частотой и верхней минус 1.

fв / fв-1 = 10 ГГц / 3.26 ГГц ≈ 3.07

Видим, что соседние резонансные частоты отличаются примерно в три раза.

Давайте проверим это соотношение, вычислив следующую частоту вниз, для элемента fв-2.

Сторона этого элемента будет равна уже 30 мм. Периметр — 120 мм. Частота линейной антенны с длиной волны 120 мм равна 2.5 ГГц.

Частотный коэффициент для второй итерации фрактала с размерностью 2 равен

Следовательно, частота фрактальной антенны с этими габаритами равна

fв-2 = 2.5*0.43 = 1.07 ГГц

Вычислим соотношение между соседними частотами:

fв-1 / fв-2 = 3.26 ГГц / 1.07 ГГц = 3,05

Видим, что соотношение между частотами отличается. Это печально, т.к. не имея постоянного соотношения, нам придётся каждую резонансную частоту рассчитывать отдельно.

Рассчитаем fв-3. Габарит элемента равен 60 мм, периметр — 240 мм, частота линейной антенны такого габарита — 1.25 ГГц, количество итераций — 3.

Частота фрактальной антенны такого габарита

fв-3 = 1.25 ГГц * 0.325 = 0.406 ГГц = 406 МГц.

Соотношение между соседними частотами:

fв-2 / fв-3 = 1.07 / 0.406 = 2.64

Как видим, соотношение между соседними резонансами не только не постоянно, но и уменьшается с ростом итераций.

Рассчитаем следующую частоту вниз fв-4. Габарит элемента равен 120 мм, периметр — 480 мм, частота линейной антенны такого габарита — 630 МГц, количество итераций — 4.

Частота фрактальной антенны такого габарита

fв-4 = 630 * 0.266 = 168 МГц.

Соотношение между соседними частотами:

fв-3 / fв-4 = 406 / 168 = 2.42

Итак, мы дошли до частоты 168 МГц. Это немного выше нижней частоты заданного диапазона, 100 МГц. В данной ситуации мы можем либо оставить расчёт в таком виде, либо подогнать габарит антенны и угол ? для соответствия нижней частоте, либо последовательно включить дополнительный элемент фрактала, либо произвести ещё одну итерацию и захватить чуть больше заданного диапазона.

Я предпочту произвести ещё одну итерацию, т.к. это дополнительно увеличит усиление на верхних резонансах.

Рассчитаем частоту fв-5. Габарит элемента равен 240 мм, периметр — 960 мм, частота линейной антенны такого габарита — 310 МГц, количество итераций 5.

Частота фрактальной антенны такого габарита

fв-5 = 310 * 0.229 = 70,9 МГц.

Соотношение между соседними частотами:

fв-4 / fв-5 = 168 / 71 = 2.37

Мы достигли нижней частоты 71 МГц. При этом габарит антенны составил 240 мм.

На этом стоит остановится. План по частотному диапазону мы перевыпонили, и дальнейшее увеличение габаритов уже нецелесообразно.

Проведенный расчёт является ориентировочным. Он показывает нам, где должны быть резонансы у идеальной фрактальной антенны. Но разумеется, в реальности мы идеальную геометрию получить не сможем. Если мы изготавливаем антенну на плате, то дорожки имеют и ширину и высоту, что в свою очередь влияет и на емкостные связи между дорожками и на сдвиги резонансов.

Опытная работа одного из подписчиков канала, Максима Микешина, показала, что облуживание полотна фрактальной антенны на плате значительно влияет на её характеристики, увеличивает глубину резонансов и улучшает КСВН.

Это очередной раз демонстрирует, что на характеристики конечной антенны влияет не только математический расчёт, но и её практическое исполнение.

А теперь давайте подытожим.

  1. Скорость сигнала, длина волны и частота однозначно связаны формулой v=λf
  2. Емкостные связи между участками полотна антенны позволяют сигналу перескакивать от одного сегмента к другому, тем самым увеличивая скорость распространения сигнала в полотне и повышая резонансную частоту при неизменной длине полотна.
  3. Имеющийся математический аппарат позволяет проектировать фрактальные антенны на любой частотный диапазон
  4. Соотношение частот соседних резонансов увы не постоянная величина и уменьшается с ростом количества итераций
  5. Характеристики фрактальной антенны заметно зависят от практического изготовления

На сегодня всё, дорогие друзья. Надеюсь, ролик был для Вас полезен. Если да, поддержите его, поставив лайк. И если у Вас есть вопросы, или предложения для следующих выпусков, пишите их в комментариях.

Фрактальные антенны своими руками

В математике фрактальными называются множества, состоящие из элементов, подобных множеству в целом. Лучший пример: если рассмотреть близко-близко линию эллипса, она станет прямой. Фрактал – сколько не приближай – картинка останется по-прежнему сложной и похожей на общий вид. Элементы расположены причудливым образом. Следовательно, простейшим примером фрактала считаем концентрические окружности. Сколько ни приближай, появляются новые круги. Примеров фракталам множество. К примеру, в Википедии дан рисунок капусты Романеско, где кочан состоит из шишек, в точности напоминающих нарисованный кочан. Теперь читатели понимают, что изготовить фрактальные антенны непросто. Зато интересно.

Фрактальная антенна

Зачем нужны фрактальные антенны

Назначение фрактальной антенны – поймать больше меньшими жертвами. В западных видео — возможно найти параболоид, где излучателем послужит отрезок фрактальной ленты. Там уже делают из фольги элементы устройств СВЧ, более эффективные, нежели обыкновенные. Покажем, как сделать фрактальную антенну до конца, а согласованием занимайтесь наедине с КСВ метром. Упомянем, что имеется целый сайт, разумеется, зарубежный, где продвигают в коммерческих целях соответствующий продукт, чертежей нет. Наша самодельная фрактальная антенна проще, главное достоинство – конструкцию удастся сделать собственными руками.

Первые фрактальные антенны — биконические — появились, если верить видео с сайта fractenna.com, в 1897 году Оливером Лоджем. Не ищите в Википедии. В сравнении с обычным диполем пара треугольников вместо вибратора дает расширение полосы на 20%. Создавая периодические повторяющиеся структуры, удалось собрать миниатюрные антенны не хуже больших собратьев. Часто встретите биконическую антенну в виде двух рамок или причудливой формы пластин.

В конечном итоге это позволит принимать больше телевизионных каналов.

Если набрать запрос на Ютуб, появляется видео по изготовлению фрактальных антенн. Лучше поймете, как устроено, если представите шестиконечную звезду израильского флага, у которой угол срезали вместе с плечами. Получилось, три угла остались, у двух одна сторона на месте, второй нет. Шестой угол отсутствует вовсе. Теперь расположим две подобные звезды вертикально, центральными углами друг к другу, прорезями влево и вправо, над ними – аналогичную пару. Получилась антенная решетка – простейшая фрактальная антенна.

Звезды за углы соединяются фидером. Попарно столбцами. Снимается сигнал с линии, ровно посередине каждого провода. Конструкция собирается на болты на диэлектрической (пластиковой) подложке соответствующего размера. Сторона звезды составляет ровно дюйм, расстояние между углами звезд по вертикали (длина фидера) четыре дюйма, по горизонтали (расстояние между двумя проводами фидера) – дюйм. Звезды имеют при вершинах углы 60 градусов, теперь читатель нарисует подобное в виде шаблона, чтобы потом сделать фрактальную антенну самостоятельно. Сделали рабочий эскиз, масштаб не соблюден. Не ручаемся, что звезды вышли ровно, Microsoft Paint без больших возможностей для изготовления точных чертежей. Хватит взглянуть на картинку, чтобы устройство фрактальной антенны стало очевидным:

Читайте также  Как использовать таблетки для посудомоечной машины?

Самодельная фрактальная антенна

  1. Коричневым прямоугольником показана подложка из диэлектрика. Приведенная на рисунке фрактальная антенна имеет диаграмму направленности симметричную. Если оградить излучатель от помех, экран ставится на четыре стойки позади подложки на расстоянии дюйма. На частотах нет нужды размещать сплошной лист металла, хватит сетки со стороной в четверть дюйма, не забудьте соединить экран с оплеткой кабеля.
  2. Фидер с волновым сопротивлением 75 Ом требует согласования. Найдите либо сделайте трансформатор, преобразующий 300 Ом в 75 Ом. Лучше запаситесь КСВ метром и подбирайте нужные параметры не на ощупь, а по прибору.
  3. Звезд четыре, выгибайте из медной проволоки. Лаковую изоляцию в месте стыковки с фидером зачистим (если имеется). Внутренний фидер антенны состоит из двух параллельных кусков проволоки. Антенну неплохо разместить в коробе для защиты против непогоды.

Звёздочки фрактальной антенны

Собираем фрактальную антенну для цифрового телевидения

Дочитав до конца обзор, фрактальные антенны сделает любой. Так быстро углубились в конструирование, что забыли рассказать о поляризации. Полагаем, она линейная и горизонтальная. Это проистекает из соображений:

  • Видео, очевидно, американского происхождения, разговор идет о HDTV. Следовательно, можем принимать моду указанной страны.
  • Как известно, на планете немногие государства вещают со спутников с использованием круговой поляризации, среди них РФ и США. Следовательно, полагаем, прочие технологии передачи информации схожи. Почему? Была Холодная война, полагаем, обе страны выбирали стратегически что и как передавать, прочие страны исходили из чисто практических соображений. Круговая поляризация внедрена специально для спутников шпионов (перемещающихся постоянно относительно наблюдателя). Отсюда основания полагать, что в телевидении и в радиовещании наблюдается сходство.
  • Структура антенны говорит, что линейная. Здесь просто неоткуда взяться круговой либо эллиптической поляризации. Следовательно – если только среди наших читателей нет профессионалов, владеющих MMANA – если антенна не ловит в принятом положении, поверните на 90 градусов в плоскости излучателя. Поляризация изменится на вертикальную. Кстати, многие смогут поймать и FM, если размеры задают побольше раза в 4. Лучше провод взять потолще (к примеру, 10 мм).

Плоскость антенны

Надеемся, объяснили читателям, как пользоваться фрактальной антенной. Пара советов по простой сборке. Итак, постарайтесь найти проволоку с лакированной защитой. Согните фигуры, как показано на рисунке. Потом конструкторы расходятся, рекомендуем делать так:

  1. Зачистите звезды и провода фидера в местах стыковки. Провода фидера за ушки укрепите болтами на подложке в серединных частях. Чтобы выполнить действие правильно, заранее отмерьте дюйм и проведите две параллельные линии карандашом. Вдоль них должны лечь проволоки.
  2. Паяйте единую конструкцию, тщательно выверяя расстояния. Авторы видео рекомендуют делать излучатель, чтобы звезды углами ровно лежали на фидеры, а противоположными концами опирались на край подложки (каждая в двух местах). Для примерной звезды пометили места синим цветом.
  3. Чтобы выполнить условие, каждую звезду притяните в одном месте болтом с диэлектрическим хомутком (к примеру, из кембрика провода ПВС и подобное). На рисунке места креплений показаны красным для одной звезды. Болт схематически прорисован окружностью.

Питающий кабель проходит (необязательно) с обратной стороны. Сверлите дыры по месту. Настройка КСВ ведется изменением расстояния между проводами фидера, но в данной конструкции это садистский метод. Рекомендуем просто измерить волновое сопротивление антенны. Напомним, как это делается. Понадобится генератор на частоту просматриваемой программы, к примеру, 500 МГц, дополнительно – высокочастотный вольтметр, который не спасует перед сигналом.

Производство фрактальной антенны

Потом измеряется напряжение, выдаваемое генератором, для чего он замыкается на вольтметр (параллельно). Из переменного сопротивления с предельно меньшей собственной индуктивностью и антенны собираем резистивный делитель (подключаем последовательно вслед за генератором, сперва сопротивление, потом антенну). Вольтметром измеряем напряжение переменного резистора, одновременно регулируя номинал, пока показания генератора без нагрузки (см. пунктом выше) не станут вдвое превышать текущие. Значит, номинал переменного резистора стал равен волновому сопротивлению антенны на частоте 500 МГц.

Теперь возможно изготовить трансформатор нужным образом. В сети сложно найти нужное, для любителей ловить радиовещание нашли готовый ответ http://www.cqham.ru/tr.htm. На сайте написано и нарисовано, как согласовать нагрузку с 50-Омным кабелем. Обратите внимание, частоты соответствуют КВ диапазону, СВ умещается сюда частично. Волновое сопротивление антенны поддерживается в диапазоне 50 – 200 Ом. Сколько даст звезда, сказать сложно. Если найдется в хозяйстве прибор для измерения волнового сопротивления линии, напомним: если длина фидера кратна четверти длины волны, сопротивление антенны передается на выход без изменений. Для небольшого и большого диапазона подобные условия обеспечить невозможно (напомним, что в особенности фрактальных антенн входит и расширенный диапазон), но для целей измерений упомянутый факт используется повсеместно.

Теперь читатели знают все об этих удивительных приемопередающих устройствах. Столь необычная форма подсказывает, что разнообразие Вселенной не укладывается в типичные рамки.

  • alt=»Установка спутниковой антенны своими руками» width=»120″ height=»120″ />Установка спутниковой антенны своими руками
  • alt=»УКВ антенны своими руками» width=»120″ height=»120″ />УКВ антенны своими руками
  • alt=»Установка антенны Триколор своими руками» width=»120″ height=»120″ />Установка антенны Триколор своими руками
  • alt=»Настройка антенны Триколор ТВ своими руками» width=»120″ height=»120″ />Настройка антенны Триколор ТВ своими руками

Ребята, это не серьезно! Приводя, для повторения, какую-либо антенну следует, прежде всего, привести формулу, связывающую размеры элементов антенны и диапазон частот (среднюю частоту), для которого она предназначена. А без этих данных статья – пустое ЛЯ ЛЯ в никуда.

А что такое формула, резонанс, микроток, скин-эффект… На вид красиво.

антенна изготовлена 1:1, размер в дюймах…для согласования посередине вставил дешев. аннт. усил. Результат – за 50 км видно все 4 транспондера (32 канала) сигнал/качество – 98/100

Формула? В том-то и прикол фрактальных антенн – широкая полоса пропускания, в телефонах и Wi-Fi, и Bluetooth, и GSM, и все что еще навесное, висит на одной антенне…

Не вижу, где синий цвет, красный цвет? Где прорисована окружность? Где коричневый прямоугольник? Почему на одних рисунках центральные провода пересекаются, а на других нет?

Эдуард, если ты обратил внимание, то на двух нижних антеннах четыре урезанных шестиконечных звезды, а на верхнем вместо одной урезанной звезды – три, да плюс две “загогулины”. Что такое четверть волновой трансформатор и иные тонкости конструкций антенн можно прочитать в книге К. Роттхаммель. Антенны

Фрактальные антенны. Мифы, теория и практика построения.

Гдето с год назад , занимаясь конструированием разных антенн диапазона 433мгц , наткнулся на тему фрактальных антенн.
Возможно этобы меня не сильно зацепило, еслибы я не вспомнил, что встречал эти антенны ковыряя сотовые телефоны!

Так как толковых расчётов в сети минимум, я соорудил фрактальную антеннку на 433мгц руководствуясь собственными "научными" изысканиями Результат был не особо , антенна по эффективности была чуть хуже двойного квадрата.

Может ктото ещё чтото подобноее изобретал?

Porter
  • 1 Сен 2013

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

Справочная информация

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

  • Диагностика
  • Определение неисправности
  • Выбор метода ремонта
  • Поиск запчастей
  • Устранение дефекта
  • Настройка

Неисправности

Все неисправности по их проявлению можно разделить на два вида — стабильные и периодические. Наиболее часто рассматриваются следующие:

  • не включается
  • не корректно работает какой-то узел (блок)
  • периодически (иногда) что-то происходит

О прошивках

Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.

Схемы аппаратуры

Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

    (запросы) (хранилище) (запросы) (запросы)

Справочники

На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).

Marking (маркировка) — обозначение на электронных компонентах

Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.

Package (корпус) — вид корпуса электронного компонента

При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

  • DIP (Dual In Package) – корпус с двухрядным расположением контактов для монтажа в отверстия
  • SOT-89 — пластковый корпус для поверхностного монтажа
  • SOT-23 — миниатюрный пластиковый корпус для поверхностного монтажа
  • TO-220 — тип корпуса для монтажа (пайки) в отверстия
  • SOP (SOIC, SO) — миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
  • TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий корпус с уменьшенным расстоянием между выводами
  • BGA (Ball Grid Array) — корпус для монтажа выводов на шарики из припоя

Краткие сокращения

При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

Сокращение Краткое описание
LED Light Emitting Diode — Светодиод (Светоизлучающий диод)
MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor — Полевой транзистор с МОП структурой затвора
EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory — Электрически стираемая память
eMMC embedded Multimedia Memory Card — Встроенная мультимедийная карта памяти
LCD Liquid Crystal Display — Жидкокристаллический дисплей (экран)
SCL Serial Clock — Шина интерфейса I2C для передачи тактового сигнала
SDA Serial Data — Шина интерфейса I2C для обмена данными
ICSP In-Circuit Serial Programming – Протокол для внутрисхемного последовательного программирования
IIC, I2C Inter-Integrated Circuit — Двухпроводный интерфейс обмена данными между микросхемами
PCB Printed Circuit Board — Печатная плата
PWM Pulse Width Modulation — Широтно-импульсная модуляция
SPI Serial Peripheral Interface Protocol — Протокол последовательного периферийного интерфейса
USB Universal Serial Bus — Универсальная последовательная шина
DMA Direct Memory Access — Модуль для считывания и записи RAM без задействования процессора
AC Alternating Current — Переменный ток
DC Direct Current — Постоянный ток
FM Frequency Modulation — Частотная модуляция (ЧМ)
AFC Automatic Frequency Control — Автоматическое управление частотой
Читайте также  Как почистить фильтр стиральной машины lg

Частые вопросы

После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

Кто отвечает в форуме на вопросы ?

Ответ в тему Фрактальные антенны. Мифы, теория и практика построения. как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

Как найти нужную информацию по форуму ?

Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

По каким еще маркам можно спросить ?

По любым. Наиболее частые ответы по популярным брэндам — LG, Samsung, Philips, Toshiba, Sony, Panasonic, Xiaomi, Sharp, JVC, DEXP, TCL, Hisense, и многие другие в том числе китайские модели.

Какие еще файлы я смогу здесь скачать ?

При активном участии в форуме Вам будут доступны дополнительные файлы и разделы, которые не отображаются гостям — схемы, прошивки, справочники, методы и секреты ремонта, типовые неисправности, сервисная информация.

Полезные ссылки

Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.

Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт

По необходимости сделал фрактальную телевизионную антенну. Изделие оказалось очень хорошим, решил поделиться и с вами, вдруг пригодится. Описал её изготовление в небольшом занимательном рассказе.

Кто не знает что это такое и где используется, то могу сказать, что посмотрите видео фильмы про фракталы. А используются такие антенны в наше время повсеместно, к примеру, в каждом сотовом телефоне.

Итак, в конце 2013 года к нам зашли в гости тесть с тёщей, то да сё и тут тёща в преддверии праздника Нового года попросила у нас антенну для своего небольшого телевизора. Тесть смотрит телевизор через спутниковую тарелку и обычно что-то своё, а тёще захотело посмотреть новогодние программы спокойно не дёргая тестя.

Ок, отдали мы ей нашу рамочную антенну (квадрат 330х330 мм), через которую иногда смотрела телек жена.

А тут приближалось время открытия Зимней Олимпиады в Сочи и жена говорит: Сделай антенну .

Мне сделать очередную антенну проблем не составляет, только была бы цель и смысл. Пообещал сделать. И вот пришло время. но мне подумалось, что лепить очередную рамочную антенну как-то скучновато, всё же 21 век на дворе и тут я вспомнил, что самое прогрессивное в построении антенн — это ЕН-антенны, HZ-антенны и фрактальные-антенны. Прикинув, что более всего подходит к моему делу — остановился на фрактальной антенне. Благо про фракталы я фильмов всяких насмотрелся и фоток всяких с Интернета надёргал ещё давно. Вот и захотелось идею воплотить в материальную реальность.

Одно дело фотки, другое — конкретная реализация некоего устройства. Заморачиваться долго не стал и решил построить антенну по прямоугольному фракталу .

Достал медную проволоку где-то диаметром 1 мм, взял плоскогубцы и стал мастерить. первый проект был полномасштабный с использованием многих фракталов. Делал, с непривычки, долго, холодными зимними вечерами в итоге сделал, приклеил всю фрактальную поверхность к ДВП с помощью жидкого полиэтелена, подпаял напрямую кабель, около 1 м длины, стал пробовать. Опа! А эта антенна принимала телеканалы гораздо чётче чем рамочная. порадовал меня такой результат, значит не зря корячился и натирал мозоли, пока гнул проволоку в фрактальную форму.

Прошла где-то неделя и возникла у меня идея, что по размерам новая антенна практически как и рамочная, особой выгоды нет, если не учитывать небольшое улучшение в приёме. И вот решил смонтировать новую фрактальную антенну, используя меньше фракталов, соответственно и по габаритам меньше.

Фрактальная антенна. Первый вариант

В субботу 08.02.2014 г. достал небольшой кусок медной проволоки, что осталась от первой фрактальной антенны и довольно быстро, около полу часа, смонтировал новую антенну.

Фрактальная антенна. Второй вариант

. потом подпаял кабель от первой и получилось уже законченное устройство. Фрактальная антенна. Второй вариант с кабелем

Приступил к проверке работоспособности. Ух ты блин! Да эта ещё лучше работает и принимает в цвете аж 10 каналов, чего раньше нельзя было достигнуть с помощью рамочной антенны. Выигрыш существенный! Если ещё обратить внимание, что условия приёма у меня совсем неважнецкие: второй этаж, наш дом полностью перекрыт от телецентра многоэтажками, никакой прямой видимости, то выигрыш впечатляет как по приёму, так и по размерам.

В Интернете есть фрактальные антенны выполненные травлением на фольгированном стеклотекстолите. думаю без разницы на чём делать, да и размеры слишком сильно не стоит точно соблюдать для телевизионной антенны, в пределах работы на коленке .

Фрактальная антенна из фольгированного текстолита Фрактальная антенна в сотовом телефоне

Ниже привожу видео про фрактальные антенны . Можете посмотреть и расширить свои познания в теме фрактальных антенн. про то, как они были открыты, и как они используются в современной технике.

Кому понравилась идея, можете сами попробовать смастерить подобную антенну, мы же используем её с тех пор, как была Зимняя Олимпиада в Сочи 2014 г. .

Проектирование СШП шестиугольной фрактальной микрополосковой НЕантенны, или будь бдителен

В последние несколько лет я регулярно сталкиваюсь с задачами по разработке СШП (сверхширокополосных) СВЧ-модулей и функциональных узлов. И как ни грустно мне об этом говорить, но почти всю информацию по теме я черпаю из зарубежных источников. Однако некоторое время назад, в поисках нужной мне информации, я наткнулся на очень интересную статью, сулившую решение всех моих проблем. О том, как решения проблем не получилось, я и хочу рассказать.

Одной из постоянных «головных болей» в области разработки СШП СВЧ-устройств является разработка СШП-антенн, которые должны обладать набором определенных свойств. Среди этих свойств можно выделить следующие:

1. Согласование в рабочей полосе частот (например, от 1 до 4 ГГц). Однако бывает, когда согласоваться надо в диапазоне частот от 0,5 ГГц до 5 ГГц. И вот тут возникает проблема опуститься по частоте ниже 1 ГГц. У меня вообще сложилось впечатление, что частота 1 ГГц обладает какой-то мистической силой – к ней можно приблизиться, но очень сложно преодолеть, т.к. при этом нарушается другое требование, предъявляемое к антенне, а именно

2. Компактность. Ведь ни для кого не секрет, что сейчас мало кому нужна волноводная рупорная антенна огромадных размеров. Все хотят, чтобы антенна была маленькой, легкой и компактной, чтобы ее можно было засунуть в корпус портативного устройства. Но при компактификации антенны становится очень трудно соблюсти п. 1 требований, предъявляемых к антенне, т.к. минимальная частота рабочего диапазона тесно связана с максимальным габаритом антенны. Кто-то скажет, что можно делать антенну на диэлектрике с высоким значением относительной диэлектрической проницаемости… И будет прав, но это противоречит следующему пункту нашего списка, который гласит, что

3. Антенна должна быть максимально дешевой и изготавливаться на основе самых доступных и недорогих материалов (например, FR-4). Потому как никто не захочет платить много-много денег за антенну, будь она даже трижды гениальной. Все хотят, чтобы стоимость антенны на этапе изготовления печатной платы стремилась к нулю. Ибо таков наш мир…

4. Есть еще одно требование, возникающее при решении различных задач, связанных, например, с локацией ближнего действия, а так же с созданием различных датчиков, применяющих СШП-технологию (тут надо уточнить, что речь идет о приложениях с малой мощностью, где каждый дБм на счету). И это требование гласит, что диаграмма направленности (ДН) проектируемой антенны должна формироваться только в одной полусфере. Для чего это нужно? Для того, чтобы антенна «светила» только в одном направлении, не рассеивая драгоценную мощность в «обратку». Так же это позволяет улучшить ряд показателей системы, в которой такая антенна применяется.

Для чего я все это пишу. Для того, чтобы пытливый читатель понял, что разработчик подобной антенны сталкивается с массой ограничений и запретов, которые ему нужно героически или остроумно преодолеть.

И вдруг, как откровение проявляется статья «UWB Hexagonal Fractal Microstrip Antenna Design», которая сулит решение всех вышеозначенных проблем (а так же и тех, которые упомянуты не были). Прочтение этой статьи вызывает легкое чувство эйфории. Хотя с первого раза полного осознания написанного не происходит, но волшебное слово «fractal» звучит очень многообещающе, т.к. евклидова геометрия свои аргументы уже исчерпала.

Беремся за дело смело и скармливаем структуру, предлагаемую автором статьи, симулятору. Симулятор утробно рычит кулером компьютера, пережевывая гигабайты цифр, и выплевывает переваренный результат… Глядя на результаты моделирования, чувствуешь себя маленьким обманутым мальчиком. Слезы наворачиваются на глаза, т.к. опять твои детские воздушные мечты натолкнулись на чугунную…реальность. Нет никакого согласования в диапазоне частот 0,1 ГГц – 24 ГГц. Даже в диапазоне 0,5 ГГц – 5 ГГц ничего похожего нет.

Тут еще остается робкая надежда, что ты чего-то не понял, что-то сделал не так… Начинаются поиски точки включения, различные вариации с топологией, но все тщетно – она мертва!

Самое печальное в этой ситуации то, что до последнего момента ищешь причину неудачи в себе. Спасибо товарищам по цеху, которые объяснили, что все правильно – не должно оно работать.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: