A frequenze superiori a 300 MHz e superiori, sono ampiamente utilizzate antenne a onde viaggianti elicoidali cilindriche. Una delle versioni dell'antenna elicoidale è mostrata in Fig. 1. È una spirale con un diametro D e passo tortuoso S e un riflettore metallico realizzato sotto forma di un disco o di un quadrato con una dimensione di ≈ 2D.

A seconda dei parametri geometrici (lunghezza elettrica del perimetro della bobina Con e la lunghezza del passo dell'elica elettrica S) antenna a spirale, in essa possono essere eccitati vari tipi di onde (modalità). La relazione di fase tra le spire adiacenti della spirale ha il maggiore impatto sulla natura della radiazione dell'antenna.

A noi interessa l'onda T1 (Fig. 2), che è caratterizzata da una differenza di 360 gradi nella fase delle correnti su spire adiacenti.

L'onda T1 si forma quando la lunghezza elettrica del perimetro della bobina è vicina alla lunghezza d'onda λ , mentre l'antenna a spirale funziona in modalità di radiazione assiale (la massima radiazione coincide con l'asse della spirale).

Dimensioni ottimali di un'antenna elicoidale:

• Diametro della bobina D=λ/π
• Passo a spirale S=0,25λ
• Angolo di spirale α=12°

Impedenza di ingresso dell'antenna, soggetta a 12°≤α≤15°, 0,75λ<с<1,33 λ e numero di giri n>3 equivale:

AR ≈140 s/λ(ohm)

Larghezza del lobo principale del diagramma di radiazione a metà potenza:

θ0,5 =52· λ/s· √nS/λ (gradi)

La Figura 3 mostra il risultato del calcolo del diagramma di radiazione di un'antenna elicoidale nei piani verticale e orizzontale utilizzando il programma MMANA.

Fig.3 Schema di radiazione di un'antenna elicoidale.

Le antenne elicoidali cilindriche che operano in modalità onda T1 sono polarizzate circolarmente. Quando si riceve un segnale con un'antenna con polarizzazione lineare (verticale o orizzontale), il segnale verrà attenuato di 3 dB (due volte). Per evitare ciò, è possibile utilizzare un sistema di due antenne elicoidali con senso opposto di avvolgimento dell'elica e alimentate in fase, poste ad una distanza di 0,5 λ o 1,5 λ (Fig. 4).

L'impedenza di ingresso di un tale sistema di antenna sarà pari a 67,6 ohm, che è in buon accordo con l'impedenza caratteristica di un cavo coassiale (SWR 1,1 e 1,35 per cavi da 75 e 50 ohm, rispettivamente). Impedenza caratteristica di una linea a filo singolo (Fig. 5) della sezione ab deve corrispondere all'impedenza di ingresso dell'antenna elicoidale (≈140 ohm). Per fare ciò, è necessario mantenere il rapporto e/d pari a ≈2,75.

Per abbinare una singola antenna o un sistema di antenne composto da tre o più antenne, in questo caso è possibile utilizzare un trasformatore di adattamento esponenziale, progettato sotto forma di una strip line (Fig. 6). Per una linea esponenziale, l'impedenza dell'onda varia lungo la sua lunghezza secondo la legge:

Z0(x)=Z01ebx , Dove

Z01- impedenza caratteristica della linea in ingresso

Z0(x)- impedenza caratteristica della linea in un tratto situato a distanza X dal suo inizio

B- parametro che mostra la velocità di variazione dell'impedenza di linea

A seconda dell'SWR e del rapporto noto Z02 /Z01 delle impedenze d'onda alla fine e all'inizio della linea, la sua lunghezza minima viene calcolata utilizzando la formula:

, Dove ;

La Figura 7 mostra un trasformatore di adattamento esponenziale progettato per abbinare resistenze di 140 ohm e 50 ohm ad una frequenza di 2450 MHz con un SWR di 1,2. Distanza e pari a 7 mm, dielettrico - aria (ε=1), spessore materiale D 1 millimetro.

A causa dell'elevato guadagno e della stabilità dei parametri elettrici, a causa della bassa sensibilità ai fattori esterni e alle deviazioni nella geometria, le antenne elicoidali cilindriche possono essere ampiamente utilizzate nei sistemi di comunicazione e sicurezza per le comunicazioni a lunga distanza.

Letteratura

Sazonov D.M. Antenne e dispositivi a microonde.

Benkovsky Z., Lipinsky E. Antenne HF e VHF amatoriali.

Uronov L.G.

TechnoSphere LLC, 2011

Un'antenna semplicissima e super veloce da realizzare da un cavo coassiale per la ricezione dei canali televisivi digitali può essere realizzata con le tue mani in circa 5 minuti. Per questo non avrai bisogno assolutamente di nulla tranne del cavo stesso. E questo è il vantaggio principale di questa antenna.
Non puoi vivere senza TV adesso.

Questo design ti aiuterà sicuramente, ad esempio, quando ti sei appena trasferito a casa e devi ancora installare un cavo o un'antenna fissa. Naturalmente, questo non è l'unico esempio in cui questa semplice antenna a telaio può essere d'aiuto.
Adesso nei commenti qualcuno scriverà sicuramente che esistono antenne ancora più semplici, come quella a frusta. Per realizzarlo basterà semplicemente togliere due isolamenti dal cavo e tutto funzionerà. Naturalmente sono d'accordo con questo, ma l'antenna ad anello che realizzerò dal cavo coassiale avrà un guadagno molto maggiore, grazie alla sua direttività e al circuito chiuso risonante.

Realizzare un'antenna dal cavo coassiale

Ecco come si presenta la versione realizzata con cavo nero.

Ora iniziamo a mettere in ordine l'antenna. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è meno di mezzo metro di cavo coassiale di qualsiasi colore. Ho preso quello bianco.

Ci ritiriamo di 5 cm dal bordo del cavo e rimuoviamo l'isolamento superiore.

Successivamente, rimuovere l'isolamento dal nucleo centrale.

Ora ruotiamo tutto insieme in modo ordinato e stretto.

Quindi, dal bordo con l'isolamento rimosso, ci ritiriamo di 22 cm e tagliamo un pezzo di 2 cm dell'isolamento superiore e del filo schermato dal tubo, senza toccare l'isolamento del nucleo centrale.

Ora misuriamo altri 22 cm dall'estremità del taglio e realizziamo un taglio largo 1 cm solo rimuovendo l'isolamento superiore. Non tocchiamo la schermatura del cavo.

Successivamente, prendi l'estremità del cavo da cui siamo partiti. E lo avvolgiamo molto strettamente nell'ultimo taglio, formando un cerchio dell'antenna.

A questo punto la nostra antenna è pronta per l'uso. Naturalmente questo non è necessario, ma se appendi l'antenna all'esterno, è meglio isolare tutte le aree esposte del cavo con del nastro isolante. Puoi anche aggiungere una cornice rigida, ma questo è facoltativo.

Posizione dell'antenna

Dirigiamo l'antenna verso un ripetitore o una torre televisiva. La direzione può essere selezionata anche sperimentalmente ruotando l'antenna.
L'opzione migliore sarebbe posizionarla fuori dalla finestra, poiché i muri della casa attutiscono notevolmente il segnale ad alta frequenza.

Il test ha mostrato ottimi risultati

Se ancora non capisci come realizzare un'antenna da un cavo, assicurati di guardare il video qui sotto o di porre domande nei commenti.

Ho deciso di evidenziare questo commento, che fornirò di seguito nel testo, come articolo separato. Il suo autore ha inventato un'antenna a spirale che, nelle peggiori condizioni di ricezione, assicurava il funzionamento di due televisori contemporaneamente, senza amplificatori o splitter. Ha chiamato il suo progetto BISPIRAL, anche se questo nome è già combinato con la doppia elica e le due antenne elicoidali, che vengono presentate in diverse versioni e per diversi scopi funzionali. Tuttavia, dall'esempio sopra, capirai che si tratta di qualcos'altro a cui è ancora necessario trovare un nome.

BISPIRALE
Il venditore ha scoraggiato le persone dall'acquistare un ricevitore DVB-T2: "Se lo riporti indietro, non verrà preso con noi!" Ci sono 35 km tra la sorgente e la mia città. La distanza non è minacciosa, ma tre linee elettriche, la 500 e la 750, sono fonte di interferenze. Inoltre, il segnale diretto è bloccato da una collina con fitti edifici di 16 piani.Canali di frequenza 31° (551 MHz) e 51° (714 MHz).
La prima ad essere prodotta e testata è stata un'antenna a due anelli. Ha aiutato a trovare l'unica opzione per la direzione della ricezione, ha mostrato "scorci" di un segnale televisivo riflesso ad angolo acuto da un edificio di nove piani situato in mezzo chilometro.

