Проектиране и работа на логопериодична антена „Направи си сам“.

Предишна

Съдържание:

  • Видове логопериодични антени
  • Дизайнът на логопериодичната антена
  • Действие на логопериодичната антена

Ще ви кажем как да направите логпериодична антена. Логопериодичните антени са сред така наречените честотно независими. Те наистина работят в толкова широк диапазон, че покриват целия спектър на излъчване. На външен вид те приличат на антена тип "вълнов канал", само че имат директори с променлива дължина, която се подчинява на логаритмичния закон. Идеята е предложена за първи път през 1957 г. в статия от Isbell и Duhamel. Всъщност има поне три вида от тези устройства, но нашите читатели почти сигурно са виждали само един - този по рафтовете на магазините. Възможно ли е да направите логопериодична антена със собствените си ръце? Точно като всяка друга. Трябва само да знаете измеренията и да разберете кое е важно и къде можете да се поглезите.

Видове логопериодични антени

Рядко се среща такова явление като самостоятелно направена логопериодична антена. И напразно! И така, дизайнът... логопериодичните антени са три вида:

  • Апартамент. Те изглеждат като неразбираем кръг, от който произволно (на пръв поглед) се изрязват песни и сектори. Получава се някаква комбинация от мишена, с бутални пръстени на двигател с вътрешно горене и все още неясно какво... Но в резултат на това такова нещо приема и излъчва вълни.
  • Пространствената логопериодична антена изглежда ужасно. Това предизвиква асоциации с някакъв фантастичен филм, където космическите флагмани са окачени с абсолютно същата измишльотина. Възможно е режисьорите да са били равни на това. Изглежда просто фантастично, но работи доста реалистично.
  • Плоските еднопосочни логопериодични антени са точно това, което виждаме в магазините. Толкова дълго стърчипрът, който е осеян от двете страни, като мустаци, с напречни греди с различна дължина. Вече изглежда по-организирано, но е недостижимо за разбиране.

    • Би било грешка да се мисли, че логопериодичните антени са подходящи само за телевизия. Въпросът тук е друг: дизайнът на продуктите е много сложен и първите методи, предложени от номограми, ръководени от тях, самоуките майстори трябваше да преработват всичко многократно. Първите логпериодични антени бяха много трудни за настройка. Ето защо интересът към тях не се разви доскоро, въпреки че са известни повече от половин век. Дизайни за GSM, WiFi и други микровълнови протоколи вече съществуват, предлагани са отдавна, но... не са известни на никого. Ако не вярвате, опитайте да намерите нещо в интернет, сравнете го с резултатите от бисквадрата на Харченко и веднага ще разберете за какво говорим. (Вижте също: Направи си сам FM антена)

    Що се отнася до математиката, решението на задачата ни изправя директно пред цял набор от интегрални уравнения, които не са за всеки. Най-осведомените автори смятат, че е необходимо просто да използвате готови структури или да разработите сами, но повече по метода на научните тикове. Ясно е, че първата задача е трудна за решаване на хартия, така че опитни хора препоръчват просто да се използват различни езици за програмиране. MathCAD и C++ са най-подходящи.

    работа

    Дизайнът на логопериодичната антена

    Дизайнът на логопериодичната антена е впечатляващ със своята сложност. Нека се опитаме да го опишем. Нека започнем малко опростено, за да не объркаме още повече читателите

    • Прът, подобен на този на вълновод, всъщност осигурява отделна мощност за левия и десния вибратор. Освен това те са разположени симетрично в противофаза.
    • Освен това левият и десният ред се редуватвибратори, така да се каже, сменят своя носител (два от тях, близо разположени и успоредни). Тоест, например, първият ляв вибратор принадлежи към горния носач, а първият десен към долния. При други е точно обратното. Левият сега е на долния, десният е на горния.
    • Броят на вибраторите зависи от дизайна, но дължината на най-големите (които са разположени в задната част) е (в сумата от ляво и дясно) половината от дължината на вълната на най-ниската честота от диапазона.
    • Захранването се подава към предната част. Това може да се направи с тел, положена вътре в носача, или веднага да свържете симетрична линия към върха. В първия случай, нека обясним, че коаксиалният кабел лежи вътре в един от водачите, а самият водач служи като част от линията. При напускане на чучура централната вена е свързана с втория носач. Оказва се, че тази двупроводна линия играе и ролята на четвъртвълнов балансиращ трансформатор.
    • Затварянето на линията се извършва зад най-дългия вибратор на разстояние една осма от дължината на вълната на най-ниската честота на диапазона. Според някои данни това е направено от съображения за координация. Между другото, този метод е добър, защото всички вибратори са свързани към земята, следователно, когато удари мълния, кабелната плитка е първата, която изгаря.

    Действие на логопериодичната антена

    Според теорията винаги има някаква активна област в логопериодичната антена, образувана от вибратори, където текущото ниво е по-високо от 10 dB. Само когато честотата започне да намалява, тази зона се измества към по-дълги вибратори. При увеличаване протича обратният процес. Тоест не всички елементи на линията работят еднакво. Малко почивка. Това е, което води до такава феноменална широколентова връзка. Особеността на линията е, че вълната първо достига до вибраторите, коитоимат размер, малко по-различен от резонансния (по-малък). Докато сигналът напредва към "идеалния" вибратор за него, част от мощността вече е разсеяна. Благодарение на тази характеристика е възможно да се скъси най-дългият излъчвател, което леко намалява размерите на цялата логопериодична антена.

    И така, читателите трябва да разберат едно просто нещо: валиден и прост метод за изчисление все още не е изобретен, но всички онези, които обичат да се ровят в интегралите, са поканени на изданието от 2005 г. на Logoperiodic vibratory antennas, където всички тънкости са обяснени подробно . По-специално, няколко глави са посветени на програмирането. Няма да се впускаме във всички тънкости на MathCAD, да дадем изчислението на логпериодичната антена, защото предпочитаме C++, но ще покажем заключенията, така че читателите да могат сами да направят дизайна:

  • Работният обхват на антената е от 470 до 790 MHz.
  • Броят на вибраторите е 9 от всяка страна.
  • Коефициентът на геометрична прогресия е 0,895.
  • Разстоянието между вибраторите е 0,17 метра.
  • Входното съпротивление е 75 ома.
  • Вълново съпротивление на захранващата линия е 97,143 ома.
  • Диаметърът на проводниците на захранващата линия е 8 мм.
  • Разстоянието между проводниците (носачите) е 10,768 mm.
  • Разстоянието от най-дългия вибратор до затварянето на линията е 72,556 мм.

    • Ние обясняваме за тези данни, че дължината на най-дългия вибратор (ляв и десен заедно) трябва да бъде равна на половината от дължината на вълната на най-ниската честота (на теория). Нека намерим този параметър. Изчисляваме дължината на вълната по добре познатата формула 299792458 / 470000000 = 637,85 mm. Разделяме на четири, за да намерим дължината на един (ляв или десен) вибратор, получаваме 159,5 mm. Всеки следващ вибратор се намира чрез умножаване на това число по фактора данни. Всичките им краища лежат на линия, начертана от някаква въображаема линияцентър, който лежи по оста на антената, някъде пред нея. Разстоянията също се умножават по този коефициент. А първоначалната е 17см...

    Но всъщност, както обяснява авторът на идеята, различните дебелини на вибраторите са изчислени според формулите и някои от тях никога не са получавали своята част от енергията по време на работа (което вече беше обсъдено по-горе), така че логопериодичната антена на DMV беше създаден, беше решено да се вземе цялата тел с дебелина 6 mm, а разстоянията и дължините бяха както следва: (Вижте също: DMV антена със собствените си ръце)

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

    • Антената се регулира чрез промяна на разстоянието между носителите. Отстраняването на късо съединение от най-дългия вибратор също варира. Вземете размерите от таблицата, авторът е знаел по-добре какво прави, вероятно е взел предвид разстоянията между носачите и всичко останало. Разглежданата лог-периодична антена е отлична за цифров мултиплекс и ще ги улови всички, най-вероятно проверете Wikipedia за повече подробности. За да работите върху телевизионното приемане, структурата трябва да бъде разположена така, че всички вибратори да са в хоризонтална равнина. В голям град лъчът може изобщо да не идва от посоката на кулата, а също и под ъгъл. Ако не можете да го хванете, опитайте да наклоните логпериодичната антена, за да постигнете желания ефект.

    Вече говорихме за захранване, прекарайте кабела през един от носачите и в областта на чучура осигурете връзката на който и да е от тях с плитката, а вторият - с жилищния.Линията се затваря зад най-дългия вибратор. Сега всеки от нашите читатели може самостоятелно да направи логопериодична антена според дадените данни.

    Пожелаваме на всички читатели успех в експериментите. Вече знаете как да направите логопериодична антена със собствените си ръце. Сбогуваме се с нашите читатели. Напомняме ви, че въпросният дизайн далеч не е най-простият и е необходим само за гледане на целия честотен диапазон. Ако това не е необходимо, създайте обикновени вибратори с четвърт вълна и не се изкачвайте в бедните квартали.

    Следваща

    Прочетете също: