Сделать фрактальную антенну из печатной платы. Делаем фрактальную антенну. Затем, на спроектированную фрактальную антенну направлялась плоская электромагнитная волна, а программа рассчитывала распространение поля до и после антенны, вычисляла электродинам

Первое, о чем я хотел бы написать, — это небольшое введение в историю, теорию и использование фрактальных антенн. Фрактальные антенны были открыты недавно. Первым их изобрел Натан Коэн в 1988, затем он опубликовал свое исследование как сделать антенну для телевизора из проволоки и запатентовал в 1995 году.

Фрактальная антенна имеет несколько уникальных характеристик, как написано в Википедии:

«Фрактальная антенна — это антенна, использующая фрактальную, самоповторяющуюся конструкцию для максимизации длины или увеличения периметра (на внутренних участках или внешней структуре) материала, который может принимать или передавать электромагнитные сигналы в пределах данной общей площади поверхности или объема».

Что именно это значит? Ну, нужно знать что такое фрактал . Также из Википедии:

«Фрактал, как правило, представляет собой грубую или фрагментированную геометрическую форму, которая может быть разделена на части, каждая из частей будет копией целого уменьшенного размера — это свойство, называемое самоподобием».

Таким образом, фрактал представляет собой геометрическую форму, которая повторяет себя снова и снова, вне зависимости от размера отдельных частей.

Было обнаружено, что фрактальные антенны примерно на 20% эффективнее обычных антенн. Это может быть полезно, особенно, если вы хотите, чтобы ваша ТВ антенна принимала цифровое видео или видео высокой четкости, увеличивала сотовый диапазон, диапазон Wi-Fi, прием радио FM или AM и т.д.

В большинстве сотовых телефонов уже стоят фрактальные антенны. Вы могли это заметить, поскольку мобильные телефоны больше не имеют антенн снаружи. Это потому, что внутри них стоят фрактальные антенны, вытравленные на монтажной плате, что позволяет им лучше принимать сигнал и брать больше частот, таких как Bluetooth, сотовая связь и Wi-Fi с одной антенны.

Википедия:

«Ответ фрактальной антенны заметно отличается от традиционных конструкций антенн тем, что она способна работать с хорошей производительностью на разных частотах одновременно. Частота стандартных антенн должна быть срезана, чтобы быть в состоянии принимать только эту частоту. Поэтому фрактальная антенна в отличие от обычной является отличной конструкцией для широкополосных и многодиапазонных приложений».

Хитрость заключается в том, чтобы спроектировать вашу фрактальную антенну для резонирования на определенной, нужной вам центральной частоте. Это значит, что антенна будет выглядеть по-разному в зависимости от того что вы хотите получить. Для этого нужно применить математику (или онлайн-калькулятор).

В моем примере я собираюсь сделать простую антенну, но вы можете сделать более сложную. Чем сложнее, тем лучше. Я буду использовать катушку из 18-жильного провода с твердым сердечником, чтобы сделать антенну, но вы можете доработать собственные монтажные платы в соответствии со своими эстетическими соображениями, сделать ее меньше или более сложной с большими разрешением и резонансом.

Я собираюсь сделать ТВ антенну для приема цифрового ТВ или ТВ высокого разрешения. С этими частотами легче работать, они располагаются в диапазоне длины примерно от 15 см до 150 см для половины длины волны. Для простоты и дешевизны деталей, я собираюсь расположить её на общей дипольной антенне, она будет ловить волны диапазона 136-174 МГц (VHF).

Для приема волн UHF (400-512 МГц) можно добавить директор или отражатель, но так прием будет более зависим от направления антенны. VHF тоже зависит от направления, но вместо того, чтобы прямо указывать на ТВ станцию в случае установки UHF, вам нужно будет установить VHF уши перпендикулярно ТВ станции. Здесь нужно будет приложить немного больше усилий. Я хочу сделать максимально простую конструкцию, потому что это и так довольно сложная вещь.

Основные компоненты:

Монтажная поверхность , например пластиковый корпус (20 см х 15 см х 8 см)
6 винтов. Я использовал стальные саморезы для листового металла
Трансформатор сопротивлением от 300 Ом до 75 Ом.
Монтажная проволока сечением 18 AWG (0.8 мм)
Кабель RG-6 коаксиальный с терминаторами (и с резиновой оболочкой, если монтаж будет на улице)
Алюминий при использовании рефлектора. Во вложении выше был такой.
Тонкий маркер
Две пары маленьких плоскогубцев
Линейка не короче 20 см.
Транспортер для измерения угла
Два сверла, одно чуть меньшего диаметра, чем ваши винты
Маленький резак для проволоки
Отвертка или шуруповёрт

Примечание: нижняя часть антенны из алюминиевой проволоки находится справа на том изображении, где торчит трансформатор.

Шаг 1: Добавление отражателя

Соберите корпус с отражателем под пластиковой крышкой

Шаг 2: Сверление отверстий и установка точек крепления

Просверлите небольшие отверстия для отвода на противоположной стороне от отражателя в данных положениях и поместите проводящий винт.

Шаг 3: Отмерьте, отрежьте и оголите провода

Отрежьте четыре 20-сантиметровых куска провода и поместите на корпус.

Шаг 4: Измерение и маркировка проводов

Используя маркер, отметьте каждые 2,5 см на проводе (на этих местах будут изгибы)

Шаг 5: Создание фракталов

Этот шаг нужно повторить для каждого куска проволоки. Каждый изгиб должен быть равен ровно 60 градусам, так как мы будем делать для фрактала равносторонние треугольники. Я использовал две пары плоскогубцев и транспортир. Каждый изгиб сделан на метке. Перед тем, как делать загибы, визуализируйте направление каждого из них. Используйте для этого приложенную диаграмму.

Шаг 6: Создание диполей

Отрежьте еще два куска проволоки длиной не менее 15 см. Оберните эти провода вокруг верхнего и нижнего винтов, идущих вдоль длинной стороны, и затем оберните к центральным. Потом обрежьте лишнюю длину.

Шаг 7: Монтаж диполей и монтаж трансформатора

Закрепите каждый из фракталов на угловых винтах.

Присоедините трансформатор соответствующего импеданса к двум центральным винтам и затяните их.

Сборка закончена! Проверяйте и наслаждайтесь!

Шаг 8: Больше итераций / экспериментов

Я сделал несколько новых элементов, используя бумажный шаблон из GIMP. Я использовал небольшой сплошной телефонный провод. Он оказался достаточно маленьким, прочным и податливым, чтобы сгибаться в сложные формы, которые требуются для центральной частоты (554 МГц). Это среднее значение цифрового сигнала UHF для каналов эфирного телевидения в моей области.

Фотография прилагается. Может быть, сложно будет увидеть медные провода при слабом освещении на фоне картона и с лентой поверх, но идея вам уже понятна.

При таком размере элементы довольно хрупкие, поэтому их нужно обрабатывать аккуратно.

Я также добавил шаблон в формате png. Чтобы напечатать нужный размер, вам нужно открыть его в редакторе фотографий, например в GIMP. Шаблон не идеален, потому что я сделал его вручную с помощью мыши, но он достаточно удобен для человеческих рук.

В последние несколько лет я регулярно сталкиваюсь с задачами по разработке СШП (сверхширокополосных) СВЧ-модулей и функциональных узлов. И как ни грустно мне об этом говорить, но почти всю информацию по теме я черпаю из зарубежных источников. Однако некоторое время назад, в поисках нужной мне информации, я наткнулся на , сулившую решение всех моих проблем. О том, как решения проблем не получилось, я и хочу рассказать.

Одной из постоянных «головных болей» в области разработки СШП СВЧ-устройств является разработка СШП-антенн, которые должны обладать набором определенных свойств. Среди этих свойств можно выделить следующие:

1. Согласование в рабочей полосе частот (например, от 1 до 4 ГГц). Однако бывает, когда согласоваться надо в диапазоне частот от 0,5 ГГц до 5 ГГц. И вот тут возникает проблема опуститься по частоте ниже 1 ГГц. У меня вообще сложилось впечатление, что частота 1 ГГц обладает какой-то мистической силой – к ней можно приблизиться, но очень сложно преодолеть, т.к. при этом нарушается другое требование, предъявляемое к антенне, а именно

2. Компактность. Ведь ни для кого не секрет, что сейчас мало кому нужна волноводная рупорная антенна огромадных размеров. Все хотят, чтобы антенна была маленькой, легкой и компактной, чтобы ее можно было засунуть в корпус портативного устройства. Но при компактификации антенны становится очень трудно соблюсти п. 1 требований, предъявляемых к антенне, т.к. минимальная частота рабочего диапазона тесно связана с максимальным габаритом антенны. Кто-то скажет, что можно делать антенну на диэлектрике с высоким значением относительной диэлектрической проницаемости… И будет прав, но это противоречит следующему пункту нашего списка, который гласит, что

3. Антенна должна быть максимально дешевой и изготавливаться на основе самых доступных и недорогих материалов (например, FR-4). Потому как никто не захочет платить много-много денег за антенну, будь она даже трижды гениальной. Все хотят, чтобы стоимость антенны на этапе изготовления печатной платы стремилась к нулю. Ибо таков наш мир…

4. Есть еще одно требование, возникающее при решении различных задач, связанных, например, с локацией ближнего действия, а так же с созданием различных датчиков, применяющих СШП-технологию (тут надо уточнить, что речь идет о приложениях с малой мощностью, где каждый дБм на счету). И это требование гласит, что диаграмма направленности (ДН) проектируемой антенны должна формироваться только в одной полусфере. Для чего это нужно? Для того, чтобы антенна «светила» только в одном направлении, не рассеивая драгоценную мощность в «обратку». Так же это позволяет улучшить ряд показателей системы, в которой такая антенна применяется.

Для чего я все это пишу..? Для того, чтобы пытливый читатель понял, что разработчик подобной антенны сталкивается с массой ограничений и запретов, которые ему нужно героически или остроумно преодолеть.

И вдруг, как откровение проявляется статья , которая сулит решение всех вышеозначенных проблем (а так же и тех, которые упомянуты не были). Прочтение этой статьи вызывает легкое чувство эйфории. Хотя с первого раза полного осознания написанного не происходит, но волшебное слово «fractal» звучит очень многообещающе, т.к. евклидова геометрия свои аргументы уже исчерпала.

Беремся за дело смело и скармливаем структуру, предлагаемую автором статьи, симулятору. Симулятор утробно рычит кулером компьютера, пережевывая гигабайты цифр, и выплевывает переваренный результат… Глядя на результаты моделирования, чувствуешь себя маленьким обманутым мальчиком. Слезы наворачиваются на глаза, т.к. опять твои детские воздушные мечты натолкнулись на чугунную…реальность. Нет никакого согласования в диапазоне частот 0,1 ГГц – 24 ГГц. Даже в диапазоне 0,5 ГГц – 5 ГГц ничего похожего нет.

Тут еще остается робкая надежда, что ты чего-то не понял, что-то сделал не так… Начинаются поиски точки включения, различные вариации с топологией, но все тщетно – она мертва!

Самое печальное в этой ситуации то, что до последнего момента ищешь причину неудачи в себе. Спасибо товарищам по цеху, которые объяснили , что все правильно – не должно оно работать.

P.S. Надеюсь, что мой пятничный пост вызвал у вас улыбку.
Мораль же сего изложения такова – будь бдителен!
(А еще мне очень хотелось написать по этому поводу АНТИстатью, т.к. обманули).

В математике фрактальными называются множества, состоящие из элементов, подобных множеству в целом. Лучший пример: если рассмотреть близко-близко линию эллипса, она станет прямой. Фрактал – сколько не приближай – картинка останется по-прежнему сложной и похожей на общий вид. Элементы расположены причудливым образом. Следовательно, простейшим примером фрактала считаем концентрические окружности. Сколько ни приближай, появляются новые круги. Примеров фракталам множество. К примеру, в Википедии дан рисунок капусты Романеско, где кочан состоит из шишек, в точности напоминающих нарисованный кочан. Теперь читатели понимают, что изготовить фрактальные антенны непросто. Зато интересно.

Зачем нужны фрактальные антенны

Назначение фрактальной антенны – поймать больше меньшими жертвами. В западных видео - возможно найти параболоид, где излучателем послужит отрезок фрактальной ленты. Там уже делают из фольги элементы устройств СВЧ, более эффективные, нежели обыкновенные. Покажем, как сделать фрактальную антенну до конца, а согласованием занимайтесь наедине с КСВ метром. Упомянем, что имеется целый сайт, разумеется, зарубежный, где продвигают в коммерческих целях соответствующий продукт, чертежей нет. Наша самодельная фрактальная антенна проще, главное достоинство – конструкцию удастся сделать собственными руками.

Первые фрактальные антенны - биконические - появились, если верить видео с сайта fractenna.com, в 1897 году Оливером Лоджем. Не ищите в Википедии. В сравнении с обычным диполем пара треугольников вместо вибратора дает расширение полосы на 20%. Создавая периодические повторяющиеся структуры, удалось собрать миниатюрные антенны не хуже больших собратьев. Часто встретите биконическую антенну в виде двух рамок или причудливой формы пластин.

В конечном итоге это позволит принимать больше телевизионных каналов.

Если набрать запрос на Ютуб, появляется видео по изготовлению фрактальных антенн. Лучше поймете, как устроено, если представите шестиконечную звезду израильского флага, у которой угол срезали вместе с плечами. Получилось, три угла остались, у двух одна сторона на месте, второй нет. Шестой угол отсутствует вовсе. Теперь расположим две подобные звезды вертикально, центральными углами друг к другу, прорезями влево и вправо, над ними – аналогичную пару. Получилась антенная решетка – простейшая фрактальная антенна.

Звезды за углы соединяются фидером. Попарно столбцами. Снимается сигнал с линии, ровно посередине каждого провода. Конструкция собирается на болты на диэлектрической (пластиковой) подложке соответствующего размера. Сторона звезды составляет ровно дюйм, расстояние между углами звезд по вертикали (длина фидера) четыре дюйма, по горизонтали (расстояние между двумя проводами фидера) – дюйм. Звезды имеют при вершинах углы 60 градусов, теперь читатель нарисует подобное в виде шаблона, чтобы потом сделать фрактальную антенну самостоятельно. Сделали рабочий эскиз, масштаб не соблюден. Не ручаемся, что звезды вышли ровно, Microsoft Paint без больших возможностей для изготовления точных чертежей. Хватит взглянуть на картинку, чтобы устройство фрактальной антенны стало очевидным:

Коричневым прямоугольником показана подложка из диэлектрика. Приведенная на рисунке фрактальная антенна имеет диаграмму направленности симметричную. Если оградить излучатель от помех, экран ставится на четыре стойки позади подложки на расстоянии дюйма. На частотах нет нужды размещать сплошной лист металла, хватит сетки со стороной в четверть дюйма, не забудьте соединить экран с оплеткой кабеля.
Фидер с волновым сопротивлением 75 Ом требует согласования. Найдите либо сделайте трансформатор, преобразующий 300 Ом в 75 Ом. Лучше запаситесь КСВ метром и подбирайте нужные параметры не на ощупь, а по прибору.
Звезд четыре, выгибайте из медной проволоки. Лаковую изоляцию в месте стыковки с фидером зачистим (если имеется). Внутренний фидер антенны состоит из двух параллельных кусков проволоки. Антенну неплохо разместить в коробе для защиты против непогоды.

Собираем фрактальную антенну для цифрового телевидения

Дочитав до конца обзор, фрактальные антенны сделает любой. Так быстро углубились в конструирование, что забыли рассказать о поляризации. Полагаем, она линейная и горизонтальная. Это проистекает из соображений:

Видео, очевидно, американского происхождения, разговор идет о HDTV. Следовательно, можем принимать моду указанной страны.
Как известно, на планете немногие государства вещают со спутников с использованием круговой поляризации, среди них РФ и США. Следовательно, полагаем, прочие технологии передачи информации схожи. Почему? Была Холодная война, полагаем, обе страны выбирали стратегически что и как передавать, прочие страны исходили из чисто практических соображений. Круговая поляризация внедрена специально для спутников шпионов (перемещающихся постоянно относительно наблюдателя). Отсюда основания полагать, что в телевидении и в радиовещании наблюдается сходство.
Структура антенны говорит, что линейная. Здесь просто неоткуда взяться круговой либо эллиптической поляризации. Следовательно – если только среди наших читателей нет профессионалов, владеющих MMANA – если антенна не ловит в принятом положении, поверните на 90 градусов в плоскости излучателя. Поляризация изменится на вертикальную. Кстати, многие смогут поймать и FM, если размеры задают побольше раза в 4. Лучше провод взять потолще (к примеру, 10 мм).

Надеемся, объяснили читателям, как пользоваться фрактальной антенной. Пара советов по простой сборке. Итак, постарайтесь найти проволоку с лакированной защитой. Согните фигуры, как показано на рисунке. Потом конструкторы расходятся, рекомендуем делать так:

Зачистите звезды и провода фидера в местах стыковки. Провода фидера за ушки укрепите болтами на подложке в серединных частях. Чтобы выполнить действие правильно, заранее отмерьте дюйм и проведите две параллельные линии карандашом. Вдоль них должны лечь проволоки.
Паяйте единую конструкцию, тщательно выверяя расстояния. Авторы видео рекомендуют делать излучатель, чтобы звезды углами ровно лежали на фидеры, а противоположными концами опирались на край подложки (каждая в двух местах). Для примерной звезды пометили места синим цветом.
Чтобы выполнить условие, каждую звезду притяните в одном месте болтом с диэлектрическим хомутком (к примеру, из кембрика провода ПВС и подобное). На рисунке места креплений показаны красным для одной звезды. Болт схематически прорисован окружностью.

Питающий кабель проходит (необязательно) с обратной стороны. Сверлите дыры по месту. Настройка КСВ ведется изменением расстояния между проводами фидера, но в данной конструкции это садистский метод. Рекомендуем просто измерить волновое сопротивление антенны. Напомним, как это делается. Понадобится генератор на частоту просматриваемой программы, к примеру, 500 МГц, дополнительно – высокочастотный вольтметр, который не спасует перед сигналом.

Потом измеряется напряжение, выдаваемое генератором, для чего он замыкается на вольтметр (параллельно). Из переменного сопротивления с предельно меньшей собственной индуктивностью и антенны собираем резистивный делитель (подключаем последовательно вслед за генератором, сперва сопротивление, потом антенну). Вольтметром измеряем напряжение переменного резистора, одновременно регулируя номинал, пока показания генератора без нагрузки (см. пунктом выше) не станут вдвое превышать текущие. Значит, номинал переменного резистора стал равен волновому сопротивлению антенны на частоте 500 МГц.

Теперь возможно изготовить трансформатор нужным образом. В сети сложно найти нужное, для любителей ловить радиовещание нашли готовый ответ http://www.cqham.ru/tr.htm. На сайте написано и нарисовано, как согласовать нагрузку с 50-Омным кабелем. Обратите внимание, частоты соответствуют КВ диапазону, СВ умещается сюда частично. Волновое сопротивление антенны поддерживается в диапазоне 50 – 200 Ом. Сколько даст звезда, сказать сложно. Если найдется в хозяйстве прибор для измерения волнового сопротивления линии, напомним: если длина фидера кратна четверти длины волны, сопротивление антенны передается на выход без изменений. Для небольшого и большого диапазона подобные условия обеспечить невозможно (напомним, что в особенности фрактальных антенн входит и расширенный диапазон), но для целей измерений упомянутый факт используется повсеместно.

Теперь читатели знают все об этих удивительных приемопередающих устройствах. Столь необычная форма подсказывает, что разнообразие Вселенной не укладывается в типичные рамки.

Мир не без добрых людей:-)
Валерий UR3CAH: "Добрый день, Егор. Я думаю данная статья (а именно раздел "Фрактальные антенны: лучше меньше, да лучше") соответствует тематики Вашего сайта и будет Вам интересна:) 73!"
Да, конечно интересна. Мы в какой-то степени уже касались этой темы при обсуждении геометрии гексабимов. Там тоже была дилема с "уложением" электрической длины в геометрические размеры:-). Так что спасибо, Валерий, большое за присланный материал.
Фрактальные антенны: лучше меньше, да лучше
За последние полвека жизнь стремительно стала меняться. Большинство из нас принимает достижения современных технологий как должное. Ко всему, что делает жизнь более комфортной, привыкаешь очень быстро. Редко кто задается вопросами «Откуда это взялось?» и «Как оно работает?». Микроволновая печь разогревает завтрак — ну и прекрасно, смартфон дает возможность поговорить с другим человеком — отлично. Это кажется нам очевидной возможностью.
Но жизнь могла бы быть совершенно иной, если бы человек не искал объяснения происходящим событиям. Взять, например, сотовые телефоны. Помните выдвижные антенны на первых моделях? Они мешали, увеличивали размеры устройства, в конце концов, часто ломались. Полагаем, они навсегда канули в Лету, и отчасти виной тому… фракталы.
Фрактальные рисунки завораживают своими узорами. Они определенно напоминают изображения космических объектов — туманностей, скопления галактик и так далее. Поэтому вполне закономерно, что, когда Мандельброт озвучил свою теорию фракталов, его исследования вызвали повышенный интерес у тех, кто занимался изучением астрономии. Один из таких любителей по имени Натан Коэн (Nathan Cohen) после посещения лекции Бенуа Мандельброта в Будапеште загорелся идеей практического применения полученных знаний. Правда, сделал он это интуитивно, и не последнюю роль в его открытии сыграл случай. Будучи радиолюбителем, Натан стремился создать антенну, обладающую как можно более высокой чувствительностью.
Единственный способ улучшить параметры антенны, который был известен на то время, заключался в увеличении ее геометрических размеров. Однако владелец жилья в центре Бостона, которое арендовал Натан, был категорически против установки больших устройств на крыше. Тогда Натан стал экспериментировать с различными формами антенн, стараясь получить максимальный результат при минимальных размерах. Загоревшись идеей фрактальных форм, Коэн, что называется, наобум сделал из проволоки один из самых известных фракталов — «снежинку Коха». Шведский математик Хельге фон Кох (Helge von Koch) придумал эту кривую еще в 1904 году. Она получается путем деления отрезка на три части и замещения среднего сегмента равносторонним треугольником без стороны, совпадающей с этим сегментом. Определение немного сложное для восприятия, но на рисунке все ясно и просто.
Существуют также другие разновидности «кривой Коха», но примерная форма кривой остается похожей.

Когда Натан подключил антенну к радиоприемному устройству, он был очень удивлен — чувствительность резко увеличилась. После серии экспериментов будущий профессор Бостонского университета понял, что антенна, сделанная по фрактальному рисунку, имеет высокий КПД и покрывает гораздо более широкий частотный диапазон по сравнению с классическими решениями. Кроме того, форма антенны в виде кривой фрактала позволяет существенно уменьшить геометрические размеры. Натан Коэн даже вывел теорему, доказывающую, что для создания широкополосной антенны достаточно придать ей форму самоподобной фрактальной кривой.

Автор запатентовал свое открытие и основал фирму по разработке и проектированию фрактальных антенн Fractal Antenna Systems, справедливо полагая, что в будущем благодаря его открытию сотовые телефоны смогут избавиться от громоздких антенн и станут более компактными. В принципе, так и произошло. Правда, и по сей день Натан ведет судебную тяжбу с крупными корпорациями, которые незаконно используют его открытие для производства компактных устройств связи. Некоторые известные производители мобильных устройств, как, например, Motorola, уже пришли к мирному соглашению с изобретателем фрактальной антенны. Первоисточник

Ответы на вопросы из форума, гостевой и почты.

Фрактальные рисунки завораживают своими узорами. Они определенно напоминают изображения космических объектов - туманностей, скопления галактик и так далее. Поэтому вполне закономерно, что, когда Мандельброт озвучил свою теорию фракталов, его исследования вызвали повышенный интерес у тех, кто занимался изучением астрономии. Один из таких любителей по имени Натан Коэн (Nathan Cohen) после посещения лекции Бенуа Мандельброта в Будапеште загорелся идеей практического применения полученных знаний. Правда, сделал он это интуитивно, и не последнюю роль в его открытии сыграл случай. Будучи радиолюбителем, Натан стремился создать антенну, обладающую как можно более высокой чувствительностью.
Единственный способ улучшить параметры антенны, который был известен на то время, заключался в увеличении ее геометрических размеров. Однако владелец жилья в центре Бостона, которое арендовал Натан, был категорически против установки больших устройств на крыше. Тогда Натан стал экспериментировать с различными формами антенн, стараясь получить максимальный результат при минимальных размерах. Загоревшись идеей фрактальных форм, Коэн, что называется, наобум сделал из проволоки один из самых известных фракталов - «снежинку Коха». Шведский математик Хельге фон Кох (Helge von Koch) придумал эту кривую еще в 1904 году. Она получается путем деления отрезка на три части и замещения среднего сегмента равносторонним треугольником без стороны, совпадающей с этим сегментом. Определение немного сложное для восприятия, но на рисунке все ясно и просто.
Существуют также другие разновидности «кривой Коха», но примерная форма кривой остается похожей.
Когда Натан подключил антенну к радиоприемному устройству, он был очень удивлен - чувствительность резко увеличилась. После серии экспериментов будущий профессор Бостонского университета понял, что антенна, сделанная по фрактальному рисунку, имеет высокий КПД и покрывает гораздо более широкий частотный диапазон по сравнению с классическими решениями. Кроме того, форма антенны в виде кривой фрактала позволяет существенно уменьшить геометрические размеры. Натан Коэн даже вывел теорему, доказывающую, что для создания широкополосной антенны достаточно придать ей форму самоподобной фрактальной кривой.
Автор запатентовал свое открытие и основал фирму по разработке и проектированию фрактальных антенн Fractal Antenna Systems, справедливо полагая, что в будущем благодаря его открытию сотовые телефоны смогут избавиться от громоздких антенн и станут более компактными. В принципе, так и произошло. Правда, и по сей день Натан ведет судебную тяжбу с крупными корпорациями, которые незаконно используют его открытие для производства компактных устройств связи. Некоторые известные производители мобильных устройств, как, например, Motorola, уже пришли к мирному соглашению с изобретателем фрактальной антенны."

При кажущейся "нереальной и фантастической" ситуация с приростом полезного сигнала абсолютно реальна и прагматична. Не надо быть семи пядей во лбу чтобы догадатся откуда появляются лишние микровольты. При очень большом увеличении электрической длинны антенны все её ломанные участки располагаются в пространстве синфазно предыдущим. А мы уже знаем откуда берётся усиление в многоэлементных антеннах: за счёт сложения в одном элементе энергии переизлучённой другими элементами. Понятно, что в качестве направленных их использовать по той же причине:-) нельзя, но факт остаётся фактом: фрактальная антенна реально эффективнее прямого провода.

Назад
Вперёд

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

Кто рано встает, тому бог подаёт:-) Уже успел слазить на крышу, где поправил забарахлившую (надо думать от пыли за 5 лет:-) самодельную антенну на 435 мгц дирекшен на Чернигов. Кстати, не пригодилась по причине низкой активности в этом направлении. Но SATы принимает вполне исправно, хотя и расположена под шифером. Водой не мочит, но пылюки немеряно. Я думаю там децибел 8-9 есть. Измеряно вот таким способом - "Как определить усиление антенны " :-) Очень условно, но получить представление можно. Там же под крышей проинспектировал 3 квадрата на 145 и 2 элемента на 50 мгц. Пока дедушка лазит на чердаке, внучка играет почти в гольф. А на мачте КВ антенны (телескоп Р-140:-) закреплён конец гамака. Ну и в конце - фото моей скромной, но уже можно сказать antenna farm. Гексабим по три на 10-15-20, вертикал на 160, 40-80 диполи и на SAT, TROPO, MS и ES два по 13 на 430 и два по 7 на 144 по принципу DK7ZB (28 Ом). Кроме этого вспомогательный диполь для противофазного сложения (давить локальные QRM) да еще пара автомобильных антенн на подоконниках и между растяжками мачты на

GP на 160 Минука (Minooka)

Как то мне попал в руки ARRL бюллетень в котором были приведены интересные результаты опросов про антенны диапазона 160 метров. И основной шарм, помимо результатов, конечно, состоял в том, что это была объединённая статистика с 1969 года! Во-первых статистике за такой период нужно верить, а во-вторых просто "выпирает" многообразие моделей антенн на 160 м. Вопрос первый: если вы сегодня соберетесь сделать антенну на КВ то это будет:
Ответ первый: 60% - вертикал, 30% - горизонтальный диполь, 10% другие варианты. К вертикалам в этом опросе отнесены 1/4, 1/2, 5/8 длины волны, вертикалы случайной длины и инвертед L антенны. Вопрос второй: если вы сегодня соберетесь сделать антенну на 160 метров то это будет: 70% вертикал, 17% горизонтальная, 5% inverted L, 2% комбинация H/V, 2% invertad V, 3% другие варианты. Не правда ли, показательно? :-) ? 70 против 17! А теперь в соответствии с тем же опросом аргументы из-за которых респонденты сделали свой выбор. Ответ второй: 1. Высокая эффективность в диапазоне 160 метров для DX работы. 2. Простота конструкции и лёгкость настройки 3. Низкая стоимость 4. Помещается в размеры "приусадебного участка" (back yard) 5. Достаточно широкая полоса пропускания 6. Хорошо работает на дальних трассах 7. Может быть уменьшена для более высокочастотных диапазонов. Хорошая масштабируемость.
Что правда, то правда. Трудно возразить против любого пункта списка. Наверное поэтому вариантов вертикальных антенн на 160 метров просто море. Как же ориентироваться в этом океане моделей и не утонуть? На основании небольшого (около 45 лет:-) опыта могу дать несколько советов начинающим. Прошу прощения у тех, кто хорошо разбирается в теории антенн не судить меня строго за радикальные упрощения понятий. Пропустите пару абзацев, если неинтересно:-)
Постулат первый. Антенна должна иметь физическую длину хотя бы приблизительно кратную 1/4 длине волны и примерно такой же длины противовесы числом не менее 2. Все встречающиеся схемы укорочения (если электрическая длина больше чем нужно) и удлинения (в случае наоборот), служат только одной цели - заставить антенну стать резонансной. То есть резонировать на нужной частоте. При этом эффективность непосредственно излучения радиоволн будет уменьшатся обратно пропорционально степени удлинения (укорочения).
Перед тем, как решиться на повторение встреченной где-то конструкции следует основательно разобраться какие из элементов антенны нужны для настройки в резонанс, а какие (после этого) для обеспечения условий согласования. Если этого сделать не удаётся, то скорее всего кто-то описал конструкцию созданную опытным путем и не факт, что она будет работать в ваших условиях. Старайтесь избегать дополнительных элементов в антенне (отличных от полотна и противовесов) Самый хороший вариант когда полотном антенны является 1/4, 1/2 или 5/8 длины волны с такими же противовесами. Достаточно трудно расположить вертикально 41 метр проволоки (или трубы!), поэтому приходится идти на изгиб (наклон) вибратора, что в принципе нежелательно, но в значительно меньшей степени снижает эффективность излучения чем, например, укорочение. Не следует забывать и о таком понятии как эффективная высота антенны. Чем дальше от земли верхняя часть антенны (читай чем длиннее штырь) тем больше эта самая эффективная высота антенны. Зависимость напряженности поля в точке приёма прямо пропорционально этой величине. Есть еще один аргумент за большую чем четверть волны длину штыря - формула ЭДС наводимая в проводнике определяет прямо пропорциональное увеличение напряжения на разъёме антенны от длины. Поэтому самая хорошая штыревая антенна - это 5/8 волны. Но 5/8 для 160 это 100 метров. Даже у самых состоятельных радиолюбителей не часто встречается возможность создать на такой высоте точку опоры (или подвеса). Даже 1/4 волны на этом диапазоне 41 метр. Но, тем не менее существует способ найти компромисс для реальной высоты подвеса конкретного пользователя. Примерно половина модификаций и клонов вертикальных антенн на 160 метров соответствует принципам на которых работает эта антенна. Прелесть идеи в том, что пользователь, зная высоту на которую он может поднять верхний конец штыря, выбирает схему и размер элементов. Конечно же высота ограничена: не короче 2,13 метра для мобайл использования и не более 18,29 метра для базы. Называется это Minooka Special (Минука спец) и выглядит вот так. В таблице ниже приведены 6 вариантов исполнения Minooka перекрывающие реально возможные размеры (высоту подвеса). В этой таблице величины X и Y определены однозначно, а Z максимально возможная в условиях повторяющего конструкцию, то есть Z = высота точки подвеса минус X и минус Y. Как гласит надпись под рисунком антенны L2 содержит от 1 до 20 витков, а L3 от 1 до 5 витков проводом диаметром 1 мм при диаметре самой катушки 38 мм. В источнике (QST, Barry a. Boothe, W9UCW) не указано количество витков L1, но я думаю что там должно быть около 20 витков намотки аналогичной L2 и L3 - намотка с шагом 3 мм. В первоисточнике же, (прикиньте, 1976 год!) американцы уже рекомендовали использовать сантехнические пластиковые трубы! А я их обнаружил только в 2003-м:-(На самом дела L1 стопроцентно придётся угадывать этой катушкой вы будете настраивать свой штырь в резонанс на любимой частоте: получить полосу в 2 мегагерца не выйдет:-(Найдя резонанс можно перейти к согласованию. В отличие от источника, для настройки я предложу использовать автотрансформатор - одну индуктивность с указанными параметрами намотки но только 20 витков с отводами. Выбрав отвод при котором КСВ минимальный процесс настройки можно считать законченным. Как предполагается настраивать оригинал я расскажу ниже, а пока таблица

Вариант №	1	2	3	4	5	6
X (в метрах)	1,52	2,43	1,22	1,22	5,79	0,99
Y (в метрах)	0,61	0,38	1,07	1,22	0,28	0,91
Z (в метрах)	Максимально возможная
Диаметр провода (мм)	0,81	0,91	1,02	1,29	0,91	0,64

Настроив с помощью L1 ваш отрезок в резонанс на нужной частоте, можно переходить к настройке согласования с фидером. Для этого из схемы изымается катушка L3 и изменяя катушку L2 добиваются минимально возможного в такой конфигурации значения КСВ. Затем, вернув в схему L3 добиваются SWR равного единице. Вполне вероятно, что после этого придётся подстраивать L1. Для мобильного использования (при минимальной длине) (настройка КСВ) хороший КСВ можно получить без катушки L3.
Не следует забывать, что для того, чтобы антенна работала эффективно, в основании должны быть от 2 до 40 (по рекомендации автора:-) радиалов как раз 18,3 метра.
Ну что? Не устали от множества переменных? Зато работать будет в точном соответствии с наукой:-) Я, будучи прагматиком, предпочитаю очевидные варианты и поэтому использую четвертьволновой штырь с радиалами без единой катушки или конденсатора согласования. Можете посмотреть как это сделано у меня Однако у того же автора Minooka Spec есть безподстроечные варианты, которые будут работать если выдержаны размеры. Ну, если вы солгласны с тем, что емкостная нагрузка не есть элемент настройки:-)

Три трансивера на 1 антенну

Все мы в той или иной степени путешественники. Правда часть из нас путешественники фанатичные. Особенно это можно сказать про радиолюбителей. Все знают программу URFF, программу UIA знают многие, но не все. Еще меньше народа знает про программу, например, маяков. Но если летом предложить какому-нибудь домоседу поехать в радиоэкспедицию на остров и быть востребованным больше чем обычно (почти пайлап:-), то думаю он согласится. Я сам очень люблю природу, а когда можно соединить в одно время отдых на природе и за трансивером - я просто счастлив. При этом забываешь сколько потрачено сил на перетаскивание тяжестей, ), денег на бензин и нервов на борьбу с пограничниками... (Дело в том, что все наши острова - на Днепре, на границе. И на реке командуют пограничники).

EN5R-WW 2

Activity 6-9 May: Memorial WW II in Nedanchichi - Memorial fallen warrior and local inhabitant to villages Nedanchichi where September 26-27 1943 ;speeded up Dnepr 16 gv. cavalry division and 77 gv. shooting division. Helped 104 separate pontoon-bridge battalion at support 1282 -go separate zenithal-artillery shelf and 1802 ZAP. WW-locator KO51HM
Мемориал павшим воинам и местным жителям деревни Неданчичи где 26-27 сентября 1943 года форсировали Днепр 16 гв. кавалерийская дивизия и 77 гв. стрелковая дивизия. Помогал 104 отдельный понтонно-мостовой батальон при поддержке 1282 -го отдельного зенитно-артиллерийского полка и 1802 ЗАП. WW-locator KO51HM