Логопериодическая антенна дмв диапазона своими руками: характеристика, принцип работы, изготовление компактных моделей своими руками — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

характеристика, принцип работы, изготовление компактных моделей своими руками

Несмотря на то что кабельное и спутниковое телевидение развивается стремительными темпами, приём эфирного вещания по-прежнему остаётся актуальным. Для их функционирования вовсе не обязательно покупать специализированное изделие, качественную логопериодическую антенну ДМВ можно собрать своими руками. Сам процесс изготовления должен проходить в соответствии с элементарными требованиями и правилами, которые призваны уберечь мастера от серьёзных ошибок.

Краткая характеристика
Сложности выбора
Основные параметры
Функциональные возможности
Варианты самодельных антенн
- Компактная модель
- Универсальный ромбообразный приёмник сигнала

Краткая характеристика

Каждый мастер знает, что практически весь объем телевизионного вещания происходит в диапазоне ДМВ. Такая тенденция обусловлена экономической стороной, так как существенно упрощается антенно-фидерное хозяйство транслирующих станций, а также снижается потребность в регулярном высококвалифицированном обслуживании. Помимо этого, многофункциональные телепередатчики покрывают своим мощным сигналом практически все населённые пункты, а хорошо развитая сеть обеспечивает подачу программы в самые отдалённые уголки страны.

Инновационные системы повлияли на то, что метод транслирования радиоволн в крупных городах существенно изменился. На качественную антенну ДМВ дециметрового диапазона распространённые помехи влияют достаточно слабо, но вот многоэтажки из железобетона выступают в качестве специфических зеркал, которые в несколько раз преображают сигнал и даже вызывает его преждевременное затухание. Несмотря на возможные сложности, в эфире присутствует множество разнообразных телевизионных программ, что не может не радовать конечного пользователя.

Отдельно стоит отметить тот факт, что специалисты разработали универсальное цифровое вещание. Сигнал DVB — T2 относится к особой категории. К помехам цифровое телевещание практически не чувствительно, но вот при фазовых искажениях или рассогласовании с кабелем, итоговая картинка может рассыпаться в маленькие квадратики даже при чистом сигнале.

Сложности выбора

Многие думают, что правильно выбрать антенну дециметрового диапазона достаточно просто, но на практике все обстоит иначе. Основные сложности связаны с тем, что тестировать такое изделие лучше всего в тех условиях, в которых оно будет эксплуатироваться. Это связано с тем, что для каждой местности характерно индивидуальное прохождение радиосигнала.

Специалисты утверждают, что в лабораторных условиях ТВ-антенны показывают одни результаты, а вот в быту — совсем другие. Среди опытных мастеров существует определённая схема, благодаря которой можно с точностью определить качество работы как метровых, так и дециметровых изделий.

Конечно, ни один продавец не согласится дать несколько моделей антенн для испытания их работоспособности в домашних условиях. В таком случае на помощь приходят те характеристики, которые указываются производителем в сопроводительной документации. Что касается дециметровой антенны — она предназначена для диаграммной направленности. В качестве основных параметров выступают вспомогательные (боковые) лепестки, а также их ширина. Параметры диаграммы определяются как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости на уровне 0.7 от максимального показателя.

Потребитель может протестировать различные конструкции приёмных устройств, но для этого им нужно создать равные условия:

Тот кабель, который соединяет телевизор и антенну, должен отличаться одинаковым уровнем сопротивления и длиной. Желательно использовать один провод, менять можно только приёмники.
Мастер должен выдерживать направление на основной источник транслируемого сигнала с высокой точностью. Для этого можно нанести метку на трубу крепления.
Большую роль играет место монтажа антенны. Для этих целей может быть задействован балкон, крыша или же крыша. Главное, чтобы высота и место установки были идентичными для всех изделий.
Все измерения должны фиксироваться при одинаковых погодных условиях.

В зависимости от ширины основного лепестка, антенна ДВМ может быть направленной или же ненаправленной.
Определяется этот параметр отношением выделяемой мощности, при условии согласования нагрузки в момент приёма сигнала с главного источника. Форма диаграммы во многом зависит от конструкции антенны и количества директоров.

Основные параметры

Как уличная, так и комнатная антенна ДМВ должна соответствовать ряду характеристик. Только высококачественное изделие сможет обеспечить конечного потребителя чётким ТВ-сигналом.

К тому же современные требования к телевизионным антеннам существенно изменились:

Специалисты утверждают, что в большинстве случаев наиболее подходящим считается именно диапазонный тип изделия, все необходимые настройки должны сохраняться исключительно в автоматическом режиме. Всё должно зависеть исключительно от территории расположения, а не от инженерных ухищрений.
Коэффициенты направленного и защитного действия не должны иметь определяющих значений. Такое правило возникло на фоне того, что в современном эфире присутствует много лишнего, из-за чего по боковому лепестку используемой диаграммы может пройти какая-либо помеха.
Бороться с такими проблемами можно только с помощью электроники.
Амплитудно-частотная характеристика должна быть более ровной и стабильной. Это правило основано на том, что резкие скачки и провалы непременно приведут к фазовым искажениям.
Особую роль играет коэффициент усиления антенны. Опытные мастера хорошо знают, что изделие, которое может охватить весь эфир, даёт отличный запас мощности принятого ранее сигнала. Помимо этого, оборудование сможет устранить все сигналы и шумы.
Приобретённая ТВ-антенна должна совмещаться с кабелем во всех его рабочих диапазонах без использования дополнительных агрегатов для симметрирования и согласования.

Все эти пункты актуальны как для аналогового, так и для цифрового телевидения.

Функциональные возможности

Стандартная современная дециметровая антенна представлена в виде специфического набора высококачественных элементов: активной и пассивной установки, а также нескольких директоров, установленных на одну стрелу. Активный элемент (вибратор) всегда отличается своей длиной, находится эта деталь в электромагнитном поле определённого радиосигнала, благодаря чему активно резонирует на частоте принимаемого сигнала. В этом устройстве содержится специфическая электродвижущая сила (ЭДС).

Что касается пассивных элементов, на них воздействует электромагнитное поле, которое приводит к образованию (ЭДС). Благодаря этому они самостоятельно излучают вторичные электромагнитные поля. Именно они наводят на активный элемент дополнительную электродвижущую силу. Все размеры пассивных деталей и их расстояние до вибратора должны быть подобраны таким образом, чтобы наводимая ими ЭДС была в одной фазе с первичным электромагнитным фоном.

Чтобы рефлектор правильно функционировал, его длина должна быть больше вибратора на 15%. Такая антенна будет отличаться односторонней направленной диаграммой в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Благодаря этому мастеру удастся снизить уровень приёма отражённых сигналов и полей, которые всегда проходят с толстой стороны антенны. Если устройство используется для работы на дальних расстояниях или в сложных условиях, где присутствует множество специфических помех, тогда нужно задействовать трехэлементную антенну. В состав такого изделия должен входить рефлектор, активный вибратор и минимум два директора.

Варианты самодельных антенн

Несмотря на то что современный рынок предлагает всем потребителям огромный ассортимент различных изделий для приёма ТВ-сигнала, многие мастера предпочитают изготавливать их своими руками. Такая тенденция возникла на фоне того, что готовые самодельные антенны обладают всеми необходимыми эксплуатационными и техническими характеристиками. Помимо этого, мастер существенно экономит свои финансовые сбережения.

Оригинальное изделие из медной проволоки. В арсенале опытных мастеров присутствует качественный и в то же время очень простой вариант ТВ-антенны, для изготовления которого необходимо подготовить всего лишь кусок проволоки и паяльник. Речь идёт о рамочном петлевом изделии узкого диапазона. У такой антенны есть весомое преимущество — она выступает в качестве мощного селективного фильтра, который снижает помехи. Благодаря этому устройство может получать качественный сигнал.

Чтобы не допустить распространённых ошибок, нужно правильно определить длину петли. Сделать это можно благодаря цифровым данным, которые для каждого региона индивидуальны. К примеру: в Питере трансляция происходит на частоте 666 и 586 МГц. Но, в независимости от региона проживания, расчётная формула всегда одна и та же: lr = 300/f. Длина рабочей петли в метрах обозначается как lr, а вот средний частотный диапазон — это f. Установить последнее значение для Санкт-Петербурга можно следующим образом (666+586)/2=626.

Когда все данные в наличии, можно смело определять оптимальную длину: lr 300/626 = 0.48, а это значит, что мастеру понадобится 48 сантиметров проволоки. Чтобы готовое изделие получилось более качественным и долговечным для его изготовления можно взять мощный кабель RG -6, где в оплётке присутствует специальная фольга.

Изготовление такой антенны должно соответствовать следующей схеме:

Изначально, мастер должен отрезать кусок проволоки или же кабеля RG -6, длина которого должна полностью соответствовать полученным данным lr.
Аккуратно сворачивается рабочая петля подходящего диаметра, а уже после этого к ней припаивается кабель, который идёт к ресиверу. Если же мастер решил использовать более прочный RG -6, то перед его использованием с обоих концов нужно снять изоляцию (примерно на 2 сантиметра). Стоит отметить, что центральную жилу нет необходимости очищать, так как она не используется в припаивании.
Готовый приёмник устанавливается на специальную подставку.
На сам кабель, который ведёт к ресиверу, накручивается специальный штекер (F -разъем).

Важным фактом считается то, что, несмотря на всю простоту конструкции, именно эта разновидность антенны является одной из самых эффективных для приёма цифрового сигнала. Но, при условии, что все расчёты были произведены максимально правильно.

Компактная модель

Несмотря на необычную конструкцию этой антенны, она вполне работоспособна, так как представлена в виде самой обычной диполи. Огромное преимущество в том, что размеры стандартной пивной банки идеально подходят для плеч активного вибратора дециметрового диапазона. Когда готовое изделие устанавливается в помещении, то мастеру вовсе не нужно согласовывать конструкцию с кабелем (если его длина не превышает двух метров).

Опытные мастера отмечают, что плечи столь экзотического диполя всегда нужно закреплять на держателе, который может быть изготовлен из любого изоляционного материала. В этом случае домашние мастера часто используют различные подручные вещи (к примеру: перекладину от швабры, пластиковую вешалку для одежды, деревянный брусок). Расстояние между плечами должно составлять от 1 до 9 см (подбирается исключительно эмпирическим путём). К основным преимуществам конструкции можно отнести скорость её изготовления — максимум 25 минут, а также отличное качество трансляций.

Универсальный ромбообразный приёмник сигнала

Это одна из самых простых, но в то же время долговечных и надёжных антенн, которая была очень востребована в эпоху создания эфирного телевещания. Само устройство представлено в виде упрощённой модели классического зигзага.

Специалистами было установлено, что для увеличения чувствительности, агрегат необходимо доукомплектовывать ёмкостными вставками, а также мощным рефлектором. Если же уровень приёма находится на высоком уровне, то оснащать изделие дополнительными элементами вовсе не нужно.

В качестве основного материала можно смело использовать латунные, алюминиевые или же медные трубки/полосы шириной 15 миллиметров. Если мастер будет устанавливать готовую конструкцию на улице, то от алюминиевых изделий лучше отказаться, так как они больше всего подвержены негативному воздействию коррозии. Специальные ёмкостные вставки изготавливаются из прочной жести, обычной фольги или же металлической сетки. После установки, они обязательно пропаиваются по всему контуру. Профессиональная укладка кабеля тоже имеет свои нюансы: провод не должен иметь каких-либо изгибов, а также он не должен покидать пределов боковой вставки.

Сделать самостоятельно качественную логопериодическую антенну ДМВ не так уж и сложно, главное, придерживаться элементарных рекомендаций специалистов. Тем более что установка готовой конструкций может происходить как в доме, так и на крыше. Но, важно помнить, что чем выше расположена антенна, тем лучше будет качество принимаемого сигнала.

Логопериодическая антенна своими руками: конструкция и работа

Содержание

1 Виды логопериодических антенн
2 Конструкция логопериодической антенны
3 Действие логопериодической антенны

Собираемся рассказать, как сделать логопериодическую антенну. Логопериодические антенны относятся к числу частотно-независимых. Агрегаты работают в широком диапазоне, перекрывая спектр вещания. Напоминают внешним видом антенны типа волновой канал, только директоры переменной длины, подчиняющейся логарифмическому закону. Впервые идея предложена в 1957 году статьей Избелла, Дюамеля. В обыденности известно три вида устройств, читатели наверняка видели один – выложенный прилавками магазинов. Логопериодическая антенна изготавливается своими руками. Размеры вызнайте, понимайте имеющее важность, осознавайте возможности поблажку дать выдерживанию точности.

Виды логопериодических антенн

Редко встретим явление: самодельная логопериодическая антенна. Конструкция… логопериодические антенны трех типов:

Плоские. Напоминают непонятный круг, вырезаны беспорядочно (на первый взгляд) дорожки, секторы. Получается невиданная комбинация мишени, с кольцами поршней двигателя внутреннего сгорания, непонятно чем… В результате штуковина принимает-излучает волны.
Пространственная логопериодическая антенна страшная внешним видом. Навевает ассоциации фантастического фильма: космические флагманы увешаны похожими штуковинами. Не исключено, режиссеры равнялись сабжектом. Выглядит просто фантастично, работает реально.
Плоские однонаправленные логопериодические антенны то, что видим в магазинах. Торчащий вперед длинный стержень, по обеим сторонам усеянный, словно усами, поперечинами различной длины. Выглядит более упорядоченно, пониманию недостижимо.

Ошибочно думать, будто логопериодические антенны годятся ловить лишь телевидение. Дело в другом: конструкция изделий сложна, первые методики предлагали номограммы, руководствуясь которыми, мастерам-самоучкам много раз приходилось переделывать. Первые логопериодические антенны сложно настраивались. Вот почему интерес так и не развился до последнего времени, хотя известны свыше половины века. Конструкции для GSM, WiFi, других протоколов СВЧ имеются, давно предложены, неизвестны толком. Отказываетесь верить, попробуйте найти в интернете информацию, соотнесите результаты по биквадрату Харченко, сразу поймете ситуацию.

Решение задачи математически сталкивается напрямую с сонмом интегральных уравнений, по зубам редкостным ботаникам. Наиболее осведомленные авторы считают: разумно пользоваться просто готовыми конструкциями, самостоятельно разрабатывать, больше методом научного тыка. Понятно, первую задачу на бумаге решать утомительно, люди опытные рекомендуют попросту использовать различные языки программирования. Лучше всего подходят MathCAD и С++.

Конструкция логопериодической антенны

Конструкция логопериодической антенны поражает сложностью. Попробуем описать устройство. Начнем упрощенно, избегая запутать читателей.

Стержень напоминает траверсу волнового канала, дает раздельное питание левым и правым вибраторам. Находятся симметрично в противофазе.
Причем попеременно левый-правый ряд вибраторов меняются несущей (две, близко расположенные и параллельные). Например, первый левый вибратор принадлежит верхней несущей, первый правый – нижней. Со вторыми наоборот. Левый теперь находится на нижней, правый, – на верхней.
Количество вибраторов зависит от конструктива, длина самых больших (вмещены задней частью) составляет (в сумме левый и правый) половину длины волны крайней нижней частоты диапазона.
Питание подводится к передней части. Допустимо сделать проводом, проложенным внутри несущей, либо сразу присоединить симметричную линию к вершине. По первому случаю поясним: коаксиальный кабель ложится внутри одной направляющей, причем одной частью линии послужит направляющая. При выходе из носика центральная жила замыкается на вторую несущую. Получается, двухпроводная линия играет роль четвертьволнового симметрирующего трансформатора.
Закорачивание линии сделано позади самого длинного вибратора на расстоянии восьмой части длины волны нижней частоты диапазона. По отдельным сведениям, сделано из соображений согласования. Кстати, метод хорош тем, что вибраторы получаются замкнутыми на землю, следовательно, при ударе молнии первой сгорит оплетка кабеля (при отсутствии громоотвода).

Действие логопериодической антенны

Согласно теории, в логопериодической антенне постоянно имеется некая активная область, образованная вибраторами, где уровень тока выше 10 дБ. Частота начинает уменьшаться, зона перемещается в сторону вибраторов подлиннее. Повышение провоцирует обратный процесс. Немногие элементы линии работают равноценно. Некоторые отдыхают. Получается феноменальная широкополосность. Особенностью линии является то, что волна сначала доходит до вибраторов, имеющих размер, отличающийся от резонансного (меньший). По мере продвижения сигнала к «идеальному» вибратору часть мощности рассеивается. Удается укоротить самый длинный излучатель, снижая габариты логопериодической антенны.

Итак, читателям представляем простую вещь: дельной, простой методики расчета сегодня не придумано, любители покопаться в интегралах приглашаются к изданию Логопериодические вибраторные антенны 2005 года выпуска: подробно обмусоливаются тонкости. Несколько разделов посвящается программированию. Избегаем копать тонкости MathCAD, приводить расчет логопериодической антенны, предпочитаем С++, выводы покажем, чтобы читатели могли заняться проектированием:

Диапазон работы антенны 470 – 790 МГц.
Количество вибраторов 9 штук на сторону.
Коэффициент геометрической прогрессии 0,895.
Расстояние между вибраторами 0,17 метра.
Входное сопротивление 75 Ом.
Волновое сопротивление фидерной линии 97,143 Ом.
Диаметр проводников фидерной линии 8 мм.
Расстояние между проводниками (несущими) 10,768 мм.
Расстояние от самого длинного вибратора до замыкания линии 72,556 мм.

Поясняем по поводу данных: длина самого длинного вибратора (левый + правый суммарно) должна быть равна половине длины волны самой низкой частоты (теория). Найдем параметр. Длину волны вычисляем по формуле, используемой со школьной скамьи 299792458 / 470000000 = 637,85 мм. Делим на четыре, пытаясь найти длину одного (левого, правого) вибратора, получаем 159,5 мм. Каждый последующий вибратор находите, домножая число коэффициентом из данных. Все концами лежат на линии, проведенной из некоего воображаемого центра, расположенного вдоль оси антенны, впереди. Расстояния домножаются коэффициентом. Начальное составляет 17 см.

Как объясняет автор идеи, в расчете по формулам выходили разные толщины вибраторов, некоторые не получали порции энергии в ходе работы (говорилось выше), по мере создания ДМВ логопериодической антенны, было решено проволоку взять толщиной 6 мм, расстояния, длины вышли следующие:

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

Настраивается антенна изменением расстояния меж несущими. Варьируется удаление короткого замыкания линии от самого длинного вибратора. Берите размеры табличные, автор лучше знал, наверняка учел расстояния меж несущими и прочее. Рассматриваемая логопериодическая антенна отлично подходит цифровому мультиплексу, причем захватит все, подробнее сверяйтесь с Википедией. Для работы на прием телевидения следует расположить конструкцию, чтобы вибраторы находились в горизонтальной плоскости. В большом городе луч может прийти вовсе не с направления вышки, также под углом. Боитесь поймать – пробуйте наклонить логопериодическую антенну для достижения нужного эффекта.

Про питание рассказали, пропускайте кабель в одну из несущих, в районе носика обеспечьте соединение любой из них с оплеткой, второй — с жилой. Замыкается линия позади самого длинного вибратора. Теперь каждый читатель может самостоятельно сделать логопериодическую антенну по приведенным сведениям. Отдельной строкой идут конструкторские соображения. Ранее директор приваривали к траверсе, сегодня найдете иные методики.

Желаем аудитории удачи в экспериментах. Теперь знаете, как изготавливается логопериодическая антенна собственноручно. Напоминаем, рассмотренная конструкция далеко не самая простоя и требуется посмотреть диапазон по всем используемым частотам. Нет необходимости – создавайте четвертьволновые вибраторы (для цифровых мультиплексов), избегая дебрей. Проще собирается волновой канал, отличающийся от логопериодической антенны равными размерами вибраторов.

Логопериодическая антенна для цифрового телевидения

Касательно темы приема цифрового телевидения мы не можем обойти вниманием популярную конструкцию — логопериодическую антенну. Многие анонимы часто путают логопериодическую антенну и антенну Уда-Яги. Внешне они довольно похожи, особенно издалека. Такой себе «ёршик на палке». Однако если посмотреть поближе, то выясняется, что ёршик на логопериодической антенне расположен на двух палках, а в Уда-Яги — на одной. Это не просто какое-то внешнее отличие. Логопериодическая антенна по принципу действия кардинально отличается от Уда-Яги и относится к совершенно другому классу сверхширокополосных антенн.

Антенна была изобретена и запатентована в 1952 году американским инженером Джоном Донлави в контексте гонки вооружений. Однако в связи с распространением в США цветного телевидения и широкого освоения ДМВ диапазона, логопериодическая антенна быстро заняла солидную долю рынка продаж телевизионных антенн и занимает до сих пор. Следует отметить, что всем известная логопериодическая вибраторная антенна (LPDA), которую мы рассматриваем в данной статье является только одним из возможных вариантов логопериодической антенны наряду с зубчатой, зигзагообразной и т.д. Дело в том, что логопериодическая структура является частным случаем большого класса сверхширокополосных антенн и может принимать совершенно разнообразные формы. Наиболее полно этот класс антенн исследовал и описал японский ученый Ясуто Мушияки (подробнее об этом у И.Гончаренко). Он доказал, что такая структура должна отвечать принципу самодополнительности и иметь волновое сопротивление

Z = 0,5*Zo, где Zo — волновое сопротивление вакуума — понятие, являющееся фундаментальной физической константой, отражающей свойства фотона, не самого вакуума и не эфира! Рассматриваемая нами здесь LPDA, в отличии от Uda-Yagi не содержит пассивных элементов — рефлектора и директоров.

Все вибраторы на «ёржике» являются активными в пределах рабочей полосы частот.

Конечно же реальная конструкция не эквивалентна идеальной теоретической модели, однако не будем дальше утомлять вас историей и теорией, а сразу перейдем к делу. Рассчитать антенну достаточно просто, методика расчета изложена в первом томе Ротхаммеля: §18.2 (со стр. 341). Рассчитать по этой методе можно с помощью нашего онлайн калькулятора и для этого вовсе не нужно знание MathCAD и C++ как запугивают анонима вот на этом сайте «креативные» копирайтеры. Но все же при таком расчете аноним может оказаться в тупике при выборе значений

τ и σ. Поэтому в этой статье мы выкладываем готовую оптимизированную конструкцию из доступных материалов, которые можно найти в строительных магазинах. Это 15-элементная логопериодическая ДМВ антенна для приема DVB-T2. Входное сопротивление антенны 75 Ом, усиление во всем диапазоне ДМВ около 11 dBi, КСВ не больше 1,25, подавление заднего лепестка диаграммы направленности не хуже 14 dB.

В качестве траверсы — собирающей линии используется дюралевый квадратный профиль 15х15 мм, элементы изготавливаются из алюминиевых полос 15х2 мм. Схема антенны (кликните для увеличения):

Вибраторы состоят из двух половин. Каждая половина крепится к «своей» части траверсы, верхней или нижней с чередованием. На чертеже обозначены размеры вибраторов «от конца до конца», а в скобках размер половинки с учетом напуска на траверсу («под отрез»). Каждый DIY-шник знает, что если измерять расстояния от одного до следующего элемента по очереди, то погрешности суммируются. Чтобы избежать этого, следует делать измерения вдоль таверсы от одной контрольной точки. Она на схеме обозначена как «0» и от нее идут расстояния до каждого элемента. В скобках для контроля указаны расстояния до предыдущего элемента антенны. Траверсы расположены на расстоянии 9 мм друг от друга с помощью трех-четырех пластиковых распорок. Конкретно эта конструкция не имеет короткозамкнутой перемычки за первым элементом на расстоянии λ_max/8 как в описании у Ротхаммеля. Однако короткое замыкание между траверсами по постоянному току (как и заземление всей антенны через металлическую мачту) крайне необходимо для защиты от статики. Сделать это можно отнеся точку крепления антенны к мачте металлическим хомутом на расстояние 144 мм (λ_max/4). В таком случае это короткое замыкание трансформируется к первому элементу в бесконечное сопротивление. Для отсечки тока фидер прокладывается внутри одной из траверс и подключается пайкой через лепестки возле последнего, самого короткого элемента, оплетка к той траверсе, через которую проложен фидер, центральная жила — к противоположной. Это место желательно изолировать от атмосферных осадков в пластиковый короб как на фото в шапке статьи. С антенной можно использовать бочкообразный проходной антенный усилитель, который следует располагать на мачте как можно ближе ко входу фидера в траверсу антенны.

Расчеты показывают, что простая замена полосковых элементов на трубки практически никак не отражается на характеристиках антенны. Поэтому в этой конструкции можно смело заменить полоски на трубки диаметром до 8 мм, запрессованные в центр соответствующей траверсы. Сохранить нужно только позиции элементов и общую длину каждого вибратора. Сверширокополосность LPDA невозбранно допускает такие вольности.

Антенна оптимизирована с помощью скрипта Н.Младенова и пересчитана в программе HFSS. Характеристики антенны собраны ниже (кликните на изображение для увеличения):


Входной импеданс	КСВ	Усиление

Подавление заднего лепестка	Диаграмма направленности	Эффективная площадь раскрыва

В заключении, друзья, давайте сравним логопериодическую антенну и Uda-Yagi. Они же внешне похожи, как мы отметили в начале статьи. Так какую же из них выбрать DIY-шнику для изготовления своими руками? Логопериодическая антенна имеет следующие достоинства:

Сверхширокополосность. Перекрыть целиком весь диапазон ДМВ, причем с запасом, для нее не составляет труда. Более того, учитывая ее недостатки, о которых речь пойдет ниже, не имеет смысла использовать логопериодическую антенну в более узкой полосе. Гуглить по запросам типа — «логопериодическая антенна на частоту 544 МГц», — как делают некоторые, либо рассчитывать антенну на узкий диапазон, не имеет смысла.
Постоянство характеристик в полосе пропускания. Входной импеданс, усиление, форма диаграммы направленности очень мало изменяются в рабочей полосе частот. Поэтому логопериодическую антенну можно в том числе использовать как образцово-измерительную.
На предыдущих достоинствах базируется высокая повторяемость конструкции. Аккуратно изготовленная логопериодическая антенна с вероятностью 99% будет работать как надо. Uda-Yagi в этом отношении более капризна.

Но и недостатки тоже присутствуют, как же без них:

Логопериодическая антенна с такой же длиной траверсы как правило имеет меньшее усиление, чем Uda-Yagi. А учитывая, что траверса сдвоенная, «расход железа на децибел усиления» у логопериодической антенны намного выше.
Реальная эффективность логопериодической антенны падает с ростом частоты. Это происходит из-за того, что рабочая активная область логопериодической антенны не постоянна как у Uda-Yagi, а смещается с ростом частоты в сторону более коротких вибраторов. В результате, эффективная площадь раскрыва (aperture efficiency) снижается с ростом частоты. Эффективная площадь раскрыва, как мы отмечали, характеризует количество энергии принимаемой антенной. Очевидно, что с уменьшением этой площади, падает мощность и, соответственно, уровень сигнала на выходе логопериодической антенны с ростом частоты.
Более сложная конструкция. Необходимо точно соблюдать промежуток и изоляцию между двумя траверсами и при этом сделать антенну достаточно прочной, что является довольно сложной задачей.
Небольшой промежуток между траверсами может собирать пыль, грязь и подвержен воздействию атмосферных осадков. Это может привести к ухудшению работы и даже к полному отказу антенны при сильном дожде и мокром снеге.

Как видим, недостатков у логопериодической антенны даже больше, чем достоинств и она проигрывает конкурентную борьбу с Uda-Yagi по очкам. Изготовление антенны с входным сопротивлением близким к теоретическому оптимуму 0,5*Zo = 188,5 Ом может помочь устранить только последний ее недостаток. Однако, возникающие при этом сложности согласования с фидером и недостатки присущие подобным схемам согласования способны свести на нет все достоинства данной антенны. Как итог, мы рекомендуем логопериодическую антенну только в случае если ваши мультиплексы расположены в разных концах ДМВ диапазона, либо вы сомневаетесь в своих DIY-шных скиллах и вам нужен надежный результат. В противном случае Uda-Yagi более предпочтительна. В случае покупки на рынке готовой промышленной антенны не все так однозначно. Капризная Uda-Yagi требует не только тщательного расчета и оптимизации, но при массовом производстве часто нуждается в измерениях и доводки уже в железе. Это довольно затратная процедура, которой многие производители пренебрегают. В итоге часто-густо рыночные яги не имеют никаких преимуществ перед подобными им логопериодическими.

Ссылки по теме:

EU 15-Element FLAT LPDA OPT — прототип антенны, описанной в этой статье;
Log-periodic antenna — материал Википедии;
Логопериодическая антенна и ее виды — обсуждение на forum-t2.com;
Анализ промышленной логопериодической антенны Logo20 в HFSS;
Как продают и рекламируют логопериодические антенны;
Антенна Uda-Yagi для цифрового телевидения;

Логопериодическая антенна для цифрового ТВ DVB T2 своими руками: расчет, изготовление

Логопериодические антенны — это приемные устройства, работающие в любом частотном диапазоне. Их также называют частотно-независимыми по причине их возможностей. По конструкции они схожи с антеннами волнового типа, но работают по логарифмическому закону, отсюда и их название. Такую антенну для качественного приема цифрового телевидения можно собрать самостоятельно, но сначала лучше ознакомиться с их видами.

Что за антенна и как работает

Антенны разрабатывались еще до нашего рождения. За это время накопилось множество конструкций, которые отлично заточены на конкретные действия, но:

Не могут принимать сильный сигнал со всех сторон;
Не получается принимать качественный сигнал на всех частотных диапазонах;
Появляются проблемы при изменении длины улавливаемой волны, так как у узкополосных падает коэффициент усиления антенны, а широкополосные меняют его монотонно.

При проектировании антенн достичь всецелого охвата сигналов позволяет правильная диаграмма направленности. Чтобы ее достичь, нужно проектировать антенну в виде круга или длинного лепестка, который вытянут в сторону передатчика. Практика показывает, что достичь такого идеала сложно.

Но сложно, не значит «невозможно». Есть метод, позволяющий побороть неравномерную диаграмму и падение коэффициента усиления. Он называется логопериодическая антенна.

Принцип работы антенны во многом обусловлен своей продуманной конструкцией. Из-за этого она обладает широким диапазоном приема сигнала при равномерном коэффициенте усиления. Согласование с кабелем передачи сигнала на ресивер (часто называют фидер) не вызывает никаких проблем.

Имя такое устройство получило из-за свойств, которыми наделено:

Логарифмическая зависимость длинны разносторонних и отделенных друг от друга вибраторов.
Периодическое расположение вибраторов – разница в расстоянии, на котором они находятся на основных стержнях, определена диапазоном работы антенны. При этом разница в размерах и удаленности вибраторов от «навершия треугольника» подчиняется геометрической прогрессии.

Краткая характеристика

Из чего состоит

Логопериодическая антенна для цифрового ТВ в своем строении имеет:

Стержни в количестве 2 штук, на которые прикрепляются вибраторы. Их делают пустотелыми для того, чтобы внутрь пустить кабель. Заводится через нижний стержень, петлей идет сверху и завершается короткозамкнутой перемычкой. Это необходимо делать для согласования и симметрирования, так как дополнительный контур в антенне применять не нужно.
Вибраторы – это прикрепленные перпендикулярно стержням проводники различной длинны, подсоединенные с помощью переполюсовки точек питания.

По сути, МВ-диапазон антенна тоже может ловить. Для этого только понадобятся более длинная антенна с вибраторами подлиннее. Конструкцию с выставленными на несколько метров стержнями сделать сложно, так как оконечные вибраторы окажутся слишком длинными, и конструкция станет неустойчивой.

Конструкция антенны цифрового телевидения состоит из 2-х стержней, направленных на источник передаваемых сигналов и размещенных перпендикулярно вибраторов отличающейся друг от друга длинны.

Важными свойствами антенны являются:

Знаменатель геометрической прогрессии, указывающий на быстроту убывания длинных вибраторов от основания стержня к его концу. Чем меньше показатель, тем эффективнее можно считать антенну. К сожалению, для увеличения этого показателя увеличивается размер и масса устройства.
Угол в основании треугольника, который образуют собранные вибраторы. Чем меньше он получается, тем лучше работает антенна. Но опять же, это увеличивает длину антенны, повышая риски неустойчивости и деформации.

Отдельно нужно упомянуть поляризацию. Поляризация волн напрямую зависит от типа антенны и ее расположения. Например:

вертикально размещенный несимметричный вибратор – это вертикальная поляризация;
горизонтально размещенный вибратор – горизонтальная поляризация.

Антенна Харченко для цифрового ТВ своими руками. Антенна Харченко для цифрового ТВ

В 60-х годах прошлого столетия, Харченко сконструировал антенну, составляющую двойной квадрат из проволоки. Незамкнутыми углами квадраты соединяются между собой. В этом же месте подключаются к телевизионному кабелю. В свою очередь, на задней части конструкции устанавливается решетка из такого материала, который может провести ток.

Бабочка — одно из названий антенны

В простонародьи, данная конструкция имеет и другие названия. Часто ее называют:

Зигзагообразная антенна Харченко;
Восьмерка;
Бабочка;
Биквадратная антенна телевизора.

В настоящее время, успешно используется антенна Харченко не только для аналогового телевидения, но и для цифрового. Это связано с активным переходом телевидения на новый формат – цифровой. Он ведется на частотах дмв расчета на каналах 21-69 способом мультиплекса. А поэтому и конструкция должна быть подходящей.

Поскольку не все телевизоры оснащены встроенной антенной, то сообразительные хозяева изготавливают самодельные антенны Харченко для цифрового ТВ, их еще называют – домашние самоделки. Такие приборы работают не хуже купленных на рынке.

В данном

Действительно, такое устройство обладает преимуществами, которые сложно опровергнуть:

сборка такой конструкции требует минимум деталей и навыков;
можно собрать даже школьнику средних классов;
монтаж занимает около получаса;
бюджетность;
бессбойное функционирование устройства.

Далее, будет подробно рассказано о монтаже в домашних условиях.

Важно! Если вы до сих пор не знаете, как выглядит этот прибор, рекомендуется просмотреть чертеж ТВ-антенны Харченко заранее в интернете, просто открыв картинки. Монтаж любого прибора можно разделить на этапы

Они являются основными составляющими в работе – так можно точно понимать, какая часть плана уже выполнена

Монтаж любого прибора можно разделить на этапы. Они являются основными составляющими в работе – так можно точно понимать, какая часть плана уже выполнена.

Поэтому, сборку антенны этого вида делят на такие стадии:

подготовительная работа;
сборка;
испытание.

Изготовление рефлектора

Рефлектор представляет собой экран, расположенный за основной рамкой антенны. Для изготовления подойдет металлическая пластина или стеклотекстолит, используемый для печатных плат. Можно взять решетку, состоящую из металлических прутьев. Или можно сделать экран самостоятельно из плотной фольги, наклеенной на твердую основу нужного размера.

В данном примере экран сделан из стенки корпуса домашнего ПК.

К расположению рефлектора предъявляются следующие требования:

расстояние между ним и приемником — ровно 1/7 часть длины принимаемой волны (на калькуляторе это значение D). Изготовьте диэлектрические проставки, с помощью которых соберите единую конструкцию;
площадь активной (токопроводящей) поверхности рефлектора на 20 % больше площади телеантенны;
приемник должен «лежать» внутри плоскости рефлектора.

В этом примере проставки сделаны из старых маркеров, которые стягиваются пластиковыми жгутами.

Рекомендуем полную пошаговую видеоинструкцию по изготовлению биквадрата с экраном:

Устройство на 144 МГц

Логопериодические антенны данного типа делаются с длинными стойками, а вибраторы применяются с опорами. Стандартная модель включает в себя один коннектор. Усилители на эти антенны логопериодического типа устанавливаются разной мощности. Дополнительно важно помнить, что модификации отличаются по проводимости. Некоторые устройства делаются с одной стойкой. У них малое входное сопротивление. Как правило, они производятся с выходным вибратором. Держатели устанавливаются небольшой высоты. При желании такую антенну логопериодического типа сможет сделать любой человек. В данном случае важно рассчитать высоту стойки.

Устройство с одной стойкой

Антенна с одной стойкой не выделяется высокой проводимостью. На рынке встречаются устройства с обратными вибраторами. У них используется довольно широкая опора. При этом держатели устанавливаются небольшой ширины. Если рассматривать стандартную антенну логопериодического типа, у нее имеется один рефлектор. Стойки устанавливаются на крепежной подставке. Часто антенны продаются без держателей. У них стойка выполнена с широким основанием. Наиболее качественными принято считать устройства с усиленными переходниками. Вибраторы также могут устанавливать без переходника. Стойки в таком случае имеются небольшой длины.

Выбор формы

Классическая форма – треугольник, образованный двумя линиями вибраторов постепенно уменьшающейся длины (если считать от основания).Однако это не единственное решение.

Производители выпускают эти конструкции еще как минимум в двух форматах:

«Дельта».

Производится уже лет тридцать на заводе в Санкт-Петербурге и представляет собой изогнутый единый вибратор треугольной формы из стальной проволоки. Схема дециметровой цифровой антенны подразумевает включение всех проводников-вибраторов в единую цепь. Так что «Дельта» в некоторых отношениях даже эффективнее классического стержня с «рогами»-вибраторами.
Пластина сложной формы (волновой канал).

Применяется для внешних телеантенн дальнего действия, особенно если используется встроенный усилитель. Конструкция незамысловатая, отчасти поэтому ее так облюбовали производители. Подстраивается под длину волны за счет разных расстояний между вибраторами. Хорошо работает только для дальнего приема и в активном варианте (для среднего и ближнего поля важно чередование).
Линейная решетка симметричных вибраторов с монотонно изменяющейся длиной.

Может быть изготовлена как в виде плоской конструкции, так и в форме решетки с двойной линией, образованной скрещенными проводниками. Это самый эффективный, но при этом конструктивно более сложный вариант антенны.

расчет, калькулятор, инструкция по сборке

Для приема цифрового ТВ нужна качественная антенна, одним из самых популярных вариантов является логопериодическая. Рассмотрим ее устройство, расчет и порядок самостоятельного изготовления.

Содержание

Что значит «логопериодическая» и в чем ее сила
Конструкция
Выбор формы
Всеволновая логопериодическая
Как сделать самостоятельно
- Расчет логопериодической антенны
- Изготовление проводника
- Настройка
- Подключение усилителя SWA
Вместо заключения

Что значит «логопериодическая» и в чем ее сила

За годы, прошедшие со времен Герца, Маркони и Попова до наших дней, было разработано множество конструкций антенн. Однако большинство из них страдают общими недостатками:

принимают со всех направлений, но слабо;
ловят качественно, но не на всех диапазонах;
изменение длины принимаемой волны (или частоты сигнала) ведет к тому, что у узкополосных антенн коэффициент усиления резко снижается, а у широкополосных изменяется монотонно;

Главная проблема при конструировании антенн – это правильное построение диаграммы направленности (графика, определяющего степень и вектор принимаемого сигнала). В идеальной ситуации она должна быть либо четким кругом, либо одним длинным лепестком, вытянутым в направлении передатчика. На практике же достичь этого невозможно.

Один из способов борьбы с неравномерной диаграммой и падением коэффициента усиления – использование логопериодической антенны. Это конструкция, состоящая из двух основных стержней, направленных на источник передачи, и расположенных поперек вибраторов разной длины.

Устройство имеет широкий диапазон приема, при этом коэффициент усиления остается равномерным. Антенна отлично согласуется с фидером (кабелем, по которому происходит передача принятого сигнала на приемный тюнер).

Само название происходит от двух основных свойств этой антенны:

Логарифмической зависимости длины отдельных вибраторов друг от друга.
Их периодического расположения. Расстояние, на котором находятся проводники на основных стержнях, определяется тем диапазоном, в котором работает устройство. Размеры вибраторов и их удаленность от вершины треугольника подчиняются геометрической прогрессии.

Мнение эксперта

Виталий Садовников

Специалист по подключению и настройке цифрового телевидения

Задать вопрос

Логопериодическая антенна рассчитана на работу с высокими частотами (диапазоном ДМВ). Однако при необходимости она может принимать и МВ, только для этого потребуются вибраторы длиннее. Основной принцип расчета антенны: для эффективного приема требуются проводники размером не меньше четверти длины волны.

Конструкцию с торчащими стержнями в несколько метров сделать сложно. Из-за этого для МВ обычно используются волновые каналы, рамочные приспособления из проволоки типа «биквадрат» или «триквадрат» и пр.

Конструкция

Логопериодическая антенна состоит из следующих элементов:

Два стержня, на которых крепятся вибраторы.
Обычно они пустотелые, и в них пропускают антенный кабель-фидер, который в этом случае является дополнительным элементом антенны. Он пропускается через нижний стержень, петлей уходит наверх и заканчивается короткозамкнутой перемычкой. Это обеспечивает согласование и симметрирование, поскольку дополнительные контуры в конструкции не требуются.
Вибраторы – торчащие по бокам проводников переменной длины, подключенных с помощью переполюсовки.

Характерными параметрами для таких антенн являются:

Знаменатель геометрической прогрессии, показывающий, как быстро убывает длина вибраторов от основания стержня к его концу. Чем меньше этот показатель, тем эффективнее телеантенна, однако при этом одновременно растут размеры и масса устройства.
Угол при основании треугольника, который в итоге образуют собранные вибраторы. Чем он меньше, тем лучше работа антенны. Однако это тоже увеличивает длину и массу, появляется риск возможной деформации.

Расчет логопериодической антенны, хоть фабричной, хоть самодельной, всегда основан на балансе между массой, прочностью и эффективностью приема. Обойти общий принцип работы нельзя, и из-за этого конструкторам постоянно приходится выбирать, чем именно жертвовать в конкретном случае.

Выбор формы

Производители выпускают эти конструкции еще как минимум в двух форматах:

«Дельта».
Производится уже лет тридцать на заводе в Санкт-Петербурге и представляет собой изогнутый единый вибратор треугольной формы из стальной проволоки. Схема дециметровой цифровой антенны подразумевает включение всех проводников-вибраторов в единую цепь. Так что «Дельта» в некоторых отношениях даже эффективнее классического стержня с «рогами»-вибраторами.
Пластина сложной формы (волновой канал).
Применяется для внешних телеантенн дальнего действия, особенно если используется встроенный усилитель. Конструкция незамысловатая, отчасти поэтому ее так облюбовали производители. Подстраивается под длину волны за счет разных расстояний между вибраторами. Хорошо работает только для дальнего приема и в активном варианте (для среднего и ближнего поля важно чередование).
Линейная решетка симметричных вибраторов с монотонно изменяющейся длиной.
Может быть изготовлена как в виде плоской конструкции, так и в форме решетки с двойной линией, образованной скрещенными проводниками. Это самый эффективный, но при этом конструктивно более сложный вариант антенны.

Всеволновая логопериодическая

Помимо работы с короткими волнами дециметрового диапазона, такая антенна может принимать сигналы в широкополосном спектре. Это полезная функция, если планируется принимать «цифру» в формате DVB-T2 и подключать источник аналогового сигнала.

Прием сигналов со всех диапазонов возможен в следующих случаях:

В конструкции встроены вибраторы длиной не менее метра.
Устройство имеет не только два штыря с вибраторами для дециметрового диапазона. У него как минимум пара «усов» с телескопическими штырями для приема метрового вещания.

Такая конструкция обычно характерна для комнатной антенны. На мачте или выносном настенном кронштейне трудно вручную раздвигать «телескопы» и ориентировать их в сторону передающей станции.

Возможны также конструктивные совмещения логопериодической антенны с плоской метровой, использование параллельного волнового канала и пр. Однако особо сложные конструкции требуют дополнительных расчетов как по коэффициенту усиления, так и по прочности антенны. Поэтому широкого распространения не получили устройства ни промышленного производства, ни собранные своими руками.

По той же причине почти не используются популярные в 60-х годах сферические телеантенны. У них очень интересные характеристики приема, но они слишком уж нетривиальны при расчетах, в конструировании и обслуживании. Проще рассчитать и изготовить волновой канал, плоский би- или триквадрат Харченко или логопериодическую антенну, чем подгонять сферу под частоты современного цифрового ТВ.

Как сделать самостоятельно

Основное применение этих антенн – прием дециметровых (ДМВ) сигналов. Обычная конструкция – это два параллельных стержня, на которых в противофазе друг к другу крепятся от 5 до 7 проводников-вибраторов равномерно уменьшающейся длины.

При необходимости эту антенну можно изготовить в домашних условиях. Самодельная конструкция требует дополнительных расчетов. Калькулятор можно найти ниже или воспользоваться формулами из любого учебника по радиотехнике. При этом на дату выпуска можно не смотреть: с 60-70-х годов XX века никаких глобальных открытий в этой области сделано не было.

Так что старыми формулами можно пользоваться безбоязненно.

Расчет логопериодической антенны

Вначале надо рассчитать размеры рабочих элементов устройства. Для этого воспользуйтесь онлайн-калькулятором:

Калькулятор не помещается в окно полностью, поэтому прокручивайте голубое окно вверх-вниз, вправо-влево, чтобы заполнить все поля. После нажатия кнопки «Рассчитать» прокрутите вниз, чтобы увидеть результаты.

Пояснения к расчету:

минимальная и максимальная рабочая частота — укажите диапазон, исходя из для вашего региона;
входное сопротивление — оставьте 75 Ом;
диаметр элемента — укажите сечение вибраторов, которые планируете применять;
сторона собирающей линии — калькулятор рассчитывает значения для трубок квадратного сечения, нужно указать размер одной грани.

Вибраторы укорачиваются в геометрической прогрессии со знаменателем, равным τ. Работа антенны зависит от периода структуры τ и угла при вершине треугольника α, связанного с относительным интервалом σ.

Чем меньше угол α (и больше τ), тем выше коэффициент усиления антенны. При этом увеличивается число вибраторов и общая длина конструкции. Поэтому при выборе периода структуры рекомендуем принимать значение τ 0,9.

Существует оптимальное значение относительного интервала σ для определенного τ — калькулятор посчитает его автоматически.

Полученные значения используйте при изготовлении антенны.

Изготовление проводника

Создание самодельной модели включает в себя:

Изготовление стержней. Подбираются две проводящие трубки нужного диаметра, поскольку изготовить их сложно.
Нарезка и попеременное присоединение вибраторов посчитанных размеров. Длина самых больших должна получиться около четверти (а в сумме – правый и левый – равна половине) длины волны нужного диапазона.
Подвод питания к передней части, если используется усилитель.
Проводку фидера внутри одного из стержней. В этом случае кабель играет роль четвертьволнового трансформатора.
Пайка кабелей, подключение и .

Подключение вибраторов производится попеременно, как показано на схеме.

Чтобы не упустить из виду важные мелочи, посмотрите эту видеоинструкцию. Лучше чем на ней объяснить невозможно — все наглядно и понятно.

Настройка

При правильной сборке и использовании фидера волновым сопротивлением 75 Ом антенна не нуждается в дополнительной настройке. Достаточно ее правильно .

Если же при сборке были допущены огрехи, то исправить их можно следующим образом:

Укорочением или наращиванием вибраторов.
Обрезать можно с помощью кусачек, пилки по металлу или болгарки. Удлинить же можно, надставляя на короткие вибраторы трубки из такого же материала до соответствующей расчетам длины. После того как она достигнута, трубки крепятся клеем, запаиваются, заклепываются или же зажимаются плоскогубцами так, чтобы обеспечить надежный контакт.
Изменением расстояния между парами вибраторов.

Подключение усилителя SWA

В зоне, где прием телесигнала неуверенный, можно использовать . Наиболее популярной маркой является SWA. Платы этой линейки выпускаются с разными коэффициентами усиления и канальными диапазонами.

Подключение выполняться одним из двух способов:

При питании по антенному кабелю.
Здесь центральная жила кабеля зажимается одним винтом, а экран заворачивается и зачищается с помощью планки. Главное при этом – не допустить короткого замыкания экрана на центральную жилу;
При питании от внешнего адаптера.
Здесь требуется переходник-адаптер («краб») с подходящими параметрами (для их проверки потребуется мультиметр). Он распаивается в соответствии с конструкцией антенны и спецификой ее подключения. Здесь требуются нетривиальные знания электротехники, поскольку единого стандарта устройств производители адаптеров не поддерживают и в разных случаях нужны индивидуальные расчеты.

Вместо заключения

Сборка логопериодической антенны – нетривиальная задача, доступная не всякому телемастеру. Тем не менее сделать эту работу даже с нуля может любой, имеющий минимальные знания в электротехнике.

Вот какие экземпляры собирают радиолюбители:

Логопериодическая антенна — хороший вариант?

Круто!Отстой!

Антенна10 лучших антенн для приема эфирного цифрового ТВ

Антенна3 способа подключения усилителя к эфирной цифровой антенне

расчёт и изготовление своими руками dvb t2

Опубликовано: 26. 12.2021Рубрика: Устройства

Содержание

1 Виды антенн
- 1.1 Особенности логопериодической антенны
2 Конструкция
- 2.1 Основные параметры
- 2.2 Форма
- 2.3 Приём МВ-сигнала
3 Как сделать самому
- 3.1 Изготовление
- 3.2 Настройка
4 Заключение

Просмотр эфирного ТВ в высоком качестве требует установки антенны, которая будет принимать и передавать сигнал. Поговорим про логопериодические антенны: что это, чем они отличаются от других видов антенн и как её сделать.

Так выглядит логопериодическая антенна для приема цифрового сигнала. Отличается приемом высокого диапазона волн.

Виды антенн

По конструкциям выделяют следующие:

Синфазная
Волновой канал
Полуволновой вибратор
Петлевой вибратор
Логопериодическая.

Особенности логопериодической антенны

У такого устройства равномерный коэффициент усиления, а также широкий диапазон приёма. Теоретически, оно подходит для приёма сигнала как в метровом, так и в дециметровом диапазоне, но по факту с окончанием аналогового вещания в стране важнее, конечно, прием цифрового телевидения. Тем не менее, помимо общих мультиплексов, антенна позволяет ловить сигнал и местных аналоговых станций. При этом одной из значимых характерных особенностей является её низкая стоимость.

Конструкция

Устройство имеет такие элементы:

Два стержня. Как правило, они пустотелые. Кабель-фидер проходит через нижний стержень, уходит наверх петлёй и заканчивается короткозамкнутой перемычкой.
Вибраторы переменной длины.

Основные параметры

Важные факторы при выборе:

Знаменатель геометрической прогрессии. Его значение определяется тем, насколько резко уменьшается длина вибраторов по мере продвижения от основания устройства к его концу. Чем медленнее это происходит (чем меньше знаменатель), тем больше масса и размер устройства, – но, в то же время, лучше его работа.
Угол в основании треугольника, образованного собранными вибраторами. Хотя здесь действует то же правило «меньше = лучше», к негативным эффектам добавляется ещё и риск деформации.

Форма

Логопериодическая антенна может иметь несколько разных форм.

Классическая – обычный треугольник: две линии вибраторов, которые постепенно уменьшаются в длине.
«Дельта». Технически, у этой формы всего один вибратор, но длинный и изогнутый. Как и в обычном варианте, изгибы сильнее у основания.
Волновой канал. Подстраивается под длину волны не за счёт вибраторов как таковых, а за счёт расстояния между ними. Хорошо подходит для дальнего приёма, в ближнем и среднем проявляет себя сильно хуже.
Линейная решётка. Вибраторы симметричны, длина убывает монотонно. Самая сложная в плане конструкции, но и сигнал принимает лучше всего.

Приём МВ-сигнала

Как уже писалась выше, в теории антенна подходит не только для дециметрового сигнала, но и для метрового. Однако для этого в конструкции должны быть предусмотрены, помимо прочего, следующие элементы:

Вибраторы длиной не меньше метра
Пара «усов» с телескопическими штырями.

Используется это, впрочем, в основном в комнатных вариантах.

Как сделать самому

Логопериодическая антенна обладает не самой сложной конструкцией, и зачастую её можно изготовить в домашних условиях. Для этого, впрочем, понадобится провести самостоятельные расчёты. Вот данные, которые вам нужно будет знать:

Минимальная и максимальная частота – чтобы не ошибиться, проверьте, на каких частотах транслируются каналы в вашем регионе.
Входное сопротивление – стандартное значение 75 Ом.
Диаметр элемента – имеется в виду сечение вибраторов.
Сторона квадрата собирающей линии
Период структуры
Относительный интервал

Для расчётов лучше воспользоваться он- лайн калькулятором или формулами из учебников радиотехники.

Изготовление

Вот пошаговая инструкция по изготовлению логопериодической антенны своими руками в домашних условиях:

Сначала вам потребуются стержни – для этого возьмите две проводящие трубки нужного вам диаметра.
Дальше необходимо нарезать вибраторы. Имейте в виду, что самые длинные из них (ближайшие к основанию) должны быть каждый по четверти длины волны нужного диапазона.
Попеременно присоедините вибраторы к стержням.
Подведите питание к передней части.
Проведите фидер внутри одного из стержней.
Спаяйте кабели и подключите.

Настройка

Если всё было сделано корректно, дополнительная настройка самодельной антенны не потребуется – понадобится лишь установить её повыше и сориентировать в сторону источника сигнала. Но, конечно, в процессе изготовления возможны ошибки – вот что с ними можно сделать:

Чрезмерная длина вибраторов: просто обрежьте излишек. Подойдут кусачки, пилка по металлу, болгарка.
Недостаточная длина вибраторов: надставьте к коротким вибраторам трубки из того же материала, склейте или запаяйте. Вам необходим надёжный контакт между элементами.
Также может понадобиться поменять расстояние между вибраторами.

Заключение

Логопериодическая антенна – достаточно универсальный вариант, который однозначно придётся по вкусу тем, кто не любит переплачивать и/или изготавливать устройства самостоятельно.

Какой сигнал может принимать логопериодическая антенна?

Такая антенна подходит как для аналогового сигнала, так и для цифрового DVB-T2.

В чём преимущества логопериодической антенны?

У неё широкий диапазон приёма и равномерный коэффициент усиления. Помимо этого, она не так сложно изготавливается и недорого стоит.

Как можно самому изготовить антенну?

Следуйте вышеописанной инструкции. Для расчётов воспользуйтесь калькулятором и/или радиотехническими формулами.

Руководство «Сделай сам» по проектированию и изготовлению логопериодических антенн антенны

Новый взгляд на конструкции антенн стал результатом применения логопериодической концепции в конструкции антенн.

Это новое семейство антенн демонстрирует характеристики диаграммы направленности и импеданса, которые практически не зависят от частоты в чрезвычайно широкой полосе пропускания. На практике легко достигается полоса пропускания десять к одному. Различные конфигурации могут обеспечивать вертикальную или горизонтальную линейную поляризацию, а также круговую поляризацию. Диаграммы излучения можно сделать одно-, дву- или всенаправленными с относительной легкостью. В этой статье показано, как проектировать практичные антенны для любительского использования с низкими затратами, и приводятся несколько практических наборов рабочих размеров конструкции.

При прочтении нескольких статей Р. Х. Дюамеля (1), раскрывающих совершенно новую концепцию антенн с широким диапазоном частот, проектирование и изготовление такой антенны оказалось прекрасным проектом для «сделай сам».

Характеристики этой новой конструкции антенны в настоящее время хорошо известны, и опубликовано достаточно информации о конструкции, позволяющей спроектировать конструкцию для любительского использования. Аспект нечувствительности к частоте — антенна может работать в частотном диапазоне более чем 10:1 — является наиболее ценной особенностью для нас, любителей. Можно, например, спроектировать и построить одну антенну для работы во всем диапазоне частот от 3,5 до 30 Мгц, используя только одну фидерную линию, с равномерным усилением и диаграммой направленности для любой частоты в этих пределах. В.с.в.р. будет в среднем около 1,5: 1, с максимальным 2: 1. Доступное усиление будет, конечно, варьироваться в зависимости от желаемой диаграммы направленности, но будет варьироваться от 5 до более чем 10 дБ на диполе. Например, если вертикальное покрытие 90 градусов и азимутальный охват около 65 градусов является приемлемым, может быть достигнуто усиление около 6 дБ (предполагается, что точки отсечки находятся на уровне половинной мощности). Импеданс будет находиться в диапазоне от 50 до 200 Ом.

Однако не все то золото, что блестит, и следует предупредить, что между передатчиком и этой антенной необходимо использовать ответвитель, подавляющий гармоники. Антенна готова и хочет принимать гармоники и другие побочные излучения и излучать их с тем же усилением 6 дБ, что и основная частота: Крышки, будьте осторожны! Вы должны использовать ответвитель с любой антенной в любом случае.

Вид логопериодической антенны в масштабе показан на рис. 1, а размеры, входящие в конструкцию, показаны на рис. 2.

Рис. 1. У.В.Ч. модель логопериодической антенны, построенной для измерения диаграммы направленности. Здесь показана конфигурация элементов, характерная для всех антенн этого типа. Данная модель охватывает диапазон частот от 450 до 5000 МГц.

Рис. 2. Расчетные размеры логопериодической антенны.

Теперь посмотрим, что потребуется для проектирования и изготовления такой антенны.

Поиск измерений

В качестве отправной точки давайте сначала выберем самую низкую частоту, на которой мы хотим работать. Например, мы можем выбрать 14 Mc и захотеть пройти до 144 Mc. В антенне этого типа самый длинный элемент, E1, имеет длину около 0,5 длины волны на самой низкой выбранной частоте. Для 14 Mc мы будем использовать цифру около 35 футов. На логическом основании, что то, что достаточно хорошо для опытного конструктора, должно быть достаточно хорошо и для нас, мы будем использовать опубликованные расчетные факторы, использованные Дюамелем для его серии Collins Model 237A. Он выбрал угол при вершине а в 60 градусов в горизонтальной плоскости для каждой половины антенны. Вертикальный угол ψ в 37 градусов между двумя полуструктурами был выбран для обеспечения 90 градусов по вертикали. Периодическая функция τ, равная 0,6, была выбрана произвольно. Усиление для этой конструкции составляет около 6 дБ. над диполем, и получается азимутальная диаграмма направленности около 65 градусов.

Вторым шагом является определение расстояния R1 от вершины (точки подачи) до центра самого длинного элемента. Из нашей школьной геометрии мы можем определить, что это примерно 30,3 фута, используя уравнения для прямоугольных треугольников, поскольку мы знаем все углы, а длина одной стороны треугольника составляет половину длины выбранного самого длинного элемента. Уравнение, которое я использовал, было

, что, поскольку a = 60°, составляет 0,866E1 или 30,3 фута.

Затем мы получаем положение третьего элемента, умножая это Rl на r, равное 0,6, и получаем 18,2 фута для R3. А как насчет второго элемента? Из уравнений Дюамеля это будет R2 = R1-Vr, поэтому, когда r = 0,6, R2 = 0,775R1. Как видите, на самом деле это среднее геометрическое между R1 и R3. Умножая это, мы получаем 23,5 фута для интервала между вторыми элементами. Остальное легко, так как нам нужно только несколько. на r, чтобы получить значения R4 = 0,6R2-R5 = 0,6R3, и так далее. Идентичная процедура даст длины элементов, поскольку они имеют такое же периодическое соотношение.

В таблицах показаны значения для конструкции различных практичных антенн. Таблицы I и II относятся к диапазону от 20 м и выше, Таблица III относится к диапазону от 10 м и выше, а Таблица IV относится к диапазону УКВ. мужская мечта. Он охватывает непрерывно от 50 МГц через ТВ, FM, авиационный и спутниковый диапазоны, 144, 220 и 450 МГц, все в одной структуре с усилением 6 дБ, что примерно соответствует размеру хорошего УКВ диапазона. телевизионная антенна.

ТАБЛИЦА I, диапазон частот от 14 до 144 МГц
E1 = 35 футов α = 60° ψ = 37° τ = 0,6 D = 193″ Вертикальный рисунок около 90° Азимутальная диаграмма около 65° Получите около 6 дБ над диполем
E1 = 35 ‘0 «	R1 = 30′ 4″
E2 = 27 ‘2 «	R2 = 23′ 6″
E3 = 21 ‘ 0 «	R3 = 18 ‘2″
E4 = 16′ 3 «	R4 = 14 ‘1″
E5 = 12′ 8 «	R5 = 10 ’11»
	R5 = 10′ 11 «
550	R5 = 10 ‘110047
7 E6 = 9 футов 9 дюймов	R6 = 8 футов 6 дюймов
E7 = 7 ‘7 «	R7 = 6′ 6″
ES = 5 ’10 «	R8 = 5′ 1″
E9 = 4 ‘7 «	R9 = 3 ’11 «
E10 = 3′ 6″	R10 = 3 ‘0 «
E11 = 2′ 9″	R11 = 2 ‘4 «
E12 = 2′ 2″	R12 = 1 фут 10 дюймов
E13 = 1 фут 8 дюймов	R13 = 1 фут 5 дюймов
E14 = 1 фут 3 дюйма	7	R1 40050 R10047
EIS = 1 ‘0 «	R15 = 0′ 10″
E16 = 0 ‘9 «	R16 = 0′ 8″

9008 E 6 8 »

19005

Таблица II. Мк
E1 = 35 футов α = 45° ψ = 45° D = 32’5″ τ либо 0,6, либо 0,707 Вертикальный рисунок около 66° Азимутальная диаграмма около 66° Усиление около 7,7 дБ относительно диполя
Размеры при τ = 0,6		Размеры при τ = 0,707
E1 = 35 ‘0 «	R1 = 42′ 3″	E1 = 35 ‘0 «	R1 = 42′ 3″
E2 = 27 ‘2 «	R2 = 32′ 9 дюймов	E2 = 29 футов 5 дюймов	R2 = 35 футов 6 дюймов
E3 = 21 фут 0 дюймов	R3 = 25 футов 4 дюйма	E3 = 24 фута 0 50 R3 = 24 фута 47 дюймов 10 дюймов
E4 = 16 футов 3 дюйма	R4 = 19 футов 8 дюймов	E4 = 20 футов 9 дюймов	R4 = 25 футов 2 дюйма
050 R5= 15′ 3″				E5 = 17′ 6″	R5 = 21′ 2″
E6 = 9′ 9″	R6 = 11′ 9″ 7″
R6 = 17 футов 9 дюймов
E7 = 7 футов 7 дюймов	R7 = 9 футов 2 дюйма	E7 = 12 футов 4 дюйма	R7 = 15 футов 0 дюймов
R8 = 7′ 1″	E8 = 10′ 5″	R8 = 12′ 7″
E9 = 4′ 6″	R9 = 5′ 6″	47 E9 »	Р9= 10 футов 7 дюймов
E10 = 3 фута 6 дюймов	R10 = 4 фута 3 дюйма	E10 = 7 футов 4 дюйма	R10 = 8 футов 10 дюймов	42 E	R11 = 3′ 4″	E11 = 6′ 2″	R11 = 7′ 6″
E12 = 2′ 2″	R12 = 2′ 6″ 5’0	R12 = 6 ‘3 «
E13 = 1′ 8″	R13 = 2 ‘0 «	E13 = 4′ 4″	R13 = 5 ‘4 «
E54 = 1′ 3	R14 = 1 фут 6 дюймов	E14 = 3 фута 8 дюймов	R14 = 4 фута 5 дюймов
E15 = 1 фут 0 дюймов	R15 = 1 фут 3 дюйма 1 фут 2 дюйма 7	R15 = 3′ 9″
E16 = 0′ 9″	R16 = 0′ 11″	E16 = 2′ 7″	R16 = 3′ 2″
		E17 = 2 фута 2 дюйма	R17 = 2 фута 8 дюймов
		E18 = 1 фут 10 дюймов	R18 = 2 фута 3 дюйма
7	90= 1 ‘6 «		R19 = 1′ 10″
		E20 = 1 ‘3 «	R20 = 1′ 7″
		E21 = 1 ‘1 «	R21 = 10047	E21 = 1″. , 4″
		E22 = 0′ 11″	R22= 1’2″
		E23 = 0′ 9″	R23 = 0′ 11″

TABLE III , Диапазон частот от 28 МГц до 280 МГц
E1 = 17,7 футов α = 60° ψ = 37° τ = 0,6 D = 9’9″ Вертикальный рисунок около 90° Азимутальная диаграмма около 65° Получите около 6 дБ над диполем
E1 = 17 ‘9 «	R1 = 15′ 4″
E2 = 13 ‘9 «	R2 = 11′ 11″
E3 = 10 ‘ 8 «	R3 = 9 ‘3″
E4 = 8′ 3 «	R4 = 7 ‘2″
E5 = 6′ 4 «	R5 = 5 ‘6″
	R5 = 5′ 6 «
50550. E6 = 4 фута 11 дюймов	R6 = 4 фута 3 дюйма
E7 = 3 ’10 «	R7 = 3′ 4″
E8 = 3 ‘0 «	R8 = 2′ 7″
E9 = 2 ‘4 «	R9 =
E9 = 2′ 4″	R9. 2 ‘0 «
E10 = 1′ 9″	R10 = 1 ‘6 «
E11 = 1′ 5″	R11 = 1 ‘2 «
E12 = 1′ 1″	R12 = 0’11»
El3 = 0′ 10″	R13 = 0′ 9″

Мк через 490 Мк
E1 = 10 футов α = 60° ψ = 37° τ = 0,707 D = 5 футов 6 дюймов Вертикальный рисунок около 90° Азимутальная диаграмма около 65° Усиление около 6 дБ. над диполем
E1 = 10 ‘0 «	R1 = 8′ 8″
E2 = 8 ‘5 «	R2 = 7′ 3″
E3 = 7 ‘1 «	505 R3 = 6 футов 2 дюйма
E4 = 6 футов 0 дюймов	R4 = 5 футов 2 дюйма
E5 = 5 футов 0 дюймов	R5 = 4 ‘4 «
E6 = 4′ 3″	R6 = 3 ‘8 «
E7 = 3′ 6″	R7 = 3 ‘1 «
E8 = 3′ 1″
E8 = 3 ‘0 «	R8 = 2′ 7″
E9 = 2 ‘6 «	R9 = 2′ 2″
E10 = 2 ‘2 «	R10 = 1′ 10″
E11 = 1 фут 9 дюймов	R11 = 1 фут 6 дюймов
E12 = 1 фут 6 дюймов	R12 = 1 фут 3 дюйма
E13 = 90 40 3 дюймов0050 R13 = 1′ 1″
E14 = 1′ 0″	R14 = 0′ 11″
Ei5 = 0′ 10″	R15 = 0′ 9″
E16 = 0 ‘ 9″	R16 = 0′ 8″
E17 = 0′ 8″	R17 = 0′ 6″

Важно помнить, что эта антенна излучает вперед от самого длинного элемента. точка подачи, в отличие от конической или рупорной, на которые она чем-то похожа по внешнему виду

Теперь, когда мы определились с размерами, осталось сконструировать рабочий узел

Построение одного

Несмотря на то, что можно построить блок 14 Mc и выше в виде вращающегося луча, как это делает Collins в своей серии 237A, гораздо проще и дешевле построить фиксированный массив следующим образом:

Определите желаемое направление луча и установите 15-футовую вертикальную телевизионную мачту для поддержки вершины или точки подачи. Затем установите две 30-футовые телескопические мачты телевизионного типа (около 7,50 долларов каждая на месте), чтобы поддерживать концы самых длинных задних элементов. Расстояние между ними будет около 40 футов или около того по горизонтальной линии, перпендикулярной концу радиуса R1, проведенному от его вершины; направление, противоположное азимуту желаемого главного лепестка. Грубо говоря, три мачты образуют равносторонний треугольник с 15-футовым футером на вершине, расположенным в желаемом направлении излучения. Главный лепесток шириной 65 градусов должен обеспечивать удовлетворительную зону покрытия.

Теперь, используя многожильный или предпочтительно медно-сварной антенный провод для элементов и некоторое количество полиэтиленовой линии для поддержки, должно быть легко разместить необходимые излучающие элементы в соответствии с нашими расчетными размерами. Если следовать примеру Коллинза, то угол между верхней полуконструкцией и нижней будет составлять около 37 градусов, что дает расстояние в 19,2 фута между открытыми концами двух половин антенны. Нижний элемент должен располагаться достаточно высоко над землей, чтобы не представлять опасности для людей.

Проволока или стрела должны использоваться для соединения всех центров элементов каждой половины вместе. Поскольку это узловая точка баланса, ее можно заземлить для защиты от молнии. Наилучшим способом подачи может быть использование куска трубки для центрального соединительного элемента нижней половины и использования его в качестве втулки, через которую можно пропустить коаксиальную линию (RG-59/U или RG-11/13). Это сделает ненужным использование какого-либо другого устройства балансировки линии. Этот подводящий коаксиальный кабель будет идти сзади к точке апексного подвода, где экран коаксиального кабеля соединится с концом самого короткого элемента нижней половины конструкции, а центральный проводник соединится с концом самого короткого элемента верхней половины. -структура. Обратите внимание, что верхняя и нижняя структуры являются противоположными симметричными структурами и не являются зеркальными отображениями. Вся эта антенна не должна стоить более 35 долларов США, за исключением фидерной линии.

Экспериментальный V.H.F. модель

Антенна с размерами, указанными в Таблице IV, была сконструирована с целью получения некоторых данных о характеристиках системы. В то время единственным доступным материалом были латунные трубки, и получившаяся конструкция была слишком тяжелой для установки одним человеком на обычную башню, поэтому испытания проводились на высоте около 12 футов. Используя линию RG-59/U для питания антенны, к.в.р. измерения дали следующие данные:

.0047

Частота (Mc)	К.В.Р. in 75 Ω line
50.04	1.4 to 1
50.4	1.45 to 1
51.25	1.5 to 1
144.12	1.05 to 1
144.72	от 1,5 до 1
144,9	1,7 до 1
145,35	2,1 до 1
145,8	1,9 до 1
	1,9 до 1
40050157	1,9 до 1
145057	1,9 до 1
1455011557	1,9 до 1
145047	1,9 до 1
145.8	1.6 to 1
146.7	1.1 to 1
147.12	1.2 to 1
147. 6	1.5 to 1

Рис. 3. Схема питания коаксиальным кабелем. В центре каждого элемента находится узел напряжения, поэтому к центрам можно прикрепить металлическую опору, не нарушая работу антенны. Коаксиальный кабель проходит через втулку, закрепленную на опоре нижней полурамы, тем самым отделяя экран коаксиального кабеля от антенны.

Рис. 4. Измеренные диаграммы ДМВ. модель, показанная на рис. 1, на четырех частотах между 450 и 900 МГц.

Аналогичные проверки были проведены с 52-омной фидерной линией RG-58/U, и сравнение коэффициентов стоячей волны с наблюдаемыми для RG-59/U показало, что импеданс антенны фактически превышает 75 Ом. Я бы порекомендовал фидерную линию 95 Ом RG-62/U, которая имеет гораздо меньшие потери, чем RG-58/U или RG-59/U, но стоит всего около 6 долларов за сотню футов. RG-63/U (125 Ом) может обеспечить даже лучшее согласование, но стоит примерно в два раза дороже.

Хотя экспериментальная антенна была опробована только на высоте 12 футов, она обеспечивала ряд контактов на 6 и 2 метра с различными точками в Коннектикуте с помощью коммуникаторов. На телевизионном приеме он показал отличные характеристики по сравнению с Channel-Master Super-Rainbow, который находился на высоте 45 футов, а на f.m. диапазоне он превзошел телевизионную антенну, несмотря на разницу в высоте. В ближайшем будущем планируется создать аналогичную антенну с более легкой конструкцией, чтобы вес был управляемым.

Другие конфигурации

Все это хорошо, скажете вы, но эти значения коэффициента усиления немного занижены по сравнению с тем, что заявлено для некоторых однополосных массивов, так как же мы можем «горячо» это сделать, чтобы получить более высокий коэффициент усиления? Во-первых, нецелесообразно размещать антенны друг над другом, потому что при этом возникает фактор, зависящий от частоты. Существует несколько методов получения умеренных улучшений за счет охвата луча или увеличения количества и размера элементов.

Одним из методов, обеспечивающих усиление до 10,5 дБ, является уменьшение угла при вершине a и увеличение периодической функции τ. Угол 45 градусов с τ 0,707 и углом разделения 45 градусов даст нам усиление 7,7 дБ с небольшим изменением диаграммы направленности по азимуту и приемлемым уменьшением охвата по вертикали до 66 градусов. Длина от вершины до заднего элемента увеличивается примерно с 30 футов до примерно 42 футов (таблица II), а общее количество элементов немного увеличивается. Изменение угла при вершине до 15 градусов позволит получить 10,5 дБ. усиления, но антенна станет намного длиннее и количество элементов будет значительно больше. Как всегда, даром ничего не получишь. Ширина луча по азимуту уменьшается не слишком сильно, составляя порядка 57 градусов по сравнению с 65 градусами.

Другой метод заключается в переплетении четырех полуструктур с одной и той же точкой вершины, при этом каждая пара имеет различный угол расстояния. Другой вариант — построить два одинаковых блока рядом с одной и той же точкой подачи вершины. Проблема здесь заключается в правильной фазировке элементов, так как неправильное соединение может привести к двойному лепестковому разностному рисунку.

Одна из этих антенн, направленная вертикально вершиной на вершину мачты, с использованием элементов в качестве растяжек, должна быть естественной для спутниковой работы, так как может работать на 20, 40 или 108 Мгц и любых других будущие частоты между ними и имеют одинаковое усиление и диаграмму направленности для любой из частот. Усиление 10 дБ. или больше, и, расположив антенны в форме пирамиды, два набора элементов можно было бы сфазировать либо для создания суммарной диаграммы направленности с одним главным лепестком, либо для получения разностной диаграммы направленности с нулевым лепестком прямо над головой, как пончик с отверстие в точке подачи апекса. Кормовой коаксиал в этом случае мог подаваться через опорную мачту.

Похоже, нам, любителям, пора обратить внимание на превосходные характеристики этой конструкции антенны и использовать ее. А ты? Автору будет очень интересно услышать о результатах от любого, кто попробует его, и Р. Г. Дюамель, создатель, несомненно, тоже будет заинтересован.

Приложение I

Определения

E1 = приблизительная длина самого длинного элемента (λ/2 при самой низкой рабочей частоте).
R1 = расстояние от вершины до центра E1, самого длинного элемента.
E2 = длина второго по длине элемента.
R2 = расстояние от вершины до центра E.
τ = периодическая функция.
α = угол при вершине или горизонтальный угол, образованный радиальными линиями от вершины к концам элементов.
ψ = угол при вершине или угол вертикального разделения между двумя полуструктурами.

Приложение II

Уравнения расчета

Примечания

Журнал «Космическая аэронавтика», март 1959 г., с. 148. Протокол съезда IRE 1958 года, часть 1, с. 139. Протокол съезда IRE WES-CON 1958 года, часть 1. Протокол съезда IRE 1957 года, часть 1, с. 119.

Карл Т. Милнер, W1FVY.

Калькулятор логпериодической дипольной решетки

Serge Stroobandt, ON4AA

Michael McCue, W7YZT

- Конструкции антенн
- Инженерные калькуляторы RF
Калькулятор LPDA

Визуализация проволочной ВЧ-антенны в виде логопериодической дипольной решетки.
Рисунок: Michael McCue, W7YZT ©2017–2018

Фрагмент фидера с торца логопериодической дипольной антенны VHF. Коаксиальный кабель проходит внутри правой штанги. Только центральная жила коаксиального кабеля соединяется с левой штангой с помощью заклепки. Элементы диполя имеют резьбу снаружи. Также видны полимерные опорные изоляторы между параллельными штангами. Используйте мой калькулятор линий передачи с параллельными квадратами, чтобы определить правильное расстояние между штангами, учитывая \(Z_\text{c,feed}\).

: Направленность в свободном пространстве логарифмически-периодической дипольной решетки (LPDA) зависит от ее конусности \(\tau\) и выбранного интервала \(\sigma\). ^1–5 Уменьшение \(\сигма\) приведет к уменьшению длины стрелы \(L\). Уменьшение \(\tau\) уменьшит длину стрелы \(L\) и количество элементов \(N\). Из-за нехватки места и ресурсов логопериодические антенны любительской радиосвязи часто ограничиваются значениями \(\tau\) от 0,88 до 0,95 со значениями \(\sigma\) от 0,03 до 0,06. ⁶

Направленность в свободном пространстве логарифмически-периодической дипольной решетки как функция ее конусности \(\tau\) и расстояния \(\sigma\) для \(Z_\text{c,feed}=100\,\Omega \) и \(\frac{\ell_i}{⌀_N}=125\). Источник: Hutira et al. ⁷

Указания по вводу:

^* Выберите немного более широкий диапазон частот , чтобы компенсировать неточности построения.
^† Характеристическое входное сопротивление \(Z_\text{c,in}\) LPDA в значительной степени определяется размерами самого короткого элемента. В настоящем LPDA диаметры элементов должны масштабироваться пропорционально длине элемента. Однако во многих случаях сохранение одинаковых диаметров элементов во всем LPDA оказывается довольно щадящим. 907:25
^‡ Время от времени HF LPDA имеют характеристическое входное сопротивление 200 Ом; токовый балун 4÷1 преобразует импеданс в 50 Ом. На УКВ и более высоких частотах LPDA обычно предназначены для прямого подключения к с характеристическим входным сопротивлением 50 или 75 Ом .

Полученный дизайн
относительная рабочая полоса пропускания	\(Б\)
оптимальное расстояние	\(\sigma_\text{опция}\)
котангенс при вершине полуугла	\(\кроватка{\альфа}\)
относительная пропускная способность активной области	\(B_\текст{ар}\)
относительная пропускная способность структуры	\(B_\текст{S}\)
количество элементов, округленное до целого числа ⁶	\(\lэтаж N\rceil\)
длина стрелы	\(Л\)
длина ^* дипольного элемента \(i\)	\(\ell_i\)
расстояние между центрами элементов \(i\) и \(i+1\)	\(д_{я,я+1}\)
длина концевого шлейфа ^† \(Z_\text{term}\)	\(\ell_{Z_\text{term}}\)
среднее волновое сопротивление самого короткого элемента N	\(Z_{\text{c,}N}\)
требуемое волновое сопротивление фидера, соединяющего элементы ^‡	\(Z_\text{c,feed}\)

Примечания к дизайну:

^* Ширина любой штанги антенны включена в длину каждого элемента диполя, как и для любого обычного диполя или антенны Яги-Уда. 907:25
^† Оконечный шлейф \(Z_\text{term}\) требуется только в том случае, если волновое сопротивление фидера \(Z_\text{c,feed}\) низкое. Типично для массивов ОВЧ и УВЧ. ^6,8 Оконечный шлейф улучшает соотношение фронт/тыл в «слабых местах» в частотной области. ^6,7 Кроме того, шлейф предотвращает накопление статического заряда на соединительной линии передачи. ⁶ Hutira ⁷ предписывает длину отвода λ ₁/4; т. е. удвоить длину, указанную Чебиком ⁶ и этим калькулятором. Смоделируйте или поэкспериментируйте с разной длиной шлейфа, чтобы выбрать наиболее удобную диаграмму направленности. ⁶
^‡ Фидер, соединяющий элементы, представляет собой линию передачи с параллельными проводниками. Разделительное расстояние между параллельными проводниками определяет характеристическое сопротивление \(Z_\text{c,feed}\) этой линии передачи, которое отличается от входного сопротивления \(Z_\text{c,in}\) антенна. Разделительное расстояние можно рассчитать, используя мою линию передачи с параллельным квадратным или круглым проводом 9.Калькулятор 0764.

Этот калькулятор LPDA в основном основан на процедуре проектирования, описанной Л. Б. Чебиком, W4RNL (SK) в 21 ^st издании The ARRL Antenna Handbook . ⁶ Калькулятор успешно протестирован на примерах, перечисленных в этом справочнике. В отличие от книги, этот калькулятор использует скорость света \(c\) с полной точностью, что приводит к более коротким, но более точным длинам. Кроме того, формула для расчета длины стрелы \(L\) была улучшена за счет исключения расстояния до виртуальной вершины \(2\alpha\) антенны. 92 + 1}\]

Вот код Brython этого калькулятора. Код Brython не предназначен для автономной работы, хотя он выглядит почти так же, как Python 3. Код Brython выполняется на стороне клиента в браузере, где он перекодируется для защиты Javascript.

Лицензия: GNU GPL версии 3
Загрузить: lpda. py

Р. Каррел. Конструкция логопериодических дипольных антенн. В: IRE International Convention Record . Том 9.; 1961: 61-75. Дои: 10.1109/ИРЭКОН.1961.1151016

В.М. Чеонг, Р.В.П. Король. Логопериодическая дипольная антенна. Радионаука . 1967; 2:1315-1325.

Г. Де Вито, Джованни Б. Стракка. Комментарии к конструкции логопериодических дипольных антенн. Транзакции IEEE на антеннах и распространение . 1973;21(3):303-308. doi:10.1109/TAP.1973.1140476

Г. Де Вито, Джованни Б. Стракка. Дальнейшие комментарии по конструкции логопериодических дипольных антенн. Транзакции IEEE на антеннах и распространение . 1974;22(5):714-718. doi:10.1109/TAP.1974.1140881

ПК Батсон, Г.Т. Томпсон. Примечание по расчету усиления логопериодических дипольных антенн. Транзакции IEEE на антеннах и распространение . 1976; 24(1):105-106. doi:10.1109/TAP.1976.1141278

Cebik LB, W4RNL (SK). Лог периодических массивов. В: Straw RD, N6BV, изд. Книга антенн ARRL . 21-е изд. Американская радиорелейная лига, Inc.; 2007: 10.1-10.28. http://www.arrl.org/shop/Антенны/

Франтишек Хутира, Ян Безек, Владимир Билик. Проектирование и исследование логопериодической антенны для диапазонов мобильной связи DCS, PCS и UMTS. http://hamwaves.com/lpda/doc/hutira.pdf

Рэймонд Х. ДюАмель, Джеймс П. Шерер. Частотно-независимые антенны. В: Ричард С. Джонсон, изд. Справочник по проектированию антенн . 3-е изд. Макгроу-Хилл, Инк.; 1993: 35-53.

Держите этот сайт в сети

Эта работа находится под лицензией Международная лицензия Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0.
Другие лицензии доступны по запросу.

Если не указано иное, все исходное программное обеспечение на этом сайте лицензировано в соответствии с условиями GNU GPL версии 3.

На этом статическом веб-сайте нет серверной базы данных .
Следовательно, персональные данные не собираются и соответствие GDPR соблюдается.
Кроме того, этот домен , а не устанавливает какие-либо файлы cookie первой стороны.

Все объявления Google, показанные на этом веб-сайте, независимо от вашего местоположения,
ограничен в обработке данных для соответствия требованиям CCPA и GDPR.
Однако Google AdSense может устанавливать сторонние файлы cookie для анализа трафика и
использовать JavaScript для получения уникального набора данных браузера.
Ваш браузер может быть настроен на блокировку сторонних файлов cookie.
Кроме того, установка блокировщика рекламы, такого как Privacy Badger от EFF
заблокирует JavaScript рекламы.
С политикой Google в отношении рекламы можно ознакомиться здесь.

На этой странице используется серверный скрипт.

Эта страница включает клиентский сценарий с открытым исходным кодом, написанный на
перекодирован, чтобы заставить его работать как безопасный JavaScript в браузере.

Статический XHTML, сгенерированный из Markdown с помощью и
команды make, sed и gpp.

математическая разметка, отображаемая с помощью .
ссылки лучше читать с расширением .

Автоматический набор CSS с помощью .

Эта работа опубликована по адресу https://hamwaves.com/lpda/en/.

Используйте мой открытый ключ OpenPGP для шифрования сообщений для:

эхо c2VyZ2VAc3Ryb29iYW5kdC5jb20K |base64 -d

Последнее обновление: среда, 24 марта 2021 г.

Стрела — Логопериодические антенны, или Куда поставить стрелку

Остроконечная и эффективная для улучшения сигнала сотовой связи, это Стрела, с картины Болтона

Вздрагиваете от беспокойства, когда думаете, куда поставить Стрелу? Направить его в правильном направлении и позволить ему летать может показаться банальным, но что, если бы мы сказали вам, что это может значительно улучшить ваш сотовый сигнал?

Вероятно, это последнее, что вы ожидали от нас.

Шутки в сторону, мы не говорим о традиционной стреле. Вместо этого давайте поговорим о Arrow, новейшей логопериодической антенне от Bolton Technical. Он может дать вам сотовый сигнал, о котором другие направленные антенны не могли и мечтать.

Но как?

Что такое логопериодическая антенна?

Логопериодическая антенна (дефис строго необязателен) известна под многими названиями: LPDA (сокращение от логопериодическая дипольная решетка), логопериодическая дипольная антенна, логопериодическая антенна или просто логопериодическая решетка. У них простая работа: работать в широком диапазоне радиочастот. Полоса пропускания этих частот зависит от типа логопериодической антенны, которую вы покупаете.

Они встречаются чаще, чем вы думаете. Вы, наверное, всю жизнь замечали логопериодические антенны, которые проезжали мимо, сидели на крышах загородных и сельских домов, торчали на балконах квартир. Скорее всего, они позволили твоей маме посмотреть последнюю серию M*A*S*H. Традиционно логопериодические антенны использовались для аналогового телевидения, которое было доминирующим стилем, пока цифровое телевидение не затмило и не заменило его в недавнем прошлом. Тем не менее, они по-прежнему используются во многих областях, и, как покажет быстрый поиск телевизионной антенны, они продолжают доминировать на этом рынке.

Причина этого проста: они имеют отличный радиус действия и могут охватывать широкий диапазон широкополосных частот. Их направленность позволяет им иметь более узкий фокус, чем у их кузенов антенны яги, что дает им большую власть над своими собратьями. Правильно установленные, они будут работать в периферийных областях, которые яги просто не могут. Но их ценность в качестве телевизионной антенны — это только верхушка айсберга.

Вот тут-то и появляется Стрела. Видишь ли, сейчас у многих людей есть сотовые телефоны. Сказать это все равно, что сказать, что у многих людей есть трава на лужайке — на данный момент почти предполагается, что любой человек, которого вы видите гуляющим по улицам, владеет по крайней мере одним телефоном, даже если это телефон-раскладушка в стиле Рона Суонсона, который вы носите с собой только для того, чтобы сохранить. твоя жена счастлива. И что нужно сотовым телефонам для работы, кроме какой-то батареи? Почему, сотовый сигнал. Что оказывается разновидностью радиоволн.

Теперь, когда сотовые телефоны стали неотъемлемой частью жизни большинства людей, эти сотовые радиоволны постоянно окружают нас. Это привело к огромному потоку других совместимых с сотовой связью устройств, и это будет только продолжаться с течением времени.

Что делать, если у вас слабый сигнал сотовой связи? Что делать, если вы живете в глуши или ваш дом устроен как бункер, и никто не может войти? Может быть, вы НЕ ХОТИТЕ жить с невидимым сотовым сигналом вокруг вас, а хотите, чтобы он был только в определенных областях? Что тогда?

Enter The Arrow — даже более героический, чем телевизионный персонаж.

Логарифмическая периодическая антенна Arrow, сотовая LPDA для любого здания

Этот раздел будет полностью посвящен преимуществам логарифмической периодической антенны Arrow и сведет к минимуму запутанные технические разговоры. Если вас интересуют гайки и болты The Arrow, продолжайте прокручивать. Если вы просто хотите узнать, как улучшить сигнал сотовой связи, вы попали по адресу.

The Arrow будет принимать все виды сотовых сигналов (включая сигналы 4G, LTE, 3G, 2G всех основных операторов, включая AT&T, Verizon, T-Mobile, Sprint, Rogers, Bell, Telus и других). Его направленный характер означает, что он может одновременно нацеливаться на одну вышку сотовой связи, что позволяет очень точно настраивать любую систему, которую вы используете.

Arrow — чрезвычайно эффективная антенна для сопряжения с любым усилителем сигнала сотового телефона или точкой доступа сотовой связи, обеспечивающая стабильную сотовую связь или Wi-Fi в здании. Он не будет работать без подключения к какой-либо системе, так как ему требуется система в качестве источника питания.

Если вы никогда не слышали об усилителях сигнала сотовой связи, их также называют усилителями или повторителями. Они работают как WiFi-маршрутизатор: им нужен источник сигнала, и, получив его, они ретранслируют его в ограниченном пространстве. Arrow специально разработана для использования в качестве внешней антенны, используемой в одной из этих систем, и способна обеспечить усиление +12 дБи для сигнала, распространяемого усилителем.

Arrow можно использовать как в городе, так и в сельской местности. Он имеет радиус действия более 5 миль и может достигать дальних вышек и может передавать даже самый стойкий сотовый сигнал в помещении. Это также отлично подходит для городских районов, где есть совсем другая проблема: перенасыщение шума. Arrow прорезает городские радиопомехи прямо на обозначенную вышку сотовой связи и обеспечивает удивительно четкий сигнал в помещении.

Короче говоря, эта вещь отлично подойдет, если вам нужен сигнал сотовой связи, и, вероятно, является самым универсальным предложением Bolton Technical. Но как достигается эта великолепная производительность?

Как работают логопериодические антенны?

Если вы читаете этот раздел, приготовьтесь к техническому жаргону. Мы рекомендуем сделать глубокий вдох.

Все готово? Хороший. Давайте начнем.

Логопериодические антенны (далее именуемые «LPDA» или «LPDA») обычно состоят из полуволновых дипольных элементов, каждый из которых состоит из пары металлических стержней, расположенных вдоль опорной стрелы, лежащей вдоль оси антенны. Расстояние между этими элементами позволяет настраивать частотный диапазон LPDA — это означает, что Стрела точно настроена таким образом, чтобы улавливать сотовые частоты между 69Частоты 8-2700 МГц. Другие антенны LPDA ориентированы на VHF, UHF, WiFi и другие длины волн в высокочастотном спектре ГГц.

LPDA противопоставляются антеннам ЭМС, которые работают на электромагнитных полях, и антенным решеткам, которые представляют собой большие сложные массивы многочисленных антенн, которые могут как передавать, так и принимать. LPDA значительно более разнообразны в своем использовании — они могут работать от стандартной мощности и могут быть установлены практически в любом месте при не слишком больших затратах.

Ключевым элементом LPDA является усиление антенны (измеряется в дБи). В то время как антенна Yagi или всенаправленная антенна ориентирована на передачу сигнала в относительно близком окружении, LPDA может адекватно работать в граничных условиях. Это достигается за счет относительно сфокусированной диаграммы направленности с шириной луча примерно 30 градусов. Arrow обеспечивает до +12 дБи, что значительно выше, чем максимальное усиление сотового Yagi.

Диаграмма направленности с таким высоким коэффициентом усиления и широкой полосой пропускания достигается за счет создания более или менее трехэлементной антенны Яги. Направляющие и отражатели на «Стреле» расположены в обратном порядке: более короткие части действуют как направляющие, а более длинные — как отражатели. Конструкция Arrow обеспечивает поляризацию по заднему соотношению. Директора и рефлекторы гораздо менее заметны и вычурны, чем на традиционной установке LPDA.

Каждый элемент LPDA является ведомым элементом, электрически соединенным с фидерной линией. Эта фидерная линия — обычно коаксиальный кабель, но иногда двухжильный или лестничный — проходит зигзагами между дипольными элементами. Некоторые LPDA известны как логопериодические зигзагообразные антенны, потому что они заменяют диполи самой фидерной линией, но это не относится к Arrow.

Какая логопериодическая антенна у Стрелы?

The Arrow представляет собой вертикальный планарный LPDA, который представляет собой уменьшенный размер LPDA. Это то, что придает ему фирменный дизайн в форме «стрелы» (понять? «Стрела») и позволяет нам делать глупые каламбуры, связанные с колчанами, луками и стрелами.

Итак, вы знаете, на самом деле легче целиться из The Arrow, чем из обычного LPDA, так как большинство LPDA расположены горизонтально. Можно даже прицелиться прямо в линию передачи Стрелы, что очень сложно для традиционных LPDA.

Мощность передается по коаксиальному кабелю с эффективным КСВ высокой мощности. На передачу энергии влияет длина кабеля, что приводит к определенным потерям, как по мощности, так и по силе сигнала. Arrow, как и большинство LPDA, работает на импедансе 50 Ом. Его разъемы по умолчанию — N-Female, поэтому для использования с ним требуется коаксиальный кабель с разъемами N-Male.

Как уже было сказано, основная цель Стрелы — улучшить сигнал сотовой связи. На рынке очень мало сотовых логопериодических антенн, и Arrow, несомненно, является самой мощной из них.

Источники:

В этой статье используются термины, определенные в Федеральном стандарте США 1037C.

Другие источники:

Эти источники можно найти по ссылкам в статье.

Федеральная комиссия по связи на сайте FCC.gov
Bolton Technical — The Arrow — Компьютерный лист
Канадское патентное ведомство — Логопериодическая зигзагообразная антенна
Джей Салсбург, www.salsburg.com
www.maximintegrated.com

Самодельная телевизионная антенна дальнего действия – Новости Матери-Земли

Используйте улучшенный Yagi логопериодический шаблон для создания самодельной телевизионной антенны дальнего действия, состоящей из массива элементов, каркаса и мачты.

Несколько лет назад несколько моих друзей променяли городскую жизнь на деревню, сбежав на небольшой участок земли в горах. Они были в восторге от чистого воздуха и простора, но изоляция дала о себе знать — так сказать, на ровном месте: поскольку их тракт лежал в лощине, теле- и радиоприем почти отсутствовал.

Тот факт, что их дом был окружен холмистой местностью, а также находился на расстоянии от 70 до 120 миль от большинства местных передатчиков, диктовал необходимость в антенне с высоким коэффициентом усиления и большой дальностью действия, способной улавливать сигналы на таком расстоянии. Однако цена в 100 долларов, которую они назвали за коммерческую единицу, остановила их. Итак, они пришли ко мне (я инженер-электрик) и спросили, могут ли они построить антенну, которая служила бы той же цели.

Проведя небольшое исследование и последующую обработку чисел, я обнаружил, что они не только могут дублирует по производительности дорогостоящей установки, но — используя обычное оборудование и несколько секций бамбука, который рос поблизости — они, вероятно, могли бы сделать это примерно за 20 долларов! К этому времени я был достаточно взволнован, чтобы сразу же вмешаться и помочь им, поэтому я составил план, и мы построили антенну — дважды! Видите ли, первая модель была разрушена во время шторма, поэтому я воспользовался возможностью, чтобы опробовать некоторые новые идеи на второй версии — модели с трубопроводом и пластиковыми трубами. Тот, который я собираюсь описать, включает в себя лучшие черты обоих этих прототипов.

Анатомия телевизионной или радиоантенны

Любая антенна — телевизионная, радио или какая угодно — состоит из трех частей: решетки элементов, каркаса и мачты. С точки зрения производительности массив элементов является наиболее важным, поскольку он улавливает сигналы, но на самом деле это не более чем металлический узор нужного размера и формы для конкретной цели. В этой конструкции используется логопериодическая диаграмма направленности, улучшенная Yagi, что, проще говоря, означает, что она имеет широкополосные возможности и, таким образом, может охватывать очень высокие частоты (УКВ, каналы 2–13), сверхвысокие частоты (УВЧ, каналы 14–83). ) и диапазоны частотной модуляции (FM) вещания.

Коммерческие элементы обычно изготавливаются из алюминиевого стержня, иногда анодированного для защиты от коррозии. Однако мы обошлись оголенным медным проводом «радио» и изолированным проводом звонка, оставшимся от другого проекта.

Каркас почти так же важен, как и массив элементов, потому что он поддерживает этот шаблон и удерживает его в форме. Наш бамбук нам ничего не стоил, он был прочным и легким; детали для каркаса из ПВХ-трубы и кабелепровода пришлось покупать, но собрать его было немного проще, чем вариант «трость». На самом деле подойдет все легкое и жесткое, но лучше выбрать непроводящий материал, чтобы не мешать рисунку.

Наконец, мачта удерживает всю антенну в сборе над крышей параллельно земле. Для выполнения этой работы мы использовали 10-футовый кабелепровод (электрическая металлическая трубка, или сокращенно ЭМТ), но подойдет и любая тонкостенная механическая трубка.

Часто, в зависимости от географического положения, четвертый компонент — ротор — может пригодиться для наведения антенны непосредственно на разные передающие станции. Купленные в магазине модели с моторным приводом стоят около 50 или 60 долларов, но мы разработали простую версию с ручным дистанционным управлением, которая стоила не больше, чем стоимость кабеля и нескольких аппаратных средств.

Звучит достаточно просто, не так ли? Что ж, потерпите меня, и я проведу вас через процедуру строительства шаг за шагом.

Скромное обрамление

Для начала вам нужно набросать каркас. Для этого потребуется один EMT диаметром 3/4 дюйма длиной 10 футов, второй кусок диаметром 1/2 дюйма длиной около 6 футов и третий сегмент размером 1/2 дюйма x 40 дюймов. Вам также понадобятся две 10-футовые секции 3/4-дюймовой трубы из ПВХ, 8-футовая длина, 1-дюймовый кусок и два 6-дюймовых куска. (Если у вас есть доступ к бамбуку, не стесняйтесь использовать его, но обязательно высушите и покройте лаком около 9 минут).0753 в два раза столько стеблей, сколько вы считаете нужным, потому что он хрупкий и может расколоться при резке или сверлении.)

Идея состоит в том, чтобы сделать решетку, подобную той, что показана на нашей схеме антенны. Используя 1/4-дюймовые крепежные болты, начните с «точки» (которую я назову передней частью рамы) и «зажмите» концы трех 10-дюймовых секций между двумя 6-дюймовыми пластиковыми заглушками, оставив около дюйма между наконечниками (кондуит должен быть в центре). Затем перейдите к противоположному концу стержней и прикрепите их болтами к 8-футовой секции ПВХ, сохраняя расстояние между концами одинаковым.

Затем отмерьте 42″ от передней части рамы и отметьте место установки 40-дюймовой части EMT, затем отмерьте 43″ назад от этой точки и сделайте то же самое для оставшейся 6-футовой секции. При необходимости обрежьте части кабелепровода, просверлите и прикрепите их к раме на той же стороне, что и крестовина 8 футов.

Наконец, закрепите 12-дюймовый вертикальный пластиковый стержень перпендикулярно задней 8-футовой секции (половина вверху и половина внизу). Возьмите всю раму за ее центральный стержень, чтобы установить точку баланса, отметьте это место, и вы будете готовы натянуть провода элементов, которые образуют узор.

Элементарно!

Возможно, вам будет легче представить структуру элемента, если вы представите скелет рыбы с позвоночником и ребрами. Сначала подключите магистраль, используя толстый оголенный медный проводник. Сделайте клеммы спереди, закрепив винт № 10 x 1/2″ для листового металла через каждую 6-дюймовую заглушку спереди, параллельно 10-футовым секциям рамы. Сделав это, установите аналогичные крепления на каждом конце вертикальной стойки, на заднем конце центральной стойки и на одном плече задней поперечины в точке посередине между двумя стойками.

Начните спереди и протяните один непрерывный отрезок провода от одной клеммы к винту на вертикальной стойке, сверху и вниз к головке задней перемычки, вверх к другому креплению на стойке и обратно к оставшейся клемме на передний. По мере продвижения туго затягивайте каждую секцию, а затем один раз оберните проводник вокруг каждого винта.

Далее нужно сделать «отражатель» — еще один отрезок той же проволоки, натянутой между болтами в задних углах рамы и винтом на кончике центральной стойки. (Лучше всего изолировать этот провод от головки винта с помощью ленты или трубки, чтобы изолировать его от металлического стержня.)

Ребра рыбы, называемые с технической точки зрения резонансными диполями, представляют собой парные короткие отрезки провода, которые выполняют большую часть работы по сбору сигналов. Они расходятся от магистральных пролетов под углами, примерно параллельными углу рефлектора.

Чтобы сделать их, возьмите измерительную ленту и жирный карандаш и, начиная спереди, отметьте следующие расстояния на верхнем и нижнем магистральных проводах и на внешней стороне двух пластиковых боковых стержней:

7 1/2″ … 8-3/8″ … 91/2″ … 10 5/8″ … 11 7/8″ … 13 3/8″ … 15″ … 16 7/8″ … 18 7/8″ … 21 1/4″ … 23 7/8″ … 26 3/4″ … 30″ … 33 5/8″ … 37 3/4″ … 42 3/8″ … 47 5/8″ … 53 1/2″ … 60″ … 67 3/8″ … 75 5 /8″ … 85″ … 95 1/4″ … 106 7/8″.

Теперь у вас должно быть четыре набора по 24 метки в каждом, с метками, расположенными близко друг к другу в передней части рамы и дальше друг от друга ближе к задней части. Просверлите направляющие отверстия диаметром 9/64″ в местах, указанных на схеме антенны, в обеих трубах из ПВХ и частично вверните 48 шурупов для листового металла № 10 x 1/2″.

Теперь установите раму ровно, передней стороной от себя и тремя длинными стержнями поверх поперечин. Начиная с самой задней метки на верхнем магистральном проводе, скрутите и припаяйте к нему конец самого толстого провода, затем протяните его к заднему винту на правой секции полюса и потяните ровно настолько, чтобы компенсировать провисание. Затяните винт и отрежьте оставшуюся часть провода.

Сделав это, протяните еще один кусок толстой проволоки от следующей отметки на хребте ко второму винту на левой стойке рамы и закрепите его с обоих концов, как и раньше. Сделайте это еще четыре раза, чередуя левый и правый и пропуская все остальные винты с каждой стороны.

На этом этапе вы можете использовать более легкую проволоку, если она у вас есть. Просто продолжайте процедуру, которую я описал, пока не дойдете до последней отметки на верхнем магистральном проводе. Затем переверните всю раму и проделайте то же самое с нижним стержнем остова, прикрепив провода ко всем винтам, которые вы оставили незанятыми, когда делали верхний. (Не забудьте использовать более толстую проволоку для самых задних пяти или шести ребер диполя. )

Пока рама все еще перевернута, измерьте и отметьте нижнюю часть каждой боковой стойки на следующих расстояниях от передней части рамы: 3 3/4″ … 4 1/4″… 4 3/4″ … 5 3/ 8″ … 6″ и 6 3/4″. Просверлите направляющие отверстия по этим отметкам и вставьте еще двенадцать шурупов для листового металла. Натяните свой толстый провод (если он у вас остался) между противоположными парами винтов, чтобы создать «директора», которые улучшат прием на каналах УВЧ с более высокими номерами.

Наконец, установите двойные клеммы, закрепив еще два винта из листового металла в нижней 6-дюймовой трубе спереди, отцентровав их на расстоянии примерно 1 дюйм друг от друга. Отрежьте два 4-дюймовых отрезка провода и соедините каждый из них между магистралью и клеммным винтом, скручивая и спаивая места сращивания проводов, чтобы обеспечить хорошее соединение. После того, как антенна будет установлена на постоянной основе, вы можете подключить двойной провод на 300 Ом, который будет передавать сигнал в ваш дом.

Два пива перед мачтой?

Мачта антенны крепится к центральной опоре рамы с помощью U-образного болта 1 1/4″ x 3″ и нескольких коротких отрезков железного или алюминиевого профиля 1/2″ x 1″. Обрежьте канал примерно до 4 дюймов в длину. Затем, используя U-образный болт в качестве шаблона, просверлите соответствующие отверстия диаметром 1/4 дюйма в центре каждого стержня. Две части швеллера подходят к центральному стержню в ранее отмеченной точке баланса; третья прижимается к мачте перпендикулярно, плоской спинкой к одному из других участков канала. Расположите раму примерно на фут ниже одного конца тонкостенного кабелепровода длиной 1″ x 10 футов и зафиксируйте его на месте с помощью U-образного зажима. Убедитесь, что ни один из проводов медных элементов не касается мачты или U-образного болта.

Перед монтажом антенны подумайте о молниезащите. Если у вас уже есть высокий громоотвод, прикрепленный к крыше или дымоходу, запланируйте установку антенны на несколько футов ниже него. Если нет, вы можете добавить удлинитель мачты, который в большинстве случаев обеспечит «защитный конус» для рамы антенны. Для этой рамы шириной 10 футов достаточно удлинения на 5 футов … и вы можете легко выполнить эту задачу, вставив кусок ЕМТ размером 1/2″ x 5 футов примерно на 9 дюймов в верхнюю часть трубы мачты, крест-накрест. закрепите его на месте с помощью винта с головкой 1/4″ x 1 1/2″ и гайки, а также герметизируйте соединение и открытый конец с помощью силиконовых или мебельных насадок с сердечником. (Я расскажу о фактическом заземлении мачты в ближайшее время.)

Как я упоминал ранее, какое-то роторное устройство действительно может улучшить силу сигнала, поэтому я собираюсь описать, как вы можете собрать крепление мачты, ротор и заземляющий штырь — все в одном. (Если вам не нужна возможность «наведения», просто прикрепите мачту к дымоходу или дому с помощью местного монтажного оборудования, но обязательно заземлите ее, пропустив отрезок провода 6-го калибра или аналогичный прямо между зажимом на дно трубопровода и металлический штырь или трубу, вбитую в землю на 4 фута рядом с фундаментом. )

Для начала изучите свесы крыши рядом с окном, через которое вы планируете провести двойной провод. Если они имеют обычную длину (около 16″), вам повезло, но не рассчитывайте поставить антенну где-нибудь рядом с линиями связи или высокими соснами. Первые могут представлять реальную опасность поражения электрическим током, а вторые могут мешать приему! (Попробуйте также установить раму выше конька крыши, иначе эффективность антенны может снизиться.)

Вам, вероятно, придется добавить еще один полноразмерный 1-дюймовый EMT к нижней части мачты, чтобы достичь своей цели. Если это так, соедините две секции центральным стержнем из трубы сортамента 40 диаметром 3/4 дюйма длиной не менее полуфута и с резьбой на обоих концах. Убедитесь, что он выходит на одинаковое расстояние в обе трубы, затем просверлите каждую половину и установите стопорные болты 1/4″ x 1 1/2″, чтобы скрепить соединение.

Теперь поднимите мачту и с помощью друга держите ее вертикально примерно в дюйме от края крыши, желоба или чего-то еще. Отметьте место на земле, где стоит мачта, затем осторожно отложите мачту в сторону и выньте в этом месте слой земли глубиной не менее двух футов, используя копатель ямы. Закройте железную трубу длиной 4 фута диаметром 1 1/4 дюйма и плотно забейте ее — сначала заглушкой — в центр этого отверстия. Утрамбуйте землю вокруг трубы, затем вставьте мачту трубопровода в железное отверстие.

Еще раз выпрямите мачту и отметьте места для двух опор: одну на софите крыши или рядом с ней и одну на уровне талии. Вы можете использовать два 18-дюймовых или 20-дюймовых отрезка 1 x 4 с отверстиями 1 1/4 дюйма, просверленными в их концах, для крепления мачты, а также 6-дюймовые полочные кронштейны и шурупы для крепления опор, в зависимости от вашей ситуации. На самом деле не устанавливайте опоры, пока они не будут вокруг канала… и вы можете укрепить края досок, обрезав их прибитой полосой из листового металла. (При желании можно использовать вырезанный теннисный мяч, чтобы закрыть отверстие для крепления нижнего шарнира. )

Теперь ваша антенна будет вращаться, но для этого вам понадобится внутренний пульт управления. Просто согните кусок стального стержня 1/2″ x 20″ в форме кривошипа и вставьте вал в отверстие 9/16″, просверленное в толщине разреза 1 x 6, чтобы соответствовать ширине вашего подоконника (шплинт). штифтовой замок с каждой стороны дерева предотвратит «ходьбу» кривошипа).

Закройте окно на плате кривошипа, затем вверните несколько винтов для нарезки резьбы в открытый металлический вал на расстоянии примерно 6 дюймов друг от друга. Сделайте то же самое на мачте антенны (на уровне рукоятки) и установите пару шкивов 1/8″ x 1″ на фасаде дома на одной линии с кабелепроводом.

Наконец, прикрепите трос 3/32″ к одному из винтов на мачте и проденьте его вокруг мачты около пяти раз. Проделайте то же самое с другим винтом, но заверните его в противоположном направлении, не разматывая первую группу витков. Повторите эту процедуру на коленчатом валу, убедившись, что тросы продеты через блоки шкивов и достаточно натянуты.

Эта лебедка должна помочь в точной настройке приема; однако он также может обеспечить альтернативный путь для электричества, если прямой удар молнии должен следовать по кабелю управления, а не искать более непосредственное соединение с землей. Секция «изолятора» из пластиковой трубы размером 1/2″ x 16″, вставленная в каждый кабель, должна прерывать этот проводящий путь.

Получайте прямые сигналы

К этому времени в вашу гостиную должна уже проситься мощная смесь телевизионных и FM-сигналов. Все, что осталось сделать, это подсоединить 300-омный двойной провод соответствующей длины к клеммам на передней части антенны, провести этот провод вниз до уровня окна, используя несколько распорок антенного провода (убедитесь, что осталось достаточно ослабьте в этой точке, чтобы обеспечить один полный оборот стержня) и пропустите поводок под оконной створкой.

Как только он окажется внутри, вы можете использовать разветвитель сигнала для подключения второго телевизора или FM-приемника, но помните, что чем больше оборудования вы добавите, тем слабее будет принимаемый сигнал. И еще одно: несмотря на меры предосторожности, которые вы предприняли при заземлении мачты, электрический заряд — от накопления статического электричества или в виде периферийной энергии от удара молнии — все еще может проникнуть в ваш телевизор. Вы можете довольно эффективно защититься от этого, установив недорогой блок статического разряда (иногда оптимисты называют его грозовым разрядником) на вводной линии. Эта часть должна быть подключена к заземляющей трубе отдельным проводом.

На этом все заканчивается. Поверьте мне, это труднее объяснить, чем выполнить на самом деле, так что не бойтесь прыгать сразу. Если вам придется покупать каждый компонент новым, я уверен, что вы в конечном итоге потратите больше, чем 20 долларов, которые мы сделали, но какая-то серьезная вымогательство, вероятно, поставит вас прямо на поле, даже если вы купите пластиковую трубу и трубопровод. Важно то, что вы будете ловить сигналы, брошенные вам на пути. И вы будете делать это с какой-то очень базовой воздушной анатомией.

Первоначально опубликовано как «СОЗДАЙТЕ КРАЙНЮЮ АНТЕННУ ЗА 20 ДОЛЛАРОВ США» в выпуске MOTHER EARTH NEWS за май/июнь 1985 года.

Сделай сам Собери свою собственную антенну HDTV

Опубликовано 29 июля 2008 г. . Рубрики: Развлечения, Дом и сад, Без категорий | Теги: Цифровое телевидение, Сделай сам, Сделай сам, скромная жизнь, HD-антенна, HDTV, Хорошо жить с ограниченным бюджетом |

Обратите внимание: 6 июля 2009 г. я разместил на сайте LivingWellonABudget.com обновленную версию этой статьи, которая включает в себя 4 ключевых момента, которые должны быть у каждой хорошей антенны под названием 9.0764 Объяснение перехода к цифровому телевидению. Часть 2. Как сделать своими руками антенну HDTV и сэкономить деньги Для тебя? Что вам нужно знать сейчас В документе рассказывается, почему произошел переход на цифровое телевидение, какие преимущества вы можете получить, понимание переназначения каналов UHF/VHF, почему у вас могут возникнуть проблемы с приемом и какой вариант DTV лучше всего подходит для вас?

, а также Как утилизировать старый спутниковый ресивер телеприставки вместо покупки цифрового преобразователя незавершенное производство, в котором будут представлены сведения о том, как создать простую, но очень уникальную компактную антенну ОВЧ/УВЧ (т. е. с низким КСВ в очень широкой полосе пропускания, высоким коэффициентом усиления, направленностью и масштабируемостью). Дизайн является «нестандартным» мышлением и очень отличается.

Это оригинальная запись в блоге от июля 2008 года:

Телевизионные станции теперь транслируют как аналоговые (VHF), так и цифровые (UHF) сигналы. В феврале 2009 года аналог уйдет. Некоторые станции вернутся к старому назначению каналов, которые будут находиться в более высоком диапазоне ОВЧ. TVfool.com предоставит вам всю информацию о станциях, каналах и диапазонах сигнала в вашем регионе. На HDTVPrimer 9 также есть некоторые определения и хорошие пояснения по основам работы с антеннами для начинающих.0003
Мой самый первый пост был о переходе с кабельного телевидения на бесплатное цифровое телевидение и о том, как я это сделал. В этом посте я упомянул, что в настоящее время использую кроличьи уши, установленные на моем телевизоре. Я также упоминаю, что мой отец, настоящий гик в лучшем смысле этого слова, обязался построить мне лучшую антенну, которую я еще не получил. Я думаю, что он обдумывает дизайн и упаковку для отправки из Массачусетса в Калифорнию, скорее всего, с моей сборкой. Он также работает полный рабочий день менеджером по продажам в ИТ-индустрии, поэтому его свободное время для своих увлечений ограничено.

Вот фотография одной из антенн, сделанных моим отцом, которую он в настоящее время использует дома с плоским HDTV. Он разработал его для станции UHF HDTV, распространенной на рынке Бостона (например, от 500 до 650 МГц). Он говорит, что работает как чемпион и принимает все станции в районе Бостона с уровнями сигнала от 9 до 10. Его дом находится на уровне моря, антенна находится в помещении на втором этаже, а станции находятся на расстоянии от 24 до 28 миль по воздуху. прочь.

Антенна имеет длину 18 дюймов и состоит из 7 элементов, самый длинный из которых 15 дюймов, и работает так же хорошо (возможно, немного лучше), чем db4 или двойная четверка, которую он также сделал. Мой папа сделал эту антенну (элементы и штангу) из алюминиевого сплава 1/2″ x 1/16″, который он купил в домашнем центре Lowes примерно за 8 долларов. Конструкция довольно проста. Он использовал нейлоновые винты и гайки, чтобы изолировать и соединить две стрелы вместе. Элементы крепились к стреле с помощью 4-40 винтов и гаек. Часть, которая выглядит как хвост на конце антенны, называется ответвителем, который представляет собой преобразователь импеданса для преобразования 300 Ом в 75 Ом.

Показанная выше антенна основана на довольно сложной антенне LPDA (Логопериодическая дипольная решетка), разработанной правительством США. Выбор конструктивных параметров для достижения точных технических характеристик конструкции антенны необходимо адаптировать к поставленной задаче. Это требует сложных математических расчетов, которые мой отец выполнял с помощью онлайн-калькулятора JAVA. Если вы не инженер или гений математики, это может быть не для начинающего сборщика антенн.

Если сделать его длиннее с большим количеством элементов, мой папа говорит, что он побьет штаны у всего, что вы можете сделать или купить. Его также можно масштабировать для охвата от ОВЧ до УВЧ. Он чувствует, что на сегодняшний день это его лучшая попытка, хотя он постоянно ищет способы улучшить ее или «построить лучшую мышеловку». С этой целью мой отец прочесывал свой район в поисках выброшенной или неиспользованной спутниковой антенны Dish TV, чтобы спроектировать вокруг нее антенну. Это включает в себя проверку бесплатного «сарая» на его городской свалке.

Если вы заинтересованы в том, чтобы узнать, как сделать собственную телевизионную антенну высокой четкости, а также в других технических проектах «сделай сам», отличным ресурсом является форум на веб-сайте LumenLab. Есть гораздо более простые, но очень функциональные конструкции, о которых сообщается в ветке об антеннах HDTV. Например, антенна-бабочка с двумя или четырьмя решетками (также известная как DB2 или DB4), которая может стоить более 50 долларов. Многие из этих дизайнерских решений могут быть легко созданы обычным человеком с использованием обычных повседневных предметов и инструментов, которые, вероятно, лежат у вас дома или в гараже, таких как клеевые пистолеты, проволочные плечики, картон, обрезки дерева, металлические винты, шайбы и т. алюминиевая фольга. На YouTube есть хорошее видео о том, как сделать антенну HDTV из проволочных вешалок, которое стоит посмотреть.

Вот пример DB4, размещенный Squeeto на форуме LumenLabs, сделанный из медной проволоки, синтетического строительного дерева и дешевых охлаждающих стоек.

Вы можете найти посты моего отца там под именем участника Serndipity (так пишется). Также ищите посты от Pitman2, а также различные дизайны, модификации и множество полезных советов.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Написать комментарий

Комментарии RSS Feed

Где форма комментариев?

Логопериодическая дипольная решетка (LPDA) | VU2NSB.com

Автор: Басу (VU2NSB), 29 октября 2019 г. Логопериодическая дипольная решетка, широко известная как антенна LPDA, принадлежит к более широкому семейству логопериодических антенн. Помимо LPDA, доступны различные типы логопериодических антенных решеток. Некоторыми из них являются логопериодический зубец, паз, микрополосковая линия печатной платы и т. д. Эти варианты, благодаря своей физической структуре, наиболее подходят для использования на микроволновых частотах. Концепция логарифмического массива была первоначально задумана в 19 году.58 двумя исследователями из Университета штата Иллинойс в США.

В этой статье мы, однако, сосредоточимся в основном на LPDA в его классической конфигурации, а также на нескольких других ответвлениях. LPDA широко используется для радиосвязи HF, VHF и UHF. Отличительной чертой LPDA по сравнению с другими известными антеннами, такими как Yagi, Cubical Quads и т. д., является то, что, в отличие от двух других, LPDA имеет очень широкую полосу пропускания. Физически LPDA может показаться более или менее похожим по структуре на Yagi, с несколькими дипольными элементами на стреле с постепенно уменьшающейся длиной элемента в его прямом направлении, но на этом сходство заканчивается. Все элементы LPDA являются активно управляемыми элементами, питаемыми через электрически соединенную линию передачи, в отличие от Yagi, у которого есть только один активный ведомый элемент, а остальные элементы Yagi паразитно связаны за счет взаимной индукции поля.

Кроме того, LPDA физически намного больше, чем типичный Yagi, если сравнивать их на основе отношения размера к усилению. Обычно LPDA, покрывающий широкий диапазон частот 2:1 (скажем, 14–28 МГц), может состоять из 14–21 элемента и давать усиление 6,5 дБи в свободном пространстве, тогда как трехэлементный Yagi будет намного меньше. и зажигалка даст аналогичный выигрыш. Компромисс заключается в пропускной способности. Наш пример LPDA покрывает 14-28 МГц, в то время как Yagi может иметь полосу КСВ только 300-800 кГц в зависимости от его расчетной частоты. Как я всегда говорил, бесплатных обедов не бывает. В случае LPDA более широкая полоса пропускания компенсируется меньшим коэффициентом усиления.

Плюсы и минусы LPDA

Типичная антенна LPDA, установленная на мачте.

Типичный LPA на ВЧ-диапазонах может представлять собой большую конструкцию на длинной штанге, но он может не только охватывать полосу частот в октаву (2:1), но и достигать 2 октав (4:1). Следовательно, очень большой LPDA может охватывать частоты от 7 до 28 МГц (40–10 м) на одной антенне. Кто-то может спросить, какая польза от LPDA? Почему я не могу просто использовать многодиапазонную Yagi, покрывающую радиолюбительские диапазоны от 40 до 10 метров? Конечно, можно… Вот почему Yagi более популярен и используется более широко, чем LPDA. Тем не менее, есть несколько факторов, которые иногда имеют вес в пользу LPDA, при условии, что у вас есть достаточно ресурсов, доступная недвижимость и желание развернуть более крупную структуру.

Типичный многодиапазонный yagi часто имеет несколько ограничений и компромиссов в конструкции, которые приводят к неоптимальным характеристикам на нескольких диапазонах. Многополосная резонансная яги наиболее осуществима, когда рассматриваемые соседние полосы гармонически связаны. Если какие-то полосы не связаны гармонически, то необходимо, чтобы они были значительно разнесены. К счастью, радиолюбительские КВ-диапазоны в целом соответствуют этим критериям. Тем не менее, оптимальное усиление вперед и соотношение вперед-назад редко реализуются на всех диапазонах. Даже когда электрические длины различных элементов Yagi оптимизируются различными способами, почти всегда довольно сложно поддерживать оптимальное расстояние между элементами. Кроме того, обычно существует значительное взаимодействие между различными элементами многодиапазонной Yagi, что приводит к трудностям при настройке и оптимизации характеристик антенны. Получение хорошего КСВ, эффективности излучения, направленности, отношения F/B и т. д. не всегда может быть легким. Они могут варьироваться от группы к группе. Как следствие, чистый результат, полученный от такой Яги, обычно в обязательном порядке является компромиссом, с которым приходится мириться радиолюбителям.

В этот момент кто-то может спросить, а как насчет антенны SteppIR или Optibeam? Разве эти антенны не предназначены для преодоления большинства ограничений? Нет, не совсем… Антенне SteppIR удается оптимизировать длину элементов, но они не оптимизируют расстояние между элементами. Конструкция Optibeam устраняет большинство компромиссов, связанных как с длиной элементов, так и с расстоянием между ними, но, в конце концов, конструкция приводит к большому количеству элементов. Например, 4-диапазонный Optibeam с производительностью, подобной базовой 3-элементной Yagi, будет иметь около 10-12 элементов. Это потому, что, в отличие от типичной однополосной Yagi, все элементы не работают вместе. Около 3 элементов активны на полосу, а остальные неактивны. Optibeam, по сути, представляет собой хитроумно спроектированную антенну, в которой более или менее отдельный набор элементов Yagi для каждого диапазона размещен на одной штанге с пространственным смещением друг от друга.

Как насчет LPDA? Что ж, LPDA работает по совершенно другому принципу, благодаря которому ему удается показать некоторые очень интересные характеристики производительности. Во-первых, мы должны оценить разницу между логопериодической антенной (LPDA), которая является широкополосной, и любым видом многодиапазонной антенны Yagi, которая никогда не является широкополосной. В чем разница между широкополосным и многодиапазонным? Широкополосная антенна — это антенна, имеющая одинаковые характеристики по всему спектру на расчетном частотном сегменте.

Допустим, широкополосная антенна 7–29 МГц будет иметь одинаковый КСВ, импеданс излучения, коэффициент усиления в прямом направлении, соотношение F/B и т. д. для всех частот между сегментом 7–28 МГц, независимо от того, является ли это просто любительским диапазоном или любым другим промежуточным диапазоном. частота. С другой стороны, многодиапазонная антенна предназначена только для обслуживания небольших сегментов частотных диапазонов (тех, для которых она предназначена) между сегментом 7-28 МГц в нашем примере. Если вы простите меня за довольно грубую аналогию, я бы сказал, что многодиапазонная антенна подобна нескольким кускам камней, дискретно размещенным на большой луже воды, чтобы можно было наступить на каждый камень, чтобы пересечь лужу, тогда как широкополосная антенна похожа на настоящий мост, по которому можно легко пройти через лужу.

Если бы куски камня (как в случае с Яги) по какой-либо причине сместились, это усложнило бы задачу. Подобно тому, как структурная аномалия или искажение довольно легко расстроит Яги, что повлияет не только на одну полосу, но, возможно, на несколько из них. Однако с LPDA таких проблем не будет. LPDA совершенно невосприимчив к ухудшению рабочих характеристик электрических характеристик из-за изменения высоты над землей или даже небольшого физического искажения конструкции антенны, в то время как многодиапазонная Yagi чаще всего требует перенастройки антенны.

Кроме того, даже несмотря на то, что Yagi может быть многодиапазонным, он редко даже покрывает все пролеты любого из выделенных любительских радиодиапазонов. Каждая полоса, которую покрывает Yagi, допускает только частичное покрытие. Таким образом, пользователям антенн Yagi почти всегда необходимо сделать выбор, прежде чем развертывать свои антенны, относительно того, на каком сегменте любого конкретного диапазона они хотели бы сосредоточиться. Если они сосредоточатся на нижнем сегменте диапазона, то верхний сегмент будет компромиссом. Часто радиолюбители используют внешний антенный тюнер (ATU) для решения этой проблемы, но он не решает основной проблемы и, следовательно, вряд ли является элегантным решением. Это не устраняет основную проблему, а только маскирует ее, чтобы заставить поверить, что все хорошо, тогда как на самом деле это не так… Мы остановимся на обратной стороне использования ATU для маскировки проблем, как это часто делают радиолюбители, в отдельная статья.

Структура типичной LPDA и ее вариантов
Давайте теперь кратко рассмотрим физическую и электрическую структуру типичной антенны с логопериодической дипольной решеткой (LPDA). Мы также рассмотрим различные варианты типичной антенны по ходу дела. Некоторыми из этих вариантов являются Fishbone LPDA, Zig-Zag LPDA и логарифмически-периодический вертикальный массив (LPVA). Конечно, есть несколько других вариантов, но пока давайте не будем усложнять. Существуют также другие конфигурации LPDA, которые больше подходят для использования в верхних УВЧ и микроволновых диапазонах, такие как логопериодическая зубчатая решетка, щелевая решетка и т. д., но мы не будем подробно останавливаться на этих структурах, поскольку они не используются для радиолюбителей КВ, УКВ, или УВЧ приложений.

Стандартная и зигзагообразная конфигурации LPDA.

Как выглядит типичный LPDA? Как и антенна Yagi, LPDA также имеет штангу с несколькими дипольными элементами, установленными вдоль штанги на соответствующем расстоянии друг от друга. Однако, в отличие от Yagi, который имеет только один управляемый элемент, а все остальные являются паразитными элементами, все элементы LPDA управляются и соединяются друг с другом с помощью секций транспонированных линий передачи (TL) . Что означают транспонированные участки TL? хорошо, давайте не будем беспокоиться об этом в данный момент. Я объясню это в следующем разделе, где мы обсудим, как работает LPDA.

Во-вторых, хотя директора антенны Яги короче, рефлектор длиннее ведомого элемента, а физическая форма сужается, но не похожа на треугольник. тогда как структура антенны LPDA больше похожа на треугольник или, возможно, на треугольник, который срезан близко к вершине, чтобы напоминать геометрическую трапецию. Кроме того, LPDA обычно имеет гораздо большую длину стрелы и гораздо больше дипольных элементов по сравнению с антенной Yagi.

Типичная конструкция LPDA, которую мы описали до сих пор, состоит из сужающихся отрезков множества прямых дипольных элементов, перпендикулярных стреле.

Хорошо известным геометрическим структурным вариантом типичного LPDA является массив Fishbone Array . Физическая структура напоминает рыбью кость, отсюда и такое название. Иногда решетчатая антенна «рыбья кость» развертывается в виде жгута проводов вокруг каркасной конструкции на стреле, и тогда она имеет тенденцию напоминать паутину. Поэтому такой вариант жгута проводов массива «рыбья кость» часто называют антенной Telerana , где термин Telerana происходит от испанского и означает паутину.

Другим вариантом типичного LPDA является Zig-Zag Log-Periodic Array . Эта антенна геометрически идентична типичной LPDA, однако механизм подачи антенного элемента совершенно другой. В отличие от LPDA, управляемого обычным сегментом линии передачи, массив Zig-zag продуманно сконфигурирован для обеспечения привода каждого диполя путем подключения дальнего конца дипольного элемента к соответствующему концу следующего дипольного элемента. Другой конец второго диполя соединен с соответствующим ближним концом следующего диполя и т.д. Такой способ соединения концов соседних диполей образует зигзагообразный рисунок. Концевые соединения выполняются с помощью проволочных проводников. Эта форма питания всех элементов LPDA фактически идентична центральному транспонированному механизму подачи TL с электрической точки зрения. Конфигурация зигзагообразной подачи обеспечивает такое же соотношение фаз ВЧ-тока на элементах LPDA, как и при транспонированном методе подачи TL.

Еще один вариант, хотя и строго не относящийся к LPDA, поскольку в нем используются монопольные элементы вместо диполей, — это логопериодическая вертикальная решетка (LPVA) . Принцип логарифмической связи между элементами этой антенны аналогичен принципу стандартной LPDA. LPVA имеет как свои типичные преимущества, так и недостатки по сравнению с LPDA. Наиболее важным преимуществом является то, что ЛПВА может быть выполнен полностью с использованием проволочных элементов. Его можно легко быстро развернуть в полевых операциях и так же быстро демонтировать. Поскольку он может быть сделан из гибких проводов, его можно легко упаковать в небольшой пучок и носить с собой для повторного развертывания в другом месте. Для этого не требуются поворотные башни, мачты или антенны. перед развертыванием не требуется структурной подготовки. Кроме того, LPVA наследует свойства вертикального несимметричного антенны с малым углом взлета и, следовательно, очень подходит для связи на большие расстояния (DX).

Однако самым большим недостатком конфигурации LPVA является то, что после развертывания она будет создавать луч только в фиксированном направлении своей ориентации. Чтобы изменить направление луча, LPVA должен быть снят и повторно развернут с другой направленной ориентацией. Тем не менее, благодаря своей портативности и превосходным характеристикам, он часто используется на КВ-диапазонах для полевых операций, а также для двухточечной связи.

Трапециевидный пакет из 2 антенн LPDA в массиве.

Прежде чем мы углубимся и выясним, как работает LPDA, я хотел бы упомянуть трапециевидный LPDA . Строго говоря, это не вариант антенны LPDA как таковой. На самом деле это сложенный массив обычно из двух антенн LPDA. Горизонтально поляризованный LPDA обычно укладывается вертикально, тогда как вертикально поляризованный LPDA обычно укладывается горизонтально. Стекирование дает дополнительный выигрыш в прямом направлении по сравнению с одним LPDA. Даже устанавливаемый в полевых условиях жгут проводов LPVA может быть уложен трапециевидным образом для обеспечения дополнительного усиления.

На этом этапе можно было бы спросить, в чем же дело? Антенны различных типов могут быть объединены друг с другом в составные массивы. Итак, что же такого особенного в стекировании LPDA? … Ну, есть что-то довольно уникальное в том, как сложены антенны LPDA. Вот почему мы называем эту уникальную многослойную структуру трапециевидным LPDA. Обычно многослойные массивы, такие как стек Yagi и т. д., формируются путем размещения составляющих антенн на расчетном расстоянии друг от друга. Оптимизированное расстояние зависит от длины волны рабочего диапазона, для которого мы проектируем антенны. В случае типичного стека Yagi отдельные антенны Yagi размещаются параллельно друг другу.

Однако в случае стеков LPDA параллельный стек работать не будет. Почему бы и нет? Причина в том, что LPDA работает в очень широком диапазоне длин волн (или частот). Итак, как определить оптимальное расстояние укладки? Если LPDA должен работать на частоте 7–29 МГц, что означает длину волны примерно от 40 до 10 м. Если наш сложенный LPDA должен хорошо работать во всем диапазоне, то какое расстояние суммирования мы выберем? В отличие от стека Yagi, который представляет собой узкополосную антенну, в случае стека LPDA мы просто не можем выбрать какое-то одно расстояние стека для параллельного размещения антенн LPDA.

Что будем делать? Мы будем использовать уникальное свойство LPDA, состоящее в том, что только несколько элементов LPDA активны для любой частоты, в то время как все остальные элементы, как правило, бездействуют. Например, в нашем примере с LPDA 7-29 МГц только самые короткие элементы на узком конце LPDA будут работать на 10-метровом диапазоне, а только самые длинные элементы на другом конце штанги будут работать на 40-метровом диапазоне. Полоса промежуточных частот будет возбуждать несколько других элементов по длине стрелы.

Таким образом, с учетом вышеизложенного, большой конец элемента, активный на 40-метровом диапазоне, должен быть оптимально разнесен по отношению к другому LPDA стека на оптимальном расстоянии стекирования, необходимом для 40-метрового диапазона. аналогично, расстояние между антеннами LPDA в стеке на его узком конце должно быть оптимальным для 10-метрового диапазона. Поскольку длина волны 10 м составляет 1/4 длины 40 м, расстояние наложения узкого конца должно составлять 1/4 расстояния наложения на широком конце 40 м. Следовательно, для достижения оптимальной производительности штабелирования LPDA нельзя штабелировать с параллельным размещением отдельных штанг LPDA. Расстояние между штабелями должно уменьшаться. Следовательно, мы получаем укладку трапециевидной формы вместо общеизвестной параллельной укладки. Вот почему многослойный LPDA часто называют трапециевидным LPDA.

Как работает LPDA?
До сих пор в нашем обсуждении мы рассмотрели геометрическую структуру антенны LPDA, ее несколько вариантов, плюсы и минусы, а также некоторые ее характеристики. Давайте теперь копнем глубже и попробуем выяснить, как работает LPDA. Глядя на большое количество элементов, можно было бы подумать, что LPDA, возможно, является антенной с очень высоким коэффициентом усиления. Однако это не совсем так. Большое количество элементов не способствует пропорционально более высокому коэффициенту усиления, но в первую очередь они отвечают за широкополосные характеристики антенны.

Как мы упоминали ранее, в отличие от Yagi, где все элементы вносят свой вклад в усиление в прямом направлении в узком диапазоне вокруг расчетной частоты, большинство элементов LPDA неактивны, и только несколько элементов находятся в резонансе вблизи частоты радиочастотного возбуждения. активны в любой момент времени. Обычно одновременно могут быть активны 3 элемента или, возможно, несколько (в зависимости от дизайна). Когда мы прокручиваем частоту возбуждения в широкой рабочей полосе пропускания LPDA от низкой к высокой, мы заметим, что набор элементов, которые становятся активными, будет смещаться от самого длинного элемента и постепенно смещаться к элементам меньшей длины, пока самый короткий элемент, наконец, не станет самым коротким. тот, который активен на самой высокой частоте полосы пропускания антенны. Переход от одного набора активных элементов к другому обычно плавный и бесшовный.

Можно представить это как спринтерскую комплексную эстафету, когда один спортсмен передает эстафетную палочку другому, продолжая бежать плавно, без перерывов и остановок. В случае ЛПДА при изменении частоты возбуждения переход от одного набора активных элементов к другому также прерывистый с плавным перекатом.

Возбуждение элементов LPDA на различных частотах.

Означает ли это, что LPDA всегда будет иметь прямое усиление, аналогичное трехэлементному Yagi? Не всегда. .. Прирост часто может быть выше. Как это происходит на самом деле? Резонансная длина самого длинного дипольного элемента LPDA на одном конце сделана немного больше, чем самая низкая расчетная частота, а самый короткий дипольный элемент на другом конце на штанге сделан немного короче, чем самая высокая расчетная частота. Вскоре мы увидим, что самый длинный элемент, будучи длиннее, чем требуется на самой низкой частоте, помогает заставить его вести себя как отражатель на самом нижнем конце полосы пропускания антенны, тогда как самый короткий элемент на другом конце короче, чем самый высокий. частота заставила бы его вести себя как директор на самом высоком конце полосы пропускания антенны.

Посмотрите анимированную иллюстрацию, изображающую изменение активного набора элементов при изменении частоты. Дуги красного цвета представляют величину тока возбуждения на каждом элементе. Также обратите внимание, что на иллюстрации перед LPDA есть 2 дополнительных несоединенных элемента. Это режиссеры-паразиты. Хотя эти паразитные элементы не являются частью типичного LPDA, мы часто добавляем их на штангу практических структур LPDA, чтобы обеспечить некоторое дополнительное усиление усиления в верхней части полосы пропускания антенны… , вы можете игнорировать влияние этих элементов.

Между самым длинным и самым коротким элементами на двух крайних концах стрелы находится множество дипольных элементов с постепенно уменьшающейся длиной. Количество промежуточных элементов, их взаимное расстояние и степень сужения элементов (или угол сужения длин элементов, если смотреть с передней части конструкции антенны) — все это влияет на общую производительность LPDA. Разработчик антенны может контролировать и настраивать общие характеристики и производительность LPDA, правильно выбирая все эти параметры. Мы подойдем к этому через мгновение. А пока давайте посмотрим, как переход от одного набора активных элементов переходит к другому с изменением частоты.

Давайте вспомним различные принципы поведения длины элемента, которые мы обсуждали в нашей статье об антеннах Yagi. Те, кто не знаком с этой концепцией, могут прочитать ее, прежде чем двигаться дальше. Теперь, предполагая, что все готово, давайте посмотрим, что происходит, когда LPDA работает на самой низкой расчетной частоте. Самый длинный элемент на одном конце немного длиннее, чем необходимо для резонанса, теперь будет вести себя как отражатель. Второй элемент, который немного короче, будет находиться в резонансе и действовать как первичный ведомый элемент. Следующий более короткий элемент перед этим будет вести себя как директор. Давайте остановимся на мгновение и посмотрим, что у нас есть. У нас есть ситуация, подобная ситуации с 3-элементным Yagi на нижнем конце полосы пропускания антенны. Хотя другие близлежащие элементы, помимо этих трех, также могут незначительно способствовать усилению, но сейчас мы будем рассматривать только 3 элемента за раз, чтобы не усложнять наше повествование.

Чтобы лучше понять, как это работает, продолжайте читать следующий раздел.

Теперь давайте постепенно увеличивать частоту возбуждения. Что случилось бы? Самый длинный элемент, который был отражателем, станет гораздо более индуктивным, разовьет более высокий импеданс и начнет становиться неактивным, в то время как второй элемент, который действовал как первичный ведомый элемент, теперь будет немного длиннее, чем необходимо для резонанса, и начнет играть. роль рефлектора. третий элемент, который раньше вел себя как директор на более низкой частоте, теперь приобретет черты основного ведомого элемента. Следующий меньший элемент (4-й), который до сих пор был неактивным, теперь возьмет на себя роль директора на этой новой более высокой частоте. Итак, где мы находимся? И снова у нас есть 3 элемента, которые ведут себя подобно яги, но теперь это более высокочастотный сегмент. Поскольку мы продолжаем увеличивать частоту возбуждения, этот плавный процесс переключения между элементами LPDA продолжается. Набор из 3 соседних элементов всегда будет вести себя как активные элементы на любой частоте в пределах полосы пропускания антенны LPDA. С увеличением частоты набор из 3 активных элементов будет смещаться вперед, оставляя более длинный элемент неактивным. Это будет происходить до тех пор, пока мы не достигнем максимальной расчетной частоты, при которой самые короткие 3 элемента будут активны и будут обеспечивать усиление… Пожалуйста, обратитесь к анимированной иллюстрации выше, чтобы визуализировать то, что я только что описал.

То, что мы описали выше, в общих чертах описывает, как работает LPDA для обеспечения прямого усиления с низким КСВ в очень широкополосном диапазоне. Однако обратите внимание, что моя ссылка на Yagi при описании поведения набора из 3 активных элементов в одно время была неточной, потому что Yagi имеет паразитные элементы, в то время как все элементы LPDA являются управляемыми. Моя цель состояла в том, чтобы передать то же самое понятие форвардного усиления.

ОК… если набор из 3-х элементов LPDA в нашем повествовании на самом деле не образует Яги, тогда их поведение будет схожим? Да, абсолютно… Посмотрим, как.

График широкополосного КСВ LPDA

В случае типичного 3-элементного Yagi, хотя имеется только один элемент с электрическим приводом, два других паразитных элемента также эффективно управляются. Силовой привод паразитных элементов осуществляется за счет индукционной связи поля с элементом с электрическим приводом. Они также нагружают источник возбуждения и изменяют импеданс точки питания. В случае LPDA метод управления для всех элементов использует физическое электрическое соединение, а не индукционное поле. Это основное отличие. Независимо от метода возбуждения, все 3 элемента активного набора в LPDA производят излучение, как и все 3 элемента 3-элементной Яги. В обоих случаях конструктивная интерференция излучения всех этих элементов дает усиление вперед.

Это подводит нас к важной электрической функции LPDA. Каждый из участков линии передачи между двумя соседними элементами LPDA транспонируется для возбуждения соседнего диполя с переворотом фазы на 180°. Это очень важно. Без перестановки фидерных секций LPDA работать не будет. Теперь, если вам нужно, вернитесь к нашей статье об антеннах Yagi. Вы помните, что мы подчеркивали, что паразитные элементы должны быть соединены (закорочены) посередине. Необходимо было добиться переворота фазы токов, протекающих в паразитных элементах, на 180°, потому что короткое замыкание элементов в середине было абсолютно необходимо для того, чтобы Яги создавал направленные вперед лепестки излучения. В случае элементов LPDA, поскольку все они имеют электрический привод, их нельзя закоротить посередине. Поэтому требуемый разворот фазы на 180° физически обеспечивается за счет перестановки соединяющихся между собой сегментов ЛЭП.

Основываясь на том, что мы уже обсуждали, означает ли это, что LPDA никогда не может давать усиление выше, чем у 3-элементного Yagi? Нет, это не правда. в зависимости от конструкции LPDA его можно сконфигурировать таким образом, чтобы активный набор элементов в любой момент времени мог быть больше 3. В нашем поясняющем примере мы сохранили простоту повествования. однако LPDA может иметь более одного эффективного директора в наборе активных элементов, что обеспечивает более высокий коэффициент усиления. Более того, некоторые элементы, находящиеся далеко от активного набора, не всегда могут быть неактивными. Многие из них все еще могут производить достаточное излучение, которое может конструктивно мешать излучению основных активных элементов для дальнейшего увеличения усиления. Обо всем этом разработчик антенны заботится посредством математического моделирования.

Прежде чем мы закончим, позвольте мне резюмировать несколько важных аспектов конструкции и параметров LPDA. Одним из аспектов является общее количество элементов в LPDA. Чем больше число элементов между самым коротким и самым длинным элементами на концах штанги, тем меньше пульсации КСВ по всей широкой полосе пропускания антенны. Есть два других важных параметра, которые определяют конструкцию LPDA. Во-первых, это расстояние между элементами.

характеристика, принцип работы, изготовление компактных моделей своими руками

Краткая характеристика

Сложности выбора

Основные параметры

Функциональные возможности

Варианты самодельных антенн

Компактная модель

Универсальный ромбообразный приёмник сигнала

Логопериодическая антенна своими руками: конструкция и работа

Виды логопериодических антенн

Конструкция логопериодической антенны

Действие логопериодической антенны

Логопериодическая антенна для цифрового телевидения

Логопериодическая антенна для цифрового ТВ DVB T2 своими руками: расчет, изготовление

Что за антенна и как работает

Краткая характеристика

Из чего состоит

Антенна Харченко для цифрового ТВ своими руками. Антенна Харченко для цифрового ТВ

Изготовление рефлектора

Устройство на 144 МГц

Устройство с одной стойкой

Выбор формы

расчет, калькулятор, инструкция по сборке

Что значит «логопериодическая» и в чем ее сила

Конструкция

Выбор формы

Всеволновая логопериодическая

Как сделать самостоятельно

Расчет логопериодической антенны

Изготовление проводника

Настройка

Подключение усилителя SWA

Вместо заключения

расчёт и изготовление своими руками dvb t2

Виды антенн

Особенности логопериодической антенны

Конструкция

Основные параметры

Форма

Приём МВ-сигнала

Как сделать самому

Изготовление

Настройка

Заключение

Руководство «Сделай сам» по проектированию и изготовлению логопериодических антенн антенны

Поиск измерений

Построение одного

Экспериментальный V.H.F. модель

Другие конфигурации

Приложение I

Определения

Приложение II

Уравнения расчета

Примечания

Калькулятор логпериодической дипольной решетки

Serge Stroobandt, ON4AA

Michael McCue, W7YZT

Copyright 2014–2020, лицензия Creative Commons BY-NC-SA

Указания по вводу:

Примечания к дизайну:

Стрела — Логопериодические антенны, или Куда поставить стрелку

Остроконечная и эффективная для улучшения сигнала сотовой связи, это Стрела, с картины Болтона

Что такое логопериодическая антенна?

Логарифмическая периодическая антенна Arrow, сотовая LPDA для любого здания

Как работают логопериодические антенны?

Какая логопериодическая антенна у Стрелы?

Самодельная телевизионная антенна дальнего действия – Новости Матери-Земли

Сделай сам Собери свою собственную антенну HDTV

Нравится:

Логопериодическая дипольная решетка (LPDA) | VU2NSB.com

Похожие записи

Замена подсветки монитора на светодиодную своими руками: как это делается и зачем / Видеокарты и мониторы / iXBT Live

Машинка на пульте управления своими руками: Как сделать радиоуправляемую машину в домашних условиях?

Полицейская сирена своими руками: intellectico — Полицейская сирена своими руками

Добавить комментарий Отменить ответ