Ho realizzato un'antenna elicoidale a 7 giri progettata per il canale 31. Il telaio si basa su 4 pezzi di tubo dell'acqua in polipropilene (piccola tangente!), per una spirale quadrata - un filo di rame a filamento singolo con una sezione trasversale di 4 metri quadrati. mm in isolamento in vinile, cavo da cinque metri. Il risultato è stato abbastanza soddisfacente, la ricezione affidabile di entrambi i pacchetti. Ho provato a realizzare un'antenna simile in base alle dimensioni del canale 51 (714 MHz), il risultato è che non “cattura” il canale 31. Da ciò ho concluso: il calcolo di un'antenna elicoidale dovrebbe essere eseguito su un canale a bassa frequenza. Conclusione numero due: la banda larga di un'antenna elicoidale è determinata dalla sua struttura (come sostiene Karl Rothhammel) e non dal diametro del filo avvolto.
Tutto andava benissimo fino al momento in cui mia moglie ha chiesto di avere anche la TV in cucina. La notevole distanza (più 13 metri) di trasmissione del segnale ad alta frequenza è un problema. L'uso di un granchio e l'accensione dei ricevitori nel "treno" non hanno portato a risultati. Ho testato tre modelli di amplificatori SWA, con il migliore l'intensità del segnale è aumentata da 70 a 90, ma nella gamma lontana non c'era alcuna qualità! Separatamente, i ricevitori con questa antenna fornivano una ricezione affidabile di entrambi i pacchetti.

Costruire una seconda antenna significa ingombrare il balcone...
La decisione è arrivata. Cosa succede se sistemiamo una seconda spirale sullo stesso telaio, posizionando le spire tra le spire della prima? Detto fatto, la revisione è stata completata in 1,5 ore. Il risultato è meraviglioso! Per la seconda spirale ho utilizzato del filo con avvolgimento schermato argentato. L'intensità e la qualità dei segnali nel ricevitore lontano (!) sono aumentate di 15 punti. L'influenza reciproca dei ricevitori con tale antenna non è stata notata.
È noto che quando si sommano i segnali provenienti da due eliche, l'intensità del segnale raddoppia. Non ho provato a collegare le spirali, ma sarebbe interessante. È anche interessante provare quattro spirali su un telaio comune...
Spero che queste informazioni siano utili ai curiosi e ai pratici!

PS Se ci fosse un pulsante "inserisci immagine", allegherei una foto.

Bene, ora... la mia uscita.

È difficile non essere d’accordo sul fatto che queste informazioni siano molto necessarie. Possiamo solo rammaricarci che la risorsa di questo blog non fornisca commenti di accompagnamento con fotografie. E questo commento in sé non è apparso subito, ma l'ho trovato per caso a margine del blog e l'ho inserito nel posto giusto solo due settimane dopo.

Immediatamente nel corso del commento mi limiterò a chiarire che aggiungendo due spirali, come altre antenne con proprietà direzionali, il loro guadagno totale aumenta solo di 3 dB, se il guadagno di queste antenne viene misurato da un vibratore a semionda ( almeno così dice l'autore del libro in due volumi " Antenne" di Karl Rothhammel e "Manuale del progettista radioamatore" sotto la direzione generale di R. M. Malinin).

L'esperienza dell'autore del commento allegato dimostra praticamente che quanto peggiori sono le condizioni per la propagazione delle onde radio, tanto maggiore è il vantaggio della polarizzazione circolare che hanno le antenne elicoidali, e anche tenendo conto delle perdite di 3 dB nel caso di ricezione di un segnale segnale proveniente da un trasmettitore televisivo con polarizzazione orizzontale.

Ora dobbiamo trovare un nome per questa antenna fatta in casa che l'autore ha testato. Per non confondermi nella terminologia delle antenne elicoidali, ho deciso di interessarmi ai nomi già conosciuti, e così è risultato

Noterò anche che dell'intera varietà di antenne, solo quelle a spirale sono in testa al numero di forme geometriche e nomi corrispondenti, e per quanto riguarda due o più spirali, le opzioni dei nomi aumentano proporzionalmente.

Antenna elicoidale con polarizzazione orizzontale.

Si tratta di due spirali, con passo di avvolgimento opposto, disposte parallelamente tra loro su un piano orizzontale, con un riflettore comune, con una distanza consigliata tra gli assi pari a 1,5 lunghezze d'onda. Se le spirali si trovano su un piano orizzontale, allora hanno polarizzazione orizzontale, se sullo stesso piano una sopra l'altra, allora la polarizzazione è verticale. Due spirali di sei giri ciascuna danno un guadagno di 14 dB, rispetto a un vibratore a semionda (vi ricordo che 6 giri, secondo la tabella della stessa pubblicazione, equivalgono a 11 dB). Rispetto ad una singola elica con impedenza caratteristica di 120 ohm, le doppie eliche hanno un vantaggio, poiché la loro resistenza totale è di 60 ohm, e sono più facili da abbinare ad un cavo coassiale da 50 o 75 ohm. Con lo stesso tipo di disposizione delle spirali la polarizzazione risulterà circolare.

Meno comunemente usato è il design di un'antenna elicoidale con polarizzazione orizzontale, dove due eliche con diverse direzioni di avvolgimento sono collegate lungo lo stesso asse.

Antenna a doppia elica.

Nello stesso libro in due volumi (tipi speciali di antenne per le bande VHF e UHF, capitolo 26.8.) c'è un altro termine “ antenna a doppia elica“, infatti, questa antenna è paragonabile nelle proprietà a un'asta a quarto d'onda, dove quest'ultima è realizzata sotto forma di spirale, e la funzione di contrappeso è svolta da una spirale di diametro maggiore.

Questo tipo di antenna è particolarmente adatta per la ricezione a lunga distanza dei segnali televisivi digitali terrestri. La semplicità del prodotto è accattivante; ci sono solo due parti principali: un riflettore ricavato da una pala da neve e una spirale ricavata da una bobina di filo elettrico. Non un solo giunto saldato, tutto è avvitato e attorcigliato. Non ci sono elementi di corrispondenza complessi. Tuttavia, il guadagno del progetto raggiunge più di 10 dB, il che ne consente l'utilizzo in alcuni casi senza amplificatore. È stato con questa antenna senza amplificatore che ho ricevuto il segnale televisivo digitale fuori città.

Vorrei ricordarti che per un canale di trasmissione digitale è adatta qualsiasi antenna decimale, la differenza sarà solo nel raggio di ricezione. Ma non tutte le antenne forniranno il massimo guadagno e l'adattamento esattamente alla frequenza desiderata. Non importa quanto complessa sia un'antenna, presenta cali e picchi di guadagno in tutta la sua gamma di frequenze ricevute.

Erano le antenne a spirale che monitoravano il volo del primo cosmonauta Yuri Gagarin. Quando i primi rover lunari sovietici, orientando le spirali, solcarono la superficie della Luna, sognavo di realizzare la stessa antenna spaziale.

Foto 2.

Non c'è niente di peggio di un lavoro incompiuto. Come base, scelgo la più semplice di tutti i tipi di antenne elicoidali. È a principio singolo, a spirale, cilindrico (a volte conico), regolare, cioè con passo di avvolgimento costante o con la stessa distanza tra le spire. Pertanto, il nome dell'antenna parla già del suo design. Questo è esattamente il design proposto per la prima volta da Kraus J.D.

"Antenna a fascio elicoidale". – “Elettronica”, 1947. V20, N4. R.109.

Raccomando il miglior libro di consultazione per radioamatori "Antenne", edizione 11, volume 2. Autore Karl Rothhammel. Il libro contiene molto materiale pratico per quasi tutti i tipi di antenne. Caratteristiche, parametri, calcoli pratici, raccomandazioni.

Da questa pubblicazione presento le caratteristiche di un'antenna elicoidale.

Riso. 1.

Devi scoprire quale frequenza è la trasmissione digitale nella tua regione e convertire il valore di questa frequenza in metri. Lunghezza d'onda in metri = 300/F (frequenza in MHz).

Per le frequenze di trasmissione di Mosca di due pacchetti digitali ho scelto la frequenza media di 522 MHz, che corrisponde ad una lunghezza d'onda lambda di 57 cm. In questo caso il diametro della spira è D = 17,7 cm, la distanza tra le spire è 13,7 cm, la distanza dallo schermo alla curva è di 7,4 cm e la larghezza dello schermo dovrebbe essere di 35 cm.

Come schermo (riflettore) avevo bisogno di una pala da neve sbagliata, realizzata in bellissimo acciaio inossidabile lucido, che si piegava costantemente sotto il peso della neve. La pratica dimostra che il riflettore non deve essere rotondo e non ha senso far girare il lato di un quadrato più di due diametri della spirale. Ho realizzato la spirale da un filo di alimentazione di rete con un diametro di circa 2 mm. utilizzando uno dei suoi nuclei, senza rimuoverne l'isolamento, poiché è trasparente alle onde radio e il filo di rame non si ossida sotto l'influenza dell'ambiente esterno. In pratica lo spessore del filo si è rivelato quasi 5 volte inferiore a quello teorico, motivo per cui la portata dell'antenna si è rivelata ristretta. Nella gamma UHF l'antenna riceverà bene solo poche stazioni televisive analogiche, tuttavia due pacchetti digitali vicini in frequenza si adatteranno bene alla sua banda di amplificazione. Avrai anche bisogno di un cavo coassiale da 75 Ohm con un connettore. Non consiglio di lasciarsi trasportare troppo dalla lunghezza del cavo, soprattutto se l'antenna non è dotata di amplificatore, poiché in ogni metro si perde da 0,5 a 1 dB di guadagno e un cavo lungo richiederà un dispositivo adatto. Nel mio progetto ho utilizzato 3 metri di cavo.

Riso. 2.

Tutto quello che devi fare è avvolgere la spirale, collegare il cavo al conduttore a spirale e attaccare il tutto alla lama della pala. Ma non avevo un cilindro dielettrico del diametro richiesto per fissare il filo a spirale, e quindi ho utilizzato delle doghe e un foglio di compensato secco come cornice, trasferendo su di essa le dimensioni dell'antenna dallo schizzo. Sarebbe più bello se al posto delle doghe e del compensato venissero utilizzati i manici della pala, ma ho assemblato solo il layout ed è stato conveniente per me fare tutto su compensato. Quando il guscio cominciò ad essere avvolto dal filo, il prodotto fatto in casa sembrava il corpo di un aereo. Dall'esterno sembrava meno innocuo se avessi iniziato a piegare le bobine del tubo di rame, come volevo prima. Come ho già detto, è conveniente nascondere un'antenna del genere sotto il colmo di una casa con un tetto in morbido tetto, andulina o ardesia, trasparente alle onde radio.

Foto 3. Test del layout dell'antenna.

Per testare l'antenna ho utilizzato la mansarda, dove ho utilizzato una scala per sollevare il prodotto fatto in casa più vicino al soffitto. Anche Test Place lavorava in questo posto. Regione di Vladimir, 90 km a est di Ostankino. Ora un'antenna a spirale funziona qui senza amplificatore. Lei "vede" il centro televisivo attraverso: assi, glassine, 10 cm di lana di basalto, pannelli di rivestimento, compensato OSB, moquette sottostrato, squame morbide per il tetto e un mucchio di chiodi di diverse lunghezze. Resta solo da fissarlo ancora più in alto. sotto il colmo della casa o smontarla, perché è solo disposizione.

Foto 5. Misura e passo dei precedenti i design delle antenne sono quasi identici.

Per migliorare i parametri dell'antenna, non sarebbe male utilizzare un dispositivo di adattamento: un trasformatore che fornisce una transizione dalla resistenza dell'antenna di 180 Ohm a un cavo coassiale con una resistenza di 75 Ohm. Questa è una piastra di rame sottile a forma di triangolo, che si espande verso lo schermo. Ho scelto sperimentalmente la posizione di montaggio della piastra e le sue dimensioni, utilizzando due mollette di plastica. A casa, questo può essere fatto facilmente utilizzando una TV abbassando l'antenna a un livello inferiore, al quale l'immagine risulterà “nevosa”. È necessario spostarsi, ruotando la piastra, e ad orecchio, riducendo il livello di rumore nel canale audio quando si riceve un segnale analogico, vicino in frequenza al pacchetto digitale, determinarne la posizione. Quindi saldarlo.

Nonostante l'assurdità della sua forma, questa antenna ha un vantaggio. Non ha un amplificatore, che spesso si blocca dopo i fulmini. In pratica, durante un temporale, gli amplificatori delle antenne esterne situate a 30 metri da un palo della luce colpito da un fulmine si sono guastati due volte durante un temporale. Per l'antenna posizionata sotto il tetto della casa, a sei metri dal palo di scarica, non si sono registrati casi di guasto dell'amplificatore.

L'alimentazione dell'amplificatore stesso potrebbe non funzionare, poiché di solito è sempre sotto tensione e dispone di risorse limitate.

Un altro vantaggio è che la portata di questa antenna con un amplificatore sarà maggiore, controlla tu stesso quanto durerà.

Aggiunta. Modifica del design dell'antenna.

Quest'anno (2015) ho deciso di migliorare il design fatto in casa di un'antenna elicoidale, utilizzando al posto del filo un tubo di metallo-plastica (metallo-plastica) con un diametro di 16 mm. Le antenne precedentemente assemblate hanno già subito un'operazione simile e si sono notevolmente rianimate. Anche l'antenna a spirale ha subito un miglioramento, ma attenzione, l'aumento del livello del segnale è stato solo del 10% e la qualità del segnale è rimasta allo stesso livello del 100%.

Foto 7. Vecchia antenna.

Foto 8. Modifiche al design.

Da tempo desideravo realizzare un'antenna utilizzando un tubo come materiale. La somiglianza con il chiaro di luna era ancora ostacolata dal costo elevato. Ma il materiale è stato trovato e già testato su semplici antenne. Questo tubo facile da piegare in alluminio di alta qualità, rivestito su tutti i lati in plastica, viene venduto in tutti i mercati delle costruzioni per la posa di tubi dell'acqua.

Foto 10. Nuovo design.

Foto 9. Banca - mandrino.

Economico

calcolo dell'antenna.

Ho dovuto fare questo calcolo complesso quando sono andato al negozio "Tutto per la casa", alla periferia della regione di Mosca, e ho visto plastica metallica al prezzo di 45 rubli. Lunghezza d'onda, frequenze di trasmissione, lunghezza del cerchio, numero di giri, guadagno dell'antenna….

Ho sbottato 4 metri alla cassa, riassumendo la parte economica del progetto. Il costo dell'antenna non deve superare il costo minimo delle accise di una bottiglia di vodka.

Calcolo dell'antenna.

Per motivi puramente economici si è rivelato essere 6,5 giri, mezzo giro in meno rispetto al precedente filo fatto in casa. Ho preso anche una distanza tra le spire pari ad un quarto della lunghezza d'onda. Allo stesso modo ho calcolato la lunghezza di un giro, ma per ragioni pratiche, avendo già avuto esperienza nella realizzazione di semplici antenne ad anello, ho corretto la dipendenza della plastica metallica dalla frequenza, riducendo la lunghezza del giro di 1,5 cm. Ho calcolato anche il diametro del mandrino, dividendo la lunghezza regolata della spira per 3,14. Tenendo conto dello spessore del tubo, il diametro del mandrino era inferiore di 8 mm.

Regolazione.

Consisteva nella misurazione dell'SWR (rapporto delle onde stazionarie). Inizialmente ne ho misurato uno vecchio fatto in casa. Stranamente l'apparecchio ha dichiarato un ottimo adattamento con un carico di 50 Ohm (SWR = 1,5). Con l'antenna modificata, però, tutto coincideva anche con l'alimentazione dal bordo della tela. Ma in modo costruttivo, in seguito, ho utilizzato il cavo al centro e l'SWR è sceso a 2. Un semplice misuratore SWR fatto in casa, combinato con un generatore fatto in casa sintonizzato sulle frequenze di trasmissione digitale, si è rivelato molto utile. Con il suo aiuto, sono stato in grado non solo di determinare l'SWR dell'antenna, ma anche di verificarne le prestazioni, quando ogni giro reagiva all'avvicinarsi del coperchio della pentola facendo oscillare l'ago del microamperometro.

Risultati.

La modifica al design ha aggiunto un aumento del guadagno del 10%, e questo nonostante il fatto che l'antenna avesse mezzo giro in meno. In generale, riceve programmi nella gamma UHF, operando in modalità analogica, non peggio di un'antenna “canale d'onda” (Uda-Yagi), che comprende 12 direttori e un amplificatore con un guadagno dichiarato di almeno 26 dB. Entrambe le antenne si trovano nelle stesse condizioni allo stesso livello da terra. L'unica differenza è che il funzionamento dell'antenna acquistata, quando si riceve un segnale digitale via etere, dipende dalle condizioni meteorologiche e dall'ora del giorno, simulando il deterioramento del passaggio delle onde radio con un caratteristico suono ciarlatano e congelamento della televisione immagini o addirittura una completa assenza di immagini. La ricezione radio con un'antenna fatta in casa è sempre costante.

Ma nel complesso sono rimasto insoddisfatto di questo progetto, perché mi aspettavo qualcosa di più da esso, esclusivamente in base alle sue dimensioni e ai soldi spesi. Confronto di questa antenna elicoidale con il design precedente , composto da soli due anelli in fase di identico diametro, realizzati con lo stesso materiale, non ho riscontrato un guadagno significativo confrontandoli in termini di livelli di ricezione.

Due anelli in fase e sei attorcigliati a spirale danno un guadagno teorico di 6 dB e 10 dB. Due anelli all'aperto e 6,5 anelli sotto il tetto, allo stesso livello da terra e con praticamente lo stesso livello di guadagno in percentuale. Forse il tetto ha assorbito la differenza di 4 dB, o forse è davvero difficile notare questa differenza? Allo stesso tempo, non esporre questa bobina alla strada, aprendo così l'argomento a conversazioni non necessarie.

Mi sono perso d'animo? NO! La radio amatoriale è una fonte di piacere. Inizia a fare radioamatori, è interessante. Forse i tuoi risultati saranno migliori.

Molto probabilmente tornerò su questa antenna a spirale, perché non si è addormentata quando l'antenna del "canale d'onda" ha smesso di ricevere aria.

3.1. Nel processo di sviluppo della tecnologia radio sono sempre più richiesti dispositivi alimentatori di antenne, progettati per funzionare in una gamma di frequenze molto ampia e, inoltre, senza alcuna regolazione. L'indipendenza dalla frequenza di tali dispositivi di alimentazione dell'antenna si basa sul principio della somiglianza elettrodinamica.

Questo principio è che i parametri principali dell'antenna (modello e impedenza di ingresso) rimangono invariati se una variazione della lunghezza d'onda è accompagnata da una variazione direttamente proporzionale nelle dimensioni lineari della regione attiva dell'antenna. Se questa condizione è soddisfatta, l'antenna può essere indipendente dalla frequenza in una gamma d'onda illimitata. Tuttavia, le dimensioni della struttura radiante sono finite e anche la gamma di lunghezze d'onda operative di qualsiasi antenna è limitata.

Da questo gruppo di antenne considereremo spirali piatte aritmetiche ed equiangolari e antenne logaritmicamente periodiche.

Fig.4.

3.2. La spirale aritmetica è realizzata sotto forma di strisce metalliche piatte o fessure in uno schermo metallico (Fig. 4). L'equazione di questa spirale in coordinate polari

dov'è il raggio vettore misurato dal polo O; a è un coefficiente caratterizzante l'incremento del raggio vettore per ciascuna unità di incremento dell'angolo polare; b è il valore iniziale del raggio vettore.

La spirale può essere a due vie, a quattro direzioni, ecc. Se la spirale è a due vie, allora per il nastro (fessura) /, mostrato da linee tratteggiate, l'angolo viene contato da zero, e per il nastro //, rappresentato da linee continue, da 180°, cioè la spirale è formata da nastri completamente identici ruotati di 180° l'uno rispetto all'altro.

I punti iniziali del nastro / corrispondono ai vettori del raggio, che indichiamo con e. Pertanto, la larghezza del nastro. Dopo aver descritto un giro, il nastro assume la posizione D, in cui il raggio vettore è maggiore di quello iniziale. Su questo segmento ВD vengono posizionati due nastri e due spazi vuoti e, se la loro larghezza è la stessa, da qui determiniamo il coefficiente.

3.3. L'alimentazione a spirale può essere antifase, come in Fig. 4, o in fase. Nel primo caso, le correnti attraverso i terminali A, B, che collegano i nastri all'alimentatore, hanno fasi opposte. Il percorso della corrente nel nastro / è maggiore di mezzo giro rispetto al nastro //. Ad esempio, nella sezione CD, il nastro // cade, dopo aver descritto mezzo giro, e il nastro / - un giro, nella sezione EF - rispettivamente un giro e mezzo e due giri, ecc. Poiché la lunghezza del il giro aumenta man mano che la spirale si svolge, aumenta la divergenza di fase delle correnti nei nastri. Designato il diametro medio della spira, troviamo lo sfasamento corrispondente alla lunghezza della mezza spira:

Se a questo aggiungiamo uno spostamento iniziale pari a

A causa del secondo termine, l'angolo è diverso e in tali condizioni vengono emesse onde elettromagnetiche, anche se lo spazio tra i nastri è piccolo rispetto alla lunghezza d'onda.

Solo quella parte della spirale in cui sono in fase le correnti degli elementi adiacenti di entrambe le strisce viene irradiata intensamente:

Sostituendo, troviamo che il diametro medio del primo anello “risonante” e il perimetro di questo anello Il diametro medio e il perimetro del secondo (. k=2), terzo ( k=3) ecc. Gli anelli “risonanti” sono rispettivamente tre, cinque, ... volte più grandi. Poiché l'emissione di onde radio da parte di una spirale provoca una grande attenuazione della corrente dall'inizio alla fine, quindi solo il primo anello risonante irradia intensamente, e il resto, la parte esterna della spirale, è, per così dire, "tagliato" (il fenomeno dell'interruzione delle correnti radianti).

3.4. La parte attiva dell'elica è di grande interesse per un altro motivo. L'attenuazione della corrente causata dalla radiazione è così grande che non c'è praticamente alcuna riflessione dall'estremità della spirale, cioè la corrente nella spirale è distribuita secondo la legge delle onde viaggianti. Inoltre il perimetro del primo anello risonante è uguale alla lunghezza d'onda. In tali condizioni, come mostrato nel paragrafo 1, si verifica la radiazione assiale con polarizzazione rotante, che in questo caso è più desiderabile.

Il diametro della spirale deve essere sufficientemente grande affinché all'onda massima della gamma si conservi il primo anello “risonante” () e al diminuire della lunghezza d'onda questo anello deve restringersi fino a () fino a potersi ancora disporre completamente intorno l'unità di potenza. Poi dentro il rapporto tra il perimetro medio del primo anello “risonante” e la lunghezza d'onda rimane costante e quindi è soddisfatta la condizione principale per mantenere le proprietà direzionali dell'antenna in un ampio intervallo d'ondaÈ vero che la direzione della spirale aritmetica è piccola (60...80°), poiché essenzialmente solo quella parte della spirale che ha un perimetro medio è coinvolta nell'irradiazione delle onde.

La seconda condizione per ottenere un'antenna con portata – la costanza dell'impedenza d'ingresso – è ottenuta qui dal fatto che la spirale funziona come un'onda di corrente viaggiante. Questa resistenza è attiva (100-200 Ohm). Quando alimentato da un alimentatore coassiale (Ohm), l'adattamento viene effettuato utilizzando un trasformatore a gradini o liscio.

3.5. La spirale si irradia su entrambi i lati del suo asse. Per rendere l'antenna unidirezionale, una spirale di nastro viene posizionata su una spessa piastra dielettrica, il cui altro lato è metallizzato. Se la spirale è fessurata, viene ritagliata sulla parete di una scatola di metallo; quindi la parete opposta della scatola svolge il ruolo di schermo riflettente e la scatola stessa è un risonatore. Per ridurne la profondità, la scatola è riempita di dielettrico.

Una delle tipiche spirali ha un diametro di 76 mm, è realizzata su una piastra dielettrica epossidica, è dotata di un risonatore profondo 26 mm, opera nella gamma d'onda di 7,5 ... 15 cm con una larghezza del diagramma di radiazione di 2" = 60 ... 80° e un coefficiente di ellitticità della direzione massima del lobo principale è inferiore a 3 dB, cioè praticamente la polarizzazione può essere considerata circolare. Le antenne elicoidali piatte possono essere convenientemente prodotte stampando su sottili fogli di dielettrico basse perdite alle alte frequenze.