Параболічна антена своїми руками: особливості, вимоги, шаблон і інструкція

Зміст:

  • Історія параболічних антен
  • Вимоги до саморобної параболічної антени
  • Як виготовити за шаблоном параболічну антену

На Ютуб є непогане відео, що пояснює, що таке параболічна антена. Ми зробили скрін і вказуємо джерело www.youtube.com/watch?v=6Cku8eGomec, щоб автори отримали свою частку реклами. Те, що бачимо на зображенні, відбувається 50-х секундах відео. Суть в тому, що парабола є лінією-місцем розташування точок, рівновіддалених від однієї заданої-фокусу і лінії, що називається директрисою. Фізичної особливістю параболи є те, що всі прийшли з одного напрямку промені збираються у фокальній площині (площина, паралельна директрисі і містить на своїй поверхні фокус). Причому, якщо напрямок перпендикулярний, то точкою прийому буде фокус. За рахунок цього відбувається багаторазове посилення сигналу, що і використовується в супутниковому телебаченні. Ось чому параболічна антена своїми руками була мрією багатьох радіоаматорів в СРСР – тоді у вільному продажі таких пристроїв не було…

Параболічна антена своїми руками: особливості, вимоги, шаблон і інструкція

Суть роботи параболічної антени

Історія параболічних антен

У свій час параноїдально налаштовані люди вели Холодну війну. Для зв’язку із супутником була потрібна антена з неймовірним коефіцієнтом посилення, звичайні моделі не підходили. Щоб шпигувати, вирішили пристосувати існуючі вже тоді для локаторів параболічні антени. Суть вже була описана вище. За рахунок особливої форми поверхні виходить дуже тонкий промінь з неймовірним посиленням. Тоді виникли ще дві проблеми, породжені одного: як встежити за рухомим космічним апаратом, тому що як шпигун нерухомий геостаціонарний супутник майже даремний.

Отже, тонкий промінь антени повинен був бути постійно націлений на рухомий супутник. Але той невпинно змінює свою орієнтацію для очей спостерігача: спочатку звернений одним боком, потім іншим. Отже, лінійна поляризація для передачі підходить погано, тому що ще і кут нахилу антени довелося б міняти. А це зайві обчислювальні та енергетичні витрати. Ось тому на супутниках шпигунів поляризацію застосовували кругову. Як не дивись, а сигнал все одно ловиться. НТВ+, бути може, на випадок війни використовують також кругову поляризацію, тому не доводиться конвертер повертати в ту або іншу сторону при налаштуванні обладнання. А ось сам параболоїд зорієнтувати по прямій на супутник потрібно, інакше прийшли промені у фокальній площині зберуться, але не прямо в фокусі. (Див. також: Всехвильова антена своїми руками)

До речі, саме ця властивість використовується, щоб з однієї тарілки набором конвертерів приймати кілька супутників. Вони розташовуються приблизно в фокальній площині на прямому відрізку сталевої арматури, іменованому мультифидом. Залишилося додати до цього, що розмір тарілки вибирається більш менш довільно, однак в магазині є кілька типорозмірів, які ми б рекомендували копіювати, виготовляючи антену своїми руками.

Параболічна антена своїми руками: особливості, вимоги, шаблон і інструкція

Параболічна антена

Просто всі конвертери розраховані на роботу саме з цими пристроями, і діяти якось інакше – значить плисти проти течії. Також ми разом з читачами збираємося вивчити вимоги до поверхні. Біда в тому, що параболічні антени дуже примхливі до фактору форму, тому допуски на відхилення від номінальних розмірів досить малі.

Ми це говоримо ще зі слів викладачів. Принцип дії параболічної антени подібний до дзеркала, і якщо поверхня буде нерівною, промені не зійдуться в потрібному місці. Однак точних допусків ми з пам’яті не наведемо, а тому зануримося в який-небудь підручник.

Вимоги до саморобної параболічної антени

Перш за все домовимося про те, як зробити параболічну антену простіше всього. На наш погляд для цього ідеально підійде спосіб, застосовуваний на судноверфях. Згідно з цією методикою фігура січе площинами вздовж і впоперек, після чого для кожного випадку вирізається з сталі утворює. В майбутньому листи корпусу кладуть зверху. Зварюються між собою, утворюючи частину дна, від якого піде весь корабель. Ми пропонуємо:

  • дістати книгу з анадиреклитической геометрії;
  • знайти там формулу параболоїда;
  • вирішити задачу перетину площинами, вздовж і впоперек;
  • вирізати з фанери потрібну форму;
  • зібрати кістяк з перетинаються між собою під прямими кутами дощок;
  • обклеїти його в один шар миткалем, просоченим типовим клеєм герметиком, при цьому важливо витримати плавність переходів;
  • почекати, поки формочка стане твердою остаточно;

    Параболічна антена своїми руками: особливості, вимоги, шаблон і інструкція

    Фольга для виготовлення антени

  • обережно покрити поверхню фольгою;
  • випробувати всю конструкцію (вона не дуже багато важить) з конвертером на будь-якому супутнику;
  • якщо тест успішно пройдено, то у нас вийшла відмінна форма, за допомогою якої можна буде зібрати будь-кількість параболічних антен своїми руками.

Ми розуму не докладемо, кому сьогодні саморобна дзеркальна параболічна антена, але якщо азарт не пройшов, то приступимо до реалізації дрібниць. Міткаль обраний за те, що це груба і тонка тканина. Обидві характеристики дуже важливі. Якщо впевнені, що зможете рівно обклеїти кістяк іншим матеріалом, використовуйте його. Розрахунок параболічної антени ведеться за формулою:

z = (x2 + y2) / a2;

Як ми бачимо, вся проблема при виготовленні саморобної параболічної антени в тому, щоб знайти параметр а. Чому він дорівнює? Обмовимося, що це не суть важливо, однак ми домовилися дотримуватися заводським моделям від і до, а значить, повинні розробити методику визначення потрібного розміру. В літературі пишуть, що фокусна відстань становить від 0,2 до 0,4 діаметра тарілки. Діаметр типовою тарілки становить 90 см при фокусній відстані 45 – 55 див. Це цілком співпадає з нашими даними. Плюс саморобної конструкції в тому, що ми можемо вибрати будь-який діаметр, будь фокусна відстань відповідно до наших потреб. Хоча і домовилися намагатися копіювати заводські моделі. (Див. також: Цифрова антена своїми руками)

Але як пов’язати фокусна відстань з параметром а, щоб прорахувати координати для фанерок? На всякий випадок ми даємо посилання на сайт http://www.teleradio.ru/arials/part2/CHAPTER6/6-1.htm, де є готовий розрахунок для параболи діаметром 2 метри і фокусною відстанню 75 див.

Примітка. Якщо кому цікаво, то на вказаному ресурсі пропонується виготовити бугор з каменів і цементу за шаблоном антени. Параболоїд січе в нульовій точці. Потім із сталі виготовляється за координатами лекало. Яке підвішується за центр воно обертається над горбом, щоб надати потрібну форму камінню. В результаті повинен вийти багаторазовий шаблон, по якому можна виготовляти параболічні антени. На наш погляд така параболічна антена своїми руками вийде в копієчку, якщо тільки глава сімейства не виконроб… Вага у конструкції великий, в домашніх умовах не виготовиш.

На наш погляд простіше створити шаблон з фанери, обклеїти його тонкою тканиною, а потім у міру потреби правити шпаклівкою. Подібну роботу кожен може виконати вдома або – у випадку великих екземплярів – у гаражі. А сам шаблон виходить мобільним і важить порівняно небагато. Отже, зв’язок фокусу і параметра а… У всіх підручниках дані якісь формули, але ніде не написано, як пов’язати один з одним ці два найпростіших значення. Загалом є така величина р, яка називається параметром параболи, а фокусна відстань дорівнює її половині. Зараз увяжем ці формули а. Така проста математика. Спробуємо це перевірити на тих самих даних, що наведені на сайті. У зв’язку з цим візьміть до уваги ще одне рівняння параболи:

z = x2 / 2p;

У цьому випадку p = 2 х 0,75 = 1,5 метра, а до нульової площини перерізу формула має вигляд:

z = x2 / 3;

Щоб довго не мучитися, візьмемо крапку з таблиці на метровому видаленні від центру: 1;0,333 і бачимо, що все сходиться, отже:

4f = a2; звідки знаходимо зв’язок:

а = 2?f.

Параболічна антена своїми руками: особливості, вимоги, шаблон і інструкція

Саморобна параболічна антена

Тепер читачі знають, як співвіднести обидва рівняння і прорахувати ряд площин, щоб зібрати їх перехрестів слушну шаблон. Ми рекомендуємо не зв’язуватися з кожним міліметром, щоб боротьба зі шпоном не обернулася справжньою каторгою. Замість цього беріть ключові відстані через кожні 5 див. Сенс у тому, щоб потім це все обтягнути рівне тканиною, змазані клеєм.

Як виготовити за шаблоном параболічну антену

Лекала можна вирізати з двох сторін щодо тарілки: зовнішньої і внутрішньої. Читачам уважним має бути вже зрозуміло, як потрібно діяти. Ми сказали, що перевіримо сам шаблон з фольгою, стало бути, обрізка велася саме зовнішніх частин, і вийшла увігнута чаша. Ми скажемо більше: можете взяти вже готову параболічну антену і за її образом і подобою ліпити свої в будь-якій кількості. Як? Хто знайомий з виготовленням іграшок із пап’є-маше, вже всі і так зрозуміли:

  • Саморобна параболічна антена починається з змочування чаші і вистилання її газетою в один шар.
  • Потім тонка тканина, змочена клеєм, точно так само лягає в один шар. Важливо не утворити жодної складки і зберегти фактор форми.
  • Застиглий зразок акуратно вилучається і з зворотного боку обклеюється шарами знову і знову, поки не набере задану міцність.
  • Готова болванка обклеюється тонкою фольгою для створення провідного шару і освіти дзеркала. Готова конструкція цілком здатна до прийому супутникового мовлення.
  • Параболічна антена своїми руками: особливості, вимоги, шаблон і інструкція

    До речі, геометричний фактор витримується не для того, щоб всі хвилі потрапили в розкривши, а щоб вони туди потрапили в одній фазі. Ось чому відхилення від форми миттєво порушують працездатність виробу. А що стосується розкриття конвертера, то всі ми бачили, що його положення не настільки критично. Але ніхто і не говорив, що зробити параболічну антену самостійно дуже просто. Пробуйте, через деякий час повинна вийти слушна конструкція.

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями:
    Корисні поради та відповіді на питання