Зміст:
- Навіщо потрібні фрактальні антени
- Як зібрати фрактальну антену для цифрового телебачення
В математиці фрактальными називаються множини, що складаються з подібних елементів всьому безлічі в цілому. Кращий приклад для цього такий: якщо розглянути близько-близько лінію еліпса, то вона стане прямою. Фрактал ж – скільки не збільшуй – картинка буде все такою ж складною і схожою на загальний вигляд. Елементи можуть розташовуватися самим химерним чином. Отже, найпростішим прикладом фрактала можна вважати концентричні окружності. Скільки не збільшуй, будуть з’являтися все нові й нові кола. А прикладів фракталам безліч. Наприклад, у Вікіпедії даний малюнок капусти Романеско, де качан складається з шишок, які в точності нагадують сам цей качан. Тепер читачі розуміють, що виготовити фрактальні антени своїми руками буде не так просто. Зате цікаво.
Навіщо потрібні фрактальні антени
Призначення фрактальної антени в тому, щоб зловити більше меншими жертвами. У західних відео — наші, мабуть, ще не дійшли — можна знайти параболоїд, де випромінювачем служить відрізок фрактальної стрічки. Тобто вони там вже роблять з фольги елементи пристроїв НВЧ, які більш ефективні, ніж звичайні. Ми покажемо, як зробити фрактальну антену своїми руками від початку і до кінця, а ось її погодженням займайтеся наодинці з КСВ метром. Згадаємо, що є цілий сайт, зрозуміло, зарубіжний, де просувають в комерційних цілях відповідний продукт, креслень там немає. Наша саморобна фрактальна антена простіше, але її перевага в тому, що її можна зробити власними руками. І це великий плюс.
Перші фрактальні антени — биконические — з’явилися, якщо можна вірити відео з сайту fractenna.com у 1897 році Олівером Лоджем. Не шукайте у Вікіпедії, там про це жодного слова. У порівнянні зі звичайним диполем пари трикутників замість вібратора дає розширення смуги приблизно на 20%. Більш того, створюючи періодичні повторювані структури, вдалося зібрати мініатюрні антени, які були анітрохи не гірше за своїх великих побратимів. В даний час часто можна зустріти биконическую антену у вигляді двох рамок або химерної форми пластин. (Див. також: УКХ антени своїми руками)
В кінцевому підсумку це дозволяє приймати більше телевізійних каналів.
Якщо набрати запит на Ютуб, то з’являється лише одне відео з виготовлення фрактальних антен, про який ми і збираємося написати. Найкраще можна зрозуміти, як все влаштовано, якщо уявити собі шестикінечну зірку ізраїльського прапора, у якій один кут зрізали разом з плечима. Вийшло, що три кути залишилися, як були, а у двох лише одна сторона на місці, другий взагалі немає. Шостий кут відсутній зовсім. Тепер розташуємо дві такі зірки вертикально, центральними кутами один до одного, прорізами вліво і вправо, а над ними – ще таку ж пару. Вийшла антенна решітка – найпростіша фрактальна антена.
Зірки за кути з’єднуються фідером. Попарно стовпцями. Знімається сигнал з лінії, посередині кожного проводу. Конструкція збирається на болти на діелектричної (пластикової) підкладки відповідного розміру. Сторона зірки становить рівно один дюйм, відстань між кутами зірок по вертикалі (довжина фідера) чотири дюйми, по горизонталі (відстань між двома проводами фідера) – один дюйм. Зірки, ясна річ, мають кути при вершинах 60 градусів, тепер будь-який читач може намалювати щось подібне у вигляді шаблону, щоб потім зробити фрактальну антену самостійно. На всякий випадок ми зробили робочий ескіз, масштаб, якого не дотримано. Більше того, ми не ручаємося, що зірки вийшли рівно, тому що Microsoft Paint не дає великих можливостей для виготовлення точних креслень. Проте досить поглянути на картинку, щоб пристрій фрактальної антени стало абсолютно очевидним:
Як зібрати фрактальну антену для цифрового телебачення
Дочитавши до кінця наш огляд, фрактальні антени своїми руками зможе зробити будь-хто. Ми так швидко заглибилися в конструювання, що зовсім забули розповісти про поляризацію. Ми вважаємо, що вона лінійна (а іншою вона бути не може) і швидше за все горизонтальна. Це випливає з наступних міркувань:
- Відео, очевидно, американського походження, розмова йде про HDTV. Отже, ми можемо приймати моду саме цієї країни.
- Як відомо, на всій планеті мало держави ведуть мовлення з супутників з використанням кругової поляризації, і серед них РФ і США. Отже, ми можемо вважати, що і інші технології передачі інформації схожі. Чому? Була Холодна війна, і ми вважаємо, що обидві країни обирали стратегічно що і як передавати, тоді як інші країни виходили з чисто практичних міркувань. Так, кругова поляризація була впроваджена спеціально для супутників шпигунів. Ось чому є всі підстави вважати, що і в телебаченні, і в радіомовленні буде спостерігатися деяка схожість.
- Сама структура антени говорить нам, що вона лінійна. Тут просто нізвідки взятися кругової або еліптичної поляризації. Отже, якщо серед наших читачів немає професіоналів, які володіють MMANA – якщо антена не ловить в одному положенні, поверніть її на 90 градусів до площини випромінювача. Тоді поляризація зміниться на вертикальну. До речі, багато хто зможе їй зловити і FM, ось тільки розміри потрібно поставити побільше рази в 4, а також провід взяти більш товстий (наприклад, 10 мм).
Ми сподіваємося, що переконали читачів (і себе) в тому, як саме користуватися фрактальної антеною. А тепер кілька порад, як її найпростіше зібрати. Отже, постарайтеся знайти дріт з лакованої захистом. Зігніть з неї фігури, як показано на рисунку. Потім конструктора трохи розходяться, а ми рекомендуємо робити так:
Живильний кабель проходить (не обов’язково) із зворотного боку. Тому свердліть діри за місцем. Налаштування КСВ ведеться, строго кажучи, зміною відстані між проводами фідера, але в даній конструкції це просто садистський метод. Тому ми рекомендуємо просто виміряти хвильовий опір антени. Якщо хтось не читав всі наші огляди, нагадаємо, як це робиться. Знадобиться генератор на частоту програми, що переглядається, наприклад, 500 МГц, а крім того і високочастотний вольтметр, який не спасує перед цим сигналом.
Потім вимірюється напруга, що видається генератором, для чого він замикається на вольтметр (паралельно). З змінного опору з якомога меншою власною індуктивністю і антени збираємо резистивний дільник (простіше кажучи, підключаємо їх послідовно слідом за генератором, спершу опір, потім антену). Вольтметром вимірюємо напругу змінного резистора, одночасно регулюючи його номінал до тих пір, поки показання генератора без навантаження (див. пунктом вище) не стануть удвічі перевищувати поточні. Це означає, що номінал змінного резистора став дорівнює хвильовому опору антени на частоті 500 МГц.
Тепер можна виготовити трансформатор потрібним чином. У мережі досить складно знайти потрібний, але для любителів ловити радіомовлення ми знайшли готову відповідь http://www.cqham.ru/tr.htm. На цьому сайті написано і намальовано, як узгодити навантаження з 50-Омних кабелем. Зверніть увагу, що частоти відповідають КВ діапазону, СВ вміщується сюди лише частково. Хвильовий опір антени має бути в діапазоні від 50 до 200 Ом. Скільки саме дасть зірка сказати складно, але якщо знайдеться в господарстві прилад для вимірювання хвильового опору лінії, те нагадаємо, що якщо довжина фідера кратна чверті довжини хвилі, то опір антени передається на його вихід без яких-небудь змін. Зрозуміло, що навіть для невеликого діапазону такі умови забезпечити неможливо (нагадаємо, що в особливості фрактальних антен входить і розширений діапазон), але для цілей вимірювань згаданий факт широко використовується. (Див. також: Установка супутникової антени своїми руками)