Spiral antenalar: növləri və fotoşəkilləri

2024 Müəllif: Leah Sherlock | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:27

Spiral antenna səyahət dalğası antenaları sinfinə aiddir. Onun əsas əməliyyat diapazonu desimetr və santimetrdir. Yerüstü antenalar sinfinə aiddir. Onun əsas elementi koaksial xəttə qoşulmuş spiraldir. Spiral, oxu boyunca müxtəlif istiqamətlərdə yayılan iki lob şəklində şüalanma nümunəsi yaradır.

Spiral antenalar silindrik, düz və konikdir. Tələb olunan əməliyyat diapazonunun eni 50% və ya daha azdırsa, antenada silindrik bir sarmal istifadə olunur. Konusvari sarmal silindriklə müqayisədə qəbul diapazonunu iki dəfə artırır. Düz olanlar isə artıq iyirmi qat üstünlük verir. VHF tezlik diapazonunda qəbul üçün ən populyar olan dairəvi qütbləşmə və yüksək çıxış siqnalı qazancı olan silindrik radio antenna idi.

Antena cihazı

Antenanın əsas hissəsi qıvrılmış keçiricidir. Burada, bir qayda olaraq, mis, pirinç və ya polad tel istifadə olunur. Bir qidalandırıcı ona qoşulur. O, spiraldan şəbəkəyə (qəbuledici) və əksinə (vericiyə) siqnal ötürmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Qidalandırıcılar açıq və qapalı tipdir. Açıq tipli qidalandırıcılardırqorunmayan dalğa ötürücüləri. Qapalı tip, elektromaqnit sahəsini xarici təsirlərdən qoruyan müdaxiləyə qarşı xüsusi bir qalxana malikdir. Siqnalın tezliyindən asılı olaraq qidalandırıcıların aşağıdakı dizaynı müəyyən edilir:

- 3 MHz-ə qədər: qorunan və qorunmayan simli şəbəkələr;

- 3 MHz - 3 GHz: koaksial naqillər;

- 3GHz - 300GHz: metal və dielektrik dalğa ötürücüləri;

- 300 GHz-dən çox: kvazi-optik xətlər.

Antenanın digər elementi reflektor idi. Onun məqsədi siqnalı spiral üzərində cəmləşdirməkdir. Əsasən alüminiumdan hazırlanır. Antenanın əsasını köpük və ya plastik kimi aşağı dielektrik sabitliyə malik çərçivə təşkil edir.

Antenanın əsas ölçülərinin hesablanması

Spiral antenanın hesablanması spiralın əsas ölçülərinin müəyyən edilməsi ilə başlayır. Onlar:

- döngələrin sayı n;

- dönüş bucağı a;

- spiral diametri D;

- S spiralının hündürlüyü;

- reflektor diametri 2D.

Bir spiral antenna dizayn edərkən başa düşmək lazım olan ilk şey onun dalğanın rezonatoru (gücləndiricisi) olmasıdır. Onun xüsusiyyəti yüksək giriş empedansı idi.

Onda həyəcanlanan dalğaların növü gücləndirmə dövrəsinin həndəsi ölçülərindən asılıdır. Spiralın qonşu növbələri radiasiyanın təbiətinə çox güclü təsir göstərir. Optimal nisbətlər:

D=λ/π, burada λ dalğa uzunluğudur, π=3, 14

S=0, 25 λ

a=12˚

Çünkiλ dəyişən və tezlikdən asılı olan bir dəyərdir, onda düsturlarla hesablanmış bu göstəricinin orta dəyərləri hesablamalarda alınır:

λ min=c/f maks; λ maks=c/f dəq, burada c=3×108 m/san. (işıq sürəti) və f max, f min - siqnal tezliyinin maksimum və minimum parametri.

λ cf=1/2(λ min+ λ maks)

n=L/S, burada L antenanın ümumi uzunluğudur, formula ilə müəyyən edilir:

L=(61˚/Ω)2 λ cf, burada Ω antenanın qütbləşmədən asılı istiqamətidir (istinad kitablarından götürülmüşdür).

İş diapazonuna görə təsnifat

Əsas tezlik diapazonuna görə ötürücülər bunlardır:

1. Dar zolaqlı. Şüa eni və giriş empedansı yüksək tezlikdən asılıdır. Bu, antenanın nisbi bant genişliyinin təqribən 10%-i olan dar dalğa uzunluğu spektrində yenidən tənzimlənmədən işləyə biləcəyini göstərir.

2. Geniş diapazon. Belə antenalar geniş tezlik spektrində işləyə bilər. Lakin onların əsas parametrləri (SOI, radiasiya nümunəsi və s.) yenə də dalğa uzunluğunun dəyişməsindən asılıdır, lakin dar zolaqlılar qədər deyil.

3. Tezlik müstəqil. Hesab edilir ki, burada tezlik dəyişdikdə əsas parametrlər dəyişmir. Bu antenaların aktiv bölgəsi var. Dalğa uzunluğunun dəyişməsindən asılı olaraq həndəsi ölçülərini dəyişmədən antenna boyunca hərəkət etmək qabiliyyətinə malikdir.

Ən çox yayılmış ikinci və üçüncü növ spiral antenalardır. Birinci növ nə zaman istifadə olunurmüəyyən tezlikdə siqnalın artan "aydınlığı" tələb olunur.

Öz istehsalı antenna

Sənaye geniş çeşiddə antenalar təklif edir. Müxtəlif qiymətlər bir neçə yüzdən bir neçə min rubla qədər dəyişə bilər. Televiziya, peyk qəbulu, telefoniya üçün antenalar var. Ancaq öz əlinizlə bir spiral anten edə bilərsiniz. O qədər də çətin deyil. Spiral Wi-Fi antenaları xüsusilə məşhurdur.

Bəzi böyük evdə marşrutlaşdırıcıdan gələn siqnalı gücləndirmək lazım olduqda onlar xüsusilə aktualdır. Bunun üçün 2-3 mm 2 kəsiyi və 120 sm uzunluğunda bir mis məftil lazımdır.45 mm diametrli 6 növbə etmək lazımdır. Bunu etmək üçün uyğun ölçülü bir boru istifadə edə bilərsiniz. Bir kürək sapı yaxşı uyğun gəlir (təxminən eyni diametrə malikdir). Biz teli sarırıq və altı növbə ilə bir spiral alırıq. Qalan ucunu elə əyirik ki, tam olaraq spiral oxundan keçsin, onu “təkrar” edir. Vida hissəsini elə uzanırıq ki, növbələr arasındakı məsafə 28-30 mm daxilində olsun. Sonra reflektorun istehsalına davam edirik.

Bunun üçün 15 × 15 sm ölçüdə və 1,5 mm qalınlığında bir alüminium parçası uyğun gəlir. Bu boşluqdan lazımsız kənarları kəsərək 120 mm diametrli bir dairə düzəldirik. Dairənin mərkəzində 2 mm-lik bir deşik qazın. Spiralın ucunu içərisinə daxil edirik və hər iki hissəni bir-birinə lehimləyirik. Antena hazırdır. İndi marşrutlaşdırıcının antenna modulundan radiasiya telini çıxarmaq lazımdır. Və telin ucunu lehimləyinantenanın ucu reflektordan çıxır.

433 MHz antenna xüsusiyyətləri

İlk növbədə onu qeyd etmək lazımdır ki, 433 MHz tezliyə malik radiodalğalar yayılma zamanı yer və müxtəlif maneələr tərəfindən yaxşı mənimsənilir. Onun təkrar ötürülməsi üçün aşağı güc ötürücüləri istifadə olunur. Bir qayda olaraq, müxtəlif təhlükəsizlik cihazları bu tezlikdən istifadə edir. Efirə müdaxilə etməmək üçün Rusiyada xüsusi olaraq istifadə olunur. 433 MHz spiral antenna daha yüksək çıxış qazancı tələb edir.

Bu cür ötürücü avadanlıqdan istifadənin başqa bir xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, bu diapazondakı dalğalar səthdən birbaşa və əks olunan dalğaların fazalarını əlavə etmək qabiliyyətinə malikdir. Bu ya siqnal gücünü artıra, ya da zəiflədə bilər. Yuxarıdakılardan belə nəticəyə gələ bilərik ki, "ən yaxşı" qəbulun seçimi antenanın mövqeyinin fərdi parametrlərindən asılıdır.

Evdə hazırlanmış 433 MHz antenna

Öz əlinizlə 433 MHz spiral antena düzəltmək asandır. O, çox kompaktdır. Bunu etmək üçün kiçik bir mis, pirinç və ya polad tel lazımdır. Yalnız teldən də istifadə edə bilərsiniz. Telin diametri 1 mm olmalıdır. 5 mm diametrli bir mandreldə 17 döngə külək edirik. Sarmağını elə uzadırıq ki, onun uzunluğu 30 mm olsun. Bu ölçülərlə antenanı siqnal qəbulu üçün sınaqdan keçiririk. Döngələr arasındakı məsafəni dəyişdirərək, spiralın uzanması və sıxılması ilə daha yaxşı siqnal keyfiyyətinə nail oluruq. Ancaq belə bir antenanın müxtəlif obyektlərə çox həssas olduğunu bilməlisiniz,ona yaxınlaşdırdı.

UHF qəbuledici antenna

UHF spiral antenalar televiziya siqnalını qəbul etmək üçün lazımdır. Dizaynlarına görə onlar iki hissədən ibarətdir: reflektor və spiral.

Spiral üçün misdən istifadə etmək daha yaxşıdır - daha az müqavimətə malikdir və buna görə də daha az siqnal itkisi var. Onun hesablanması üçün düsturlar:

- spiralın ümumi uzunluğu L=30000/f, burada f- siqnal tezliyi (MHz);

- spiral addım S=0,24 L;

- bobin diametri D=0, 31/L;

- spiral telin diametri d ≈ 0.01L;

- reflektorun diametri 0,8 nS, burada n- döngələrin sayı;

- ekrana qədər olan məsafə H=0, 2 L.

Qazanc:

K=10×lg(15(1/L)2nS/L)

Reflektor kuboku alüminiumdan hazırlanıb.

Digər növ ötürücü avadanlığı

Konusvari və düz spiralvari antenalar daha az yayılmışdır. Bu, onların istehsalının çətinliyi ilə bağlıdır, baxmayaraq ki, onlar siqnal ötürülməsi və qəbulu baxımından ən yaxşı xüsusiyyətlərə malikdirlər. Belə ötürücülərin şüalanması bütün növbələrlə deyil, yalnız uzunluğu dalğa uzunluğuna yaxın olanlar tərəfindən əmələ gəlir.

Düz bir antenada spiral xətt spiralə bükülmüş iki telli xətt şəklində hazırlanır. Bu halda, bitişik növbələr səyahət dalğa rejimində fazada həyəcanlanır. Bu, geniş tezlik diapazonu yaratmağa imkan verən antenanın oxuna doğru dairəvi qütbləşmə ilə radiasiya sahəsinin yaranmasına səbəb olur. Sözdə spiral ilə düz antenalar varArximed. Bu mürəkkəb forma ötürmə tezliyi diapazonunu 0,8 ilə 21 GHz arasında əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verir.

Spiral və yüksək istiqamətli antenaların müqayisəsi

Spiral ilə istiqamətli antena arasındakı əsas fərq onun daha kiçik olmasıdır. Bu, onu daha yüngül edir, bu da daha az fiziki səylə quraşdırmaya imkan verir. Onun dezavantajı qəbul və ötürmə tezliklərinin daha dar diapazonudur. O, həmçinin daha dar radiasiya modelinə malikdir, bu, qənaətbəxş qəbul üçün kosmosda ən yaxşı mövqe üçün "axtarış" tələb edir. Onun şübhəsiz üstünlüyü dizaynın sadəliyidir. Böyük bir artı, rulonun hündürlüyünü və spiralın ümumi uzunluğunu dəyişdirərək antenanı tənzimləmək qabiliyyətidir.

Qısa Antena

Antenada daha yaxşı rezonans əldə etmək üçün spiral hissənin "uzadılmış" uzunluğunun dalğa uzunluğu dəyərinə mümkün qədər yaxın olması lazımdır. Lakin o, ¼ dalğa uzunluğundan (λ) az olmamalıdır. Beləliklə, λ 11 m-ə qədər çata bilər. Bu HF diapazonu üçün doğrudur. Bu halda, antenna çox uzun olacaq, bu qəbuledilməzdir. Dirijorun uzunluğunu artırmaq üçün bir yol, qəbuledicinin bazasında bir uzatma bobini quraşdırmaqdır. Başqa bir seçim, tuner yolunu dövrəyə qidalandırmaqdır. Onun vəzifəsi radio stansiyalarının ötürücüsünün çıxış siqnalını bütün iş tezliklərində antenna ilə uyğunlaşdırmaqdır. Sadə dildə danışsaq, tüner qəbuledicidən gələn siqnal üçün gücləndirici rolunu oynayır. Bu sxem radio dalğasını qəbul edən elementin ölçüsünün çox vacib olduğu avtomobil antenalarında istifadə olunur.

Nəticə

Spiral antenalar elektron rabitənin bir çox sahələrində çox məşhur olmuşdur. Onların sayəsində mobil rabitə həyata keçirilir. Onlar həmçinin televiziyada və hətta dərin kosmik radio rabitəsində istifadə olunur. Antenanın ölçüsünü az altmaq üçün perspektivli inkişaflardan biri, adi reflektorla müqayisədə qəbuledici dalğa uzunluğunun uzunluğunu artırmağa imkan verən konus reflektorunun istifadəsi idi. Bununla birlikdə, əməliyyat tezliyinin spektrinin azalması ilə ifadə edilən bir çatışmazlıq da var. Həmçinin maraqlı bir nümunə, izotrop istiqamətli diafraqmanın formalaşması səbəbindən geniş tezlik spektrində işləməyə imkan verən "ikitərəfli" konusvari spiral antennadır. Bunun səbəbi iki naqilli kabel şəklində olan elektrik xəttinin empedansda hamar bir dəyişiklik təmin etməsidir.