13 антенны с круговой поляризацией поля излучения: цилиндрические, конические, плоские спиральные . принципы построения. характеристики

Фрактальные антенны

На сегодняшний день, в мире существует великое множество различных видов антенн, в зависимости от назначения и области применения они имеют различную конструкцию. Тип антенн, о котором пойдёт речь в этой статье, появился сравнительно недавно, и принципиально отличается от известных, стандартных и общепринятых решений. К тому же им пророчат большое будущее. Речь пойдет, о так называемых фрактальных антенных. Фрактальная антенна – это антенна, активная часть которой имеет вид самоподобной кривой или какой либо другой подобно делящейся или состоящей из подобных сегментов фигуры. Что бы иметь более понятное представление о такой форме, нужно обратиться к фрактальной геометрии.

Фрактальная геометрия утверждает, что практически любые природные формы с математической точки зрения являются фракталами. Фрактал – от латинского: Fractus – сломанный, разбитый. Получить фрактал можно разделив фигуру на всё более мелкие объекты, деление может осуществляться бесконечно. Таким образом, любая из полученных фигур будет делиться на подобные, и в свою очередь являться частью такой же фигуры.

Впервые на практике для антенн эти принципы применил в 90-е года XX века американский инженер Натан Коэл. Коэл, задумавшись о принципах фрактальной геометрии, взял обычную медную проволоку и придал ей форму самоподобной ломанной кривой, после чего, подключив её к своему радиоприёмнику, поразился на сколько хорошо она работает. Продолжая развивать это направление в построении антенн выяснилось, что при помощи фракталов можно значительно уменьшить размеры конструкции, и расширить полосу рабочих частот, т. е. можно создать широкополосную антенну. Последующие математические расчеты показали, что действительно широкополосная антенна, диапазон частот которой может охватить весь радиоволновой спектр, должна иметь фрактальную форму.

Дальнейшие исследования в этой области привели к широкому практическому использованию фрактальных антенн в мобильных устройствах. Их компактность и широкополосные свойства сделали их незаменимыми в беспроводной связи, в Bluetooch, Wi-Fi и GSM стандартах. Таким образом, в одном гаджете, например, в мобильном телефоне, смартфоне, КПК, удалось разместить все эти устройства. Многие микроволновые устройства тоже используют фрактальные антенны. Отличная работа фрактальных антенн в телевизионном диапазоне так же была отмечена. Отсутствием широкого применения фрактальной конструкции таких антенн в производстве, объясняется тем, что патентом на производство и внедрение фрактальных систем в антенной промышленности владеет весьма ограниченное количество компаний.

В ближайшем будущем фрактальное направление в построении антенн приведет к развитию и повсеместному внедрению этой технологии. Существует мнение, что исследования в этом направлении, математические расчеты для совершенствования подобной фрактальной формы, неизбежно приблизят нас к конструкции идеальной антенны.

Возможно, вам также будет интересно

Компании Maxtena представляет новую антенну NETZ 5in1, которая разработана по технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output) и объединяет в себе пять антенн: две LTE, две WI-FI и антенны GPS/ГЛОНАСС/Beidou. Данная технология позволяет увеличить полосу пропускания канала и скорость передачи данных. Низкопрофильный корпус антенны выполнен из высокопрочного пластика PC+ABS и имеет высокую степень …

Настоящая статья представляет собой обзор продукции ведущего китайского производителя GSM-модемов для M2M-приложений — компании SIMCom Limited, входящей в холдинг Sim Technology Inc.

На страницах журнала «Беспроводные технологии» уже шла речь о радиомодеме РМД400 . Было показано, что наиболее оптимальным вариантом для построения беспроводных производственнотехнологических сетей является использование оборудования для нелицензируемого диапазона 433 МГц. Сегодня — рассказ о тех особенностях, которые выделяют радиомодем РМД400 из ряда других аналогичных устройств. Приводятс…

Антенна двойной квадрат изготовление

После того как мастер узнал, какие размеры антенны двойной квадрат надо использовать, он может приступать к ее изготовлению.

Этот процесс предусматривает несколько этапов:

В первую очередь придется осторожно, с двух сторон зачистить кабель. Тот конец, который будет крепиться к самой конструкции, следует очистить таким образом, чтобы провод выходил из изоляции примерно на 2см

Если оголенный кончик получился большего размера, то излишек следует отрезать.
Фольга, которая будет задействоваться в качестве отражающего экрана, и оплетка должна быть скручена в жгут.
В итоге у мастера получится два проводника, которые необходимо залудить.
Берется второй край кабеля (1см) и к нему припаивается штекер. Те места, в которых будет осуществляться пайка, необходимо обработать посредством растворителя либо спирта. После этого нужно выполнить зачистку надфилем или наждачной бумагой. На подготовленный кабель надевается штекер пластиковой частью, делается пайка.
На следующем этапе придется припаять моножилу к выходу штекера (центральному), а многожильную скрутку к боковому.
Вокруг изоляции обжимается захват. Это делается и при изготовлении антенны тройной квадрат.
Накручивается наконечник, выполненный из пластика. Полости специалисты рекомендуют залить герметиком, не проводящим ток либо клеем.
Быстро собирается конструкция штекера, пока не успела застыть клеящая смесь (ее излишки убираются).
Осуществляется соединение своими руками двух элементов: рамки с кабелем. Ввиду того, что в процессе изготовления антенны не делалась привязка к конкретному каналу, выполнять припаивание кабеля нужно к средней точке рамки. В итоге удастся увеличить широкополосность конструкции, которая станет принимать больше каналов.
Второй подготовленный кончик кабеля необходимо припаять по центру к двум сторонам, которые предварительно были зачищены и залужены.
На данном этапе завершен процесс изготовления конструкции активной рамки, теперь переходим к проверке и установке антенны.

Если владелец загородного или дачного дома планирует получить больший коэффициент усиления принимаемого цифрового сигнала, ему следует изготовить антенну тройной квадрат.

Для этого следует по такому же принципу выявить частоты рассчитать, основные параметры. Для дмв антенны тройной квадрат потребуется больше расходных материалов, так как потребуется создать дополнительную рамку – директор, имеющий меньшие размеры.

Самостоятельное изготовление антенны

Промышленность предлагает большой выбор антенн. Разнообразие цен может варьировать от несколько сотен до несколько тысяч рублей. Существуют антенны для телевидения, спутникового приема, телефонии. Но можно изготовить спиральную антенну и своими руками. Это не так сложно. Особой популярностью пользуются спиральные антенны для Wi-Fi.

Они особо актуальны, когда необходимо усилить сигнал от роутера в каком–нибудь большом доме. Для этого понадобится медная проволока, сечением 2-3 мм2 и длиной 120 см. Необходимо сделать 6 витков диаметром 45 мм. Для этого можно использовать трубку, соответствующего размера. Хорошо подходит черенок от лопаты (у него примерно такой же диаметр). Наматываем проволоку и получаем спираль с шестью витками. Оставшийся конец сгибаем таким образом, чтобы он ровно проходил через ось спирали, «повторяя» ее. Растягиваем винтовую часть, чтобы расстояние между витками находилось в пределах 28-30 мм. Затем приступаем к изготовлению отражателя.

Для этого подойдет кусок алюминия размером 15 × 15 см и толщиной 1,5 мм. Из этой заготовки делаем круг диаметром 120 мм, обрезая ненужные края. В центре круга просверливаем отверстие на 2 мм. Вставляем в него конец спирали и припаиваем обе детали друг к другу. Антенна готова. Теперь необходимо вывести провод излучения из модуля антенны роутера. И конец провода спаять с выходящим из отражателя концом антенны.

Что нужно для изготовления антенны двойной квадрат

Сегодня на смену аналоговому телевидению пришло цифровое ТВ. Благодаря новым технологиям люди получили возможность смотреть передачи в отличном качестве, причем существенно увеличилось количество доступных каналов. Для подключения к цифровому ТВ достаточно иметь хороший телевизор, дешифратор и комплектующие, для установки. Чтобы получать на свое оборудование видеосигнал, необходимо иметь дециметровую антенну двойной квадрат. Ее нет смысла покупать, так как, имея под рукой минимум материалов, можно за считанные минуты изготовить устройство самостоятельно.

Антенна двойной квадрат по внешнему виду напоминает пару соединенных между собой ромбов. Несмотря на примитивность конструкции, она будет довольно хорошо принимать сигнал. Для ее изготовления можно задействовать любой материал, способный проводить ток, например, уголок, металлическую полосу, проволоку, пруты, трубки. Чтобы максимально усилить сигнал следует расположить за парными квадратами отражатель, выполненный, например, из фольги.

Если принято решение своими руками провести все работы, то надо подготовить для такой антенны такие комплектующие:

Надо ли делать расчеты

Если человек самостоятельно решил изготовить антенну двойной квадрат для получения цифрового сигнала, ему нет надобности исчислять длину волны. Специалисты рекомендуют людям, для принятия устройствами максимального количества сигналов, делать конструкции более широкополосными.

В том случае, когда мастер стремится изготовить антенну по всем правилам, он может выполнить расчеты.

Для этого ему потребуются определенные данные:

1. Узнать размер стороны квадрата удастся таким образом. Определяется волна, на которой осуществляется трансляция сигнала. Этот показатель делится на 4.
2. Узнать, какое в идеале расстояние должно быть между 2 частями устройства можно таким образом. Внутренние элементы — более короткие, а наружные стороны ромбов – немного длиннее.

Также мастера могут задействовать в процессе изготовления антенн двойной квадрат уже готовые расчеты:

Испытание антенны двойной квадрат

После того как была создана конструкция антенны ее следует испытать. В обязательном порядке мастер должен выполнить настройку излучателя, благодаря чему удастся смотреть передачи в максимально высоком для таких условий качестве.

При проведении испытаний следует учесть несколько нюансов:

• Диаграмма направленности конструкции будет косить при отсутствии устройства, обеспечивающего симметрию.
• Если стороны квадрата возбуждаются синфазно, значит поляризация эл. поля к плоскости конструкции проводится перпендикулярно.
• Компенсировать реактивную составляющую антенны (после настройки антенны) можно при настройке мостика (симметрирующего), удлиняя или укорачивая этот элемент.
• Если сопротивление антенны под кабель будет более высоким, то это положительно отразится на коэффициенте усиления. Именно поэтому для конструкции следует задействовать коаксиальный кабель не 50Ом, а 75Ом.
• Антенну следует помещать в защитный корпус, который предотвратить заливание водой и налипание снега, обледенение. Для этих целей можно задействовать 5л пластиковую баклажку.
• В процессе испытаний не должно находиться возле антенны второй квадрат ноутбука или ПК с подключениями wi-fi. Как только конструкция будет включена в ТВ оборудование, можно посредством компьютерной техники ловить эти сигналы. Наиболее качественные wi-fi точки будут обнаружены при установке антенны на крыше.
• Проводится настройка тюнера и проверяется качество видео и звука.

Обзор семейства спиральных GPS-антенн Sarantel

Английская компания Sarantel, образованная в марте 2000 г., является одним из лидеров по разработке и производству миниатюрных спиральных фильтрующих GPS-антенн. GPSантенны Sarantel, построенные на базе патентованной технологии GeoHelix, обладают рядом преимуществ, позволяющих с успехом применять их в миниатюрных портативных устройствах. Широкая диаграмма направленности антенн Sarantel (более 120°) позволяет принимать сигнал со спутника, расположенного близко к горизонту. Антенны имеют симметричный выход, что повышает помехоустойчивость фидерного тракта и устраняет необходимость использования симметрирующего трансформатора. Благодаря использованию керамики с высокой диэлектрической проницаемостью размеры ближнего поля антенны практически ограничиваются размерами самой антенны

Антенны малочувствительны к влиянию близко расположенного тела человека и не требуют определенной ориентации в пространстве, что важно для портативных устройств. Выполнение функций полосового фильтра позволяет размещать антенны вблизи других антенн в устройствах GPS/GSM или Bluetooth/GPS

Линейка продукции компании Sarantel представлена пассивными и активными моделями антенн (таблица 1). В зависимости от чувствительности GPS-приемника предложены два варианта активных антенн — с коэффициентом усиления 18 дБ (SL1204) и 25 дБ (SL1206). Низкий ток потребления дает возможность использовать антенны в мобильных приложениях.

Рис. 1. Защитный колпачок антенны

Разнообразие моделей объясняется необходимостью выполнения предъявляемых требований к антенне в различных используемых приложениях. Компания Sarantel разработала систему колпачков для внешнего монтажа (рис. 1) и пластиковых рукавов для внутреннего монтажа (рис. 2). С их помощью осуществляется механическая поддержка антенны, корректируется влияние корпуса и окружающих компонентов, т. е. обеспечивается резонанс антенны на нужной частоте.

Рис. 2. Пластиковый рукав антенны

Для промышленных и портативных износостойких GPS-устройств разработана влаго- и пылезащищенная модель SL1203, использующая SMA-разъем. Для миниатюрных многофункциональных устройств с ограниченным пространством внутри корпуса выпускается компактная модель SL1300. Антенна сохраняет свой коэффициент усиления при встраивании внутрь прибора и не требует использования пластикового рукава.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Книги по ардуино Правильная пайка проводов паяльником Птф солярис