Направи си сам дисково-конусна антена характеристики, функции, дизайн

Предишна

Съдържание:

  • Дискоконични антени
  • Защо такава антена е дискоконична?

Дисково-конусната антена е характерен излъчвател, който е дал името на първата част от сложното наименование на продукта, със "земя", направена от метални фитинги или просто конус. В определен диапазон този дизайн ви позволява да получите линейна вертикална поляризация, когато вълната се движи между диска и конуса. Това е точно това, което е необходимо за радиовръзка. Освен това ще разгледаме модификация, която превръща устройството в емитер с кръгова поляризация в посока, перпендикулярна на диска и противоположна на местоположението на земята. Във всеки случай читателите ще научат как да сглобяват дисково-конична антена със собствените си ръце.

Схемата на дисково-конусната антена

Дискоконични антени

И така, темата на днешния разговор е дисково-конусна антена "направи си сам". Има слухове, че първият патент под номер 2368663 (САЩ) е взет от определен AR Kandoian (Kandoian). Предимството на това устройство е широк диапазон от работни честоти. Разбира се, усилването е по-ниско от дипола. В целия диапазон обикновено е възможно да го свържете към кабела без координация, освен това самият дизайн не е много критичен за точността на размерите. В дециметровия диапазон обикновено трябва да вземете плътен цилиндър, докато на HF и метровите вълни обикновено е достатъчна само скелетна форма. Дискът може също да се изроди в набор от проводници с един център. Това значително намалява натоварването от вятър, тъй като при дълги вълни размерите на конуса и диска могат да придобият гигантски стойности. Пръчките обикновено са 6, 8 или 12.

Централното ядро ​​на кабела е свързано към диск с определен размер. Ролята на земята се играе от сноп метални фитинги, ако няма желание да направите конус със собствените си ръце. Ясно е, че в същото време диаграмата на посоката е малкосе изкривява Има неравности в азимутална посока. И диаграмата на насоченост на типичната дисково-конична антена прилича на тор (багел). Вълната възниква между диска и конуса. Обхватът зависи от разстоянието между тях. Като пример цитираме дизайна, посочен на уебсайта http://elektronika.rukodelkino.com/stati/antenni/35-disko-konusnaya-antenna.html, вярваме, че авторите няма да бъдат много обидени от това. (Вижте също: Направи си сам магнитна антена)

Съдържанието на работата вече е описано, ето как да го приложите за честоти от 85 до 500 MHz:

  • Диаметърът на диска е 550 мм.

    дисково-конусна

    Размери и видове дискове

  • Коничността не е дадена, но диаметърът на основната площ е 600 мм, както и страничната стена. Вярваме, че въз основа на тези данни ще бъде още по-лесно да изрежете нещо подходящо (в краен случай от калай).
  • Разстоянието от върха на конуса до диска е 100 mm.
  • Според изчисленията на авторите на статията общата височина на антената е 620 мм, без да се взема предвид дебелината на диска.

    • Вълновият импеданс на устройството е 60 ома, така че бъдете готови да го съпоставите по всеки удобен начин. Централното ядро ​​се свързва директно към средата на диска отдолу, а конусът се свързва към екрана. По този начин се получава нещо като отворен вълновод, където вълната се разпространява, излъчвайки. Коефициентът на усилване е минус 3 dB в сравнение с полувълнов дипол. Няма онлайн калкулатори за изчисление, нека намерим подходящ метод. За целта ще анализираме собствен дизайн. Ще приемем, че минималното и максималното разстояние между диска и конуса трябва по някакъв начин да бъде свързано с граничните дължини на вълните на диапазона. Ето ги за начало и нека ги преброим:

    ?min = 299 792 458 / 500 000 000 = 60 cm.

    ?max = 299 792 458 / 85 000 000 = 3,53 m.

    Ето от тезиразмери и ще танцуваме, образно казано. Нека разделим и двете на четири и да видим какво остава. Имаме: 15 и 88,2 см. Виждаме, че размерите очевидно не са обвързани с нищо. Взимаме книгата... Според чертежите и формулите:

    • Ъгълът на върха на конуса трябва да бъде 60 градуса.
    • Дължината на страната е една четвърт от максималната работна дължина на вълната или повече.

      Характеристики на конуса на антената

    • Диаметърът на основата на конуса може да се намери въз основа на ъгъла на върха и дължината на страната. Просто казано, тя е равна на дължината на страната.
    • Диаметърът на диска е 0,7 от основата на конуса.
    • Конусът се срязва на върха, за да освободи кабела на низходящата тръба (коаксиален кабел).
    • Разстоянието от срязването на конуса до диска е 0,3 от диаметъра на напречното сечение.

    Последните два параметъра определят горната граница на честотата на антената, тъй като, както пише Нийл, резултатите от чиято работа току-що използвахме, дисково-конусната антена се държи като филтър на горните честоти. Тоест има някаква ограничаваща долна честота, от която се изчислява страната на конуса, на която КСВ е 3. При преминаване през границата надолу КСВ започва да расте бързо, което прави използването на уреда непрактично. В рамките на работните граници този параметър постепенно намалява до 1,5. Но строго погледнато, дължината на страната на конуса трябва да се вземе малко повече от една четвърт от дължината на вълната. В допълнение, диаметърът на диска не зависи от ъгъла в горната част, който може да варира от 60 градуса.

    Е, нека сравним тези данни с горните: от изчисленията се вижда, че страничната стена е взета равна (!) на минималната дължина на вълната, което не съответства на книгата. За вярност в момента разглеждаме таблицата за прилики, всички от същата литература, за да потвърдим или разсеем най-накрая нашите съмнения (собствениците на сайта не са използвали същите параметриизчисление).

    Таблица с размери

    Вижда се, че размерът на антената намалява линейно с увеличаване на честотата. Например при 14 MHz те са почти два пъти повече, отколкото при 28 MHz. И така, за 85 MHz ще намерим необходимите параметри на пропорцията (припомнете си, че ъгълът в горната част на данните, дадени по-рано, също е 60 градуса). 85 разделено на 14 ще бъде 6. И така, разделяме размерите на този коефициент, оказва се:

  • Ъгълът в горната част е 60 градуса.
  • Диаметърът на основата и дължината на страната са 91 см.
  • Диаметърът на диска е 61см.
  • Разстоянието между диска и конуса е около 4 см.

    • Горната честота не е непременно 500 MHz, казахме, че зависи от диаметъра на сечението на конуса. Колкото по-малък е отворът за кабела, толкова по-висока е честотата на антената. И така, ние показахме, че е напълно невъзможно да се доверим на изчисления от мрежата. Възможно е там да са използвани някакви конструктивни нововъведения, за които не знаем нищо, но най-вероятно авторите са намалили конуса до размера на диска, така че той няма да работи на по-ниски честоти.

    Можем също да познаем как се изчислява максималната работна честота: една четвърт от нейната дължина на вълната е равна на разстоянието от точката на закрепване на сърцевината към диска до конусната част. Само по аналогия. Проверете този факт без нас, защото смятаме, че е очевиден. (Вижте също: All-wave антена със собствените си ръце)

    Защо такава антена е дискоконична?

    Много читатели са забелязали, че не всички прегледи имат пиков ъгъл от 60 градуса. Защо е избран от теоретици и опитни практици? Бяха проведени изследвания за 50 Ohm кабел, които ясно показаха, че този ъгъл в горната част дава най-широк диапазон, където SWR не надвишава 2. В други случаи, както в посока на увеличаване, така и в посока на намаляване, различни пикове и стесняване на групата бяха наблюдавани. Така ъгълът е 60 градуса приотгоре е теоретично обосновано. Ако долната граница не е толкова важна, тогава я увеличете с 10 градуса. В същото време КСО става по-приемлив, не само в областта на долната граница.

    Що се отнася до скелетните форми вместо твърдите конуси и дискове, трябва да е ясно, че това значително намалява теглото на продукта и намалява натоварването от вятър. Само си представете тези тежки продукти, направени от стомана, да не говорим за мед! Колко ще тежат?

    И така, беше показано, че широколентовата дискоконична антена все още има коефициент на усилване по-малък от този на вибратора. В същото време самата конструкция не е толкова чувствителна към отклонения в размера и също се различава по сравнителна сложност. С други думи, възможно е сами да направите дисково-конична антена, но е трудно. Нека обобщим:

    • Ключът е размерът на страната на конуса, от който се изчисляват всички останали размери.
    • Ъгълът в горната част трябва да бъде 60 градуса за радиокомуникация и WiFi.

    Обещахме също да покажем как да подобрим дисково-конусната антена. Моля те! В този случай дискът се записва не директно от кабела, а през участък от проводник, който е участък от линия с безкрайно високо съпротивление при преминаване през определена ограничаваща честота. В центъра на диска се изрязва дупка, през която вената захранва друг диск, разположен отгоре, който започва да излъчва към зенита. Този дизайн улавя почти всяка линейна поляризация, която също идва от вертикална точка. Защо е необходимо това? Честно казано, не знаем, но такъв вариант се дава в литературата. Ако читателите имат желание, ще го разгледаме по-подробно.

    Особеността на дисково-конусните антени е, че можете да направите гигантска структура, която приема на всички честоти. Основното нещо е правилното изпълнение на върха, отговорен за горния диапазон. Разбира се, когато се доближава до микровълнови печкиизискванията за грапавостта на повърхността ще се увеличат, тъй като светлинните лъчи, например, се отразяват само от огледало. В тази светлина е ясно защо има такъв интерес към тези продукти. Полувълновият вибратор дава добро усилване, но никога няма да осигури такава шикозна лента. Домашно направена дискова конична антена с приличен размер ще улови почти всичко! От всички посоки. В светлината на това препоръчваме не само да се погрижите как да направите дисково-конична антена, но и да я осигурите с добър входен филтър.

    Следваща

    Прочетете също: