Логопериодическая антенна

Логопериодическая антенна своими руками

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:

  1. 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. 
  2. 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.
  3. 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:

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

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:

  1. Расстояние 0 мм, длина 145,1 мм.
  2. Расстояние 98,7 мм, длина 128,4 мм.
  3. Расстояние 186 мм, длина 113,6 мм.
  4. Расстояние 263,3 мм, длина 100,5 мм.
  5. Расстояние 331,7 мм, длина 89 мм.
  6. Расстояние 392,2 мм, длина 78,78 мм.
  7. Расстояние 445,8 мм, длина 69,7 мм.
  8. Расстояние 493,2 мм, длина 61,7 мм.
  9. 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.

Источник: https://VashTehnik.ru/radioapparatura/logoperiodicheskaya-antenna-svoimi-rukami.html

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ

Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер.

Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот — антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА. Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит десять.

Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным.

Внешний вид ЛПА показан на рис. 4.11,а. Она образована собирательной линией в виде двух труб, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов поочередно через один. Схематически такая антенна показана на рис. 4.11,6.

Сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штриховой линией — соединенные с нижней трубой.

Рабочая полоса частот антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора В1, а со стороны наименьших длин волн — от размера, наиболее короткого вибратора. Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине а и основанием, равным наибольшему вибратору.

Для логарифмической структуры полотна антенны должно быть выполнено определенное соотношение между длинами соседних вибраторов, а также между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры т:

Таким образом, размеры вибраторов и расстояния до них от вершины треугольника уменьшаются в геометрической прогрессии. Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника.

Чем меньше угол а и чем больше период структуры т (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается число вибраторов структуры, растут габариты и масса антенны.

Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Наиболее часто угол а выбирают в пределах 30… 60°, а период структуры т -в пределах 0, 7… 0, 9.

Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. 4. 11, а, производится без специального симметрирующего и согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с конца А и выходит у конца Б. Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила — концу верхней трубы.

В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала. Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько антенн «Волновой канал», соединенных вместе, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор.

На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны.

Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны «Волновой канал» с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических, для достижения широкополосности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны подобно тому, как в широкополосных усилителях расширение полосы пропускания достигается взаимной расстройкой контуров. Как для усилителей, так и для антенн можно считать общим принципом постоянство для данной конструкции произведения коэффициента усиления на полосу пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

В радиолюбительской литературе проводилось много различных вариантов ЛПА. Здесь можно предложить конструкцию ЛПА, рассчитанной на работу в диапазоне 12-метровых каналов, размеры которой сведены в табл. 4. 8.

Таблица 4. 8 Размеры 12-канальной ЛПА, мм

В таблице приводится длина В каждого вибратора в соответствии с рис. 4. 11, 6, а также расстояние от данного вибратора до следующего — А. Собирательная линия образована двумя трубами диаметром 30 мм при расстоянии между осевыми линиями труб 45 мм.

Антенна содержит 10 вибраторов (20 половинок), которые выполнены из трубок диаметром 8… 15 мм. Расчет антенны проведен, исходя из значении угла при вершине описанного треугольника а = 45° и периода структуры т = 0, 84.

Расчетный коэффициент усиления антенны составляет 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе этой антенны в 2 раза по сравнению с полуволновым вибратором. Коэффициент усиления практически не изменяется по диапазону. Длина труб собирательной линий составляет 2900 мм.

Трубы немного выступают за точки установки самых коротких полувибраторов.

Для обеспечения параллельности труб собирательной линии и их стяжки используют три пары брусков из оргстекла высотой 120 мм, шириной 50 мм и толщиной 25 мм, в которых делаются полуцилиндрические проточки глубиной 14 мм на расстоянии, соответствующем расстоянию между трубами. Каждая пара брусков стягивается винтами с гайками. Среднюю пару этих брусков устанавливают в центре тяжести антенны и крепят к мачте.

Антенна приведенной выше конструкции является плоской. Существуют также объемные конструкции логопериодических антенн, которые характеризуются тем, что трубы собирательной линии не параллельны, а разведены под некоторым углом.

Вместо жестких вибраторов полотно антенны может быть выполнено из провода или антенного канатика. Описание конструкций двух таких антенн приводилось в журнале «Радио», 1960 г.

, № 8, а описание плоской упрощенной проволочной ЛПА — в журнале «Радио», 1963 г., № 5.

Но самая простая логопериодическая антенна может быть быстро выполнена из подручных материалов. Такая антенна показана на рис. 4. 12 и рассчитана на прием телевизионных передач дециметрового диапазона с 24-го по 51-й канал. Несущая конструкция треугольной формы собирается из деревянных брусков квадратного сечения 15х15 мм.

Бруски скрепляются между собой треугольными фанерными косынками, прибитыми к брускам с одной стороны треугольника гвоздиками. С другой стороны в бруски 1 и 2 вбиваются гвоздики на расстояниях от точки А, указанных на рисунке. Полотно антенны образуют два куска медного провода 6 диаметром 1-1, 5 мм.

Один кусок прямой формы прокладывается по бруску 4 до точки А, а второй, огибая гвоздики зигзагом, припаивается к прямому проводу в точке А и на пересечениях с ним. К вершине треугольника гвоздиками прибивается диск 5 из белой жести диаметром 40 мм с маленьким отверстием в центре.

Антенна крепится к мачте из дерева или металла в центре тяжести, лежит