Зміст:
- Види логопериодических антен
- Конструкція антени логопериодической
- Дія логопериодической антени
Ми збираємося розповісти, як зробити логопериодическую антену. Логопериодические антени відносяться до числа так званих частотно-незалежних. Вони дійсно працюють в такому широкому діапазоні, що перекривають весь спектр мовлення. Вони нагадують за зовнішнім виглядом антени типу ” хвильовий канал, ось тільки директори у них змінної довжини, яка підпорядковується логарифмічним законом. Вперше ідея була запропонована в 1957 році в статті Избелла і Дюамеля. Насправді існує принаймні три види цих пристроїв, але наші читачі майже напевно бачили тільки один – той, що лежить на прилавках магазинів. Чи може бути зроблена логоперіодична антена своїми руками? Точно так само, як і будь-яка інша. Тільки розміри потрібно знати і розуміти, що має значення, а де можна і поблажку собі дати.
Види логопериодических антен
Рідко можна зустріти таке явище, як саморобна логоперіодична антена. А даремно! Отже, конструкція… логопериодические антени бувають трьох типів:
Помилково було б думати, що логопериодические антени годяться тільки для телебачення. Справа тут в іншому: конструкція виробів дуже складна, а перший методики пропонували номограми, керуючись якими, майстрам-самоучкам багато разів все доводилося переробляти. Перші логопериодические антени дуже складно було налаштувати. Ось чому інтерес до них так і не розвинувся до останнього часу, хоча відомі вони вже більш ніж півстоліття. Конструкції для GSM, WiFi і інших протоколів СВЧ вже є, давно запропоновані, але… нікому не відомі. Якщо не вірите, спробуйте знайти що-небудь в Інтернеті, співвіднесіть з результатами по биквадрату Харченко і відразу зрозумієте, про що йде мова. (Див. також: FM антена своїми руками)
Що стосується математики, то рішення задачі зіштовхуємо нас безпосередньо з цілим сонмом інтегральних рівнянь, які по зубах далеко не кожному. Найбільш обізнані автори вважають, що потрібно просто користуватися вже готовими конструкціями, або самостійно розробляти таку, але більше методом наукового тику. Зрозуміло, що перше завдання на папері вирішувати важко, тому люди досвідчені рекомендують просто використовувати різні мови програмування. Краще всього підходять MathCAD і С++.
Конструкція антени логопериодической
Конструкція логопериодической антени вражає своєю складністю. Спробуємо описати її. Почнемо трохи спрощено, щоб не заплутати читачів ще більше
- Стрижень, схожий на той, що у хвильового каналу, насправді дає роздільне харчування для лівих і правих вібраторів. Більше того, вони розташовані симетрично в протифазі.
- Причому поперемінно лівий і правий ряд вібраторів як би міняються своєї несучої (їх дві, близько розташованих і паралельні). Тобто, наприклад, перший лівий вібратор належить верхньою несучою, а перший правий нижній. З другими все навпаки. Лівий тепер знаходиться на нижній, правий, – на верхній.
- Кількість вібраторів залежить від конструктиву, але довжина самих великих (які знаходяться в задній частині) становить (у сумі лівий і правий) половину довжини хвилі крайньої нижньої частоти діапазону.
- Живлення підводиться саме до передньої частини. Це можна зробити проводом, прокладеним всередині несучої, або відразу приєднати симетричну лінію до вершини. По першому випадку пояснимо, що коаксіальний кабель лягає всередині однієї з напрямних, причому однією частиною лінії служить сама ця напрямна. При виході з носика центральна жила замикається на другу несучу. Так виходить, що ця двопровідна лінія ще й грає роль четвертьволнового симетрувального трансформатора.
- Замикання лінії зроблено позаду найдовшого вібратора на відстані восьмий частини довжини хвилі самої нижньої частоти діапазону. За деякими даними це зроблено з міркувань узгодження. До речі, такий метод хороший тим, що всі вібратори виходять замкнутими на землю, отже, при ударі блискавки першої згорить саме оплетка кабелю.
Дія логопериодической антени
Згідно теорії в логопериодической антен постійно є якась активна область, утворена вібраторами, де рівень струму вище 10 дБ. Лише тільки частота починає зменшуватися, ця зона переміщається у бік більш довгих вібраторів. При підвищенні відбувається зворотний процес. Тобто не всі елементи лінії працюють рівноцінно. Деякі відпочивають. Ось за рахунок цього і виходить така феноменальна широкосмуговість. Особливістю лінії є те, що хвиля спочатку доходить до вібраторів, які мають розмір, трохи відрізняється від резонансної (менший). По мірі просування сигналу до «ідеального» для нього вібратора частина потужності вже розсіюється. За рахунок цієї особливості вдається скоротити найдовший випромінювач, що трохи знижує габарити всієї логопериодической антени.
Отже, читачі повинні зрозуміти одну просту річ: слушною і простий методики розрахунку на сьогоднішній день ще не придумано, але всі любителі покопатися в интегралах запрошуються до видання Логопериодические вібраторні антени 2005 року випуску, де докладно обмусоливаются всі тонкощі. Зокрема, кілька розділів присвячується програмування. Ми не будемо копатися в усіх тонкощах MathCAD, наводити розрахунок логопериодической антени, тому що воліємо С++, але висновки покажемо, щоб читачі могли самі зайнятися проектуванням:
Пояснюємо з приводу цих даних, що довжина найдовшого вібратора (лівий і правий в сумі) повинна бути дорівнює половині довжини хвилі самої низької частоти (в теорії). Знайдемо цей параметр. Довжину хвилі обчислюємо за відомою формулою 299792458 / 470000000 = 637,85 мм. Ділимо на чотири, щоб знайти довжину одного (лівого або правого) вібратора, отримуємо 159,5 мм. Кожен наступний вібратор знаходите, помноживши це число на коефіцієнт даних. Всі вони кінцями лежать на лінії, проведеної з якогось уявного центру, що лежить уздовж осі антени, десь попереду її. Відстані також домножаются на цей коефіцієнт. А початкове начебто 17 см…
Але насправді, як пояснює автор ідеї, в розрахунку за формулами виходили різні товщини вібраторів, а деякі з них так і не отримували своєї порції енергії в ході роботи (про що вже йшлося вище), тому в міру того, як створювалася ДМВ логоперіодична антена, було вирішено всю дріт взяти товщиною 6 мм, а відстані та довжини вийшли наступні: (Див. також: ДМВ антена своїми руками)
Налаштовується антена зміною відстані між несучими. Також варіюється і видалення короткого замикання лінії від найдовшого вібратора. Беріть розміри з таблиці, автор краще знав, що робив, напевно врахував відстані між несучими і все інше. Розглянута логоперіодична антена відмінно підходить для цифрового мультиплексу, причому захопить їх все, швидше за все, більш докладно звіряйтеся з Вікіпедією. Для роботи на прийом телебачення слід розташувати конструкцію так, щоб всі вібратори перебували в горизонтальній площині. У великому місті промінь може прийти зовсім не з напряму вишки, а також під кутом. Якщо не можете спіймати, спробуйте нахилити логопериодическую антену для досягнення потрібного ефекту.
Про харчування ми вже розповіли, пропускайте кабель в одну з несучих, а в районі носика забезпечте з’єднання будь-якої з них з опліткою, а другий — з житлової. Замикається лінія позаду найдовшого вібратора. Тепер кожен з наших читачів може самостійно зробити логопериодическую антену за наведеними даними.
Ми бажаємо всім читачам удачі в експериментах. Ви тепер знаєте, як виготовляється логоперіодична антена своїми руками. Ми прощаємося з нашими читачами. Нагадуємо, що розглянута конструкція далеко не найбільш простою і потрібна тільки для того, щоб дивитися весь діапазон частот. Якщо в цьому немає необхідності, створюйте звичайні чвертьхвильові вібратори і не лізьте в нетрі.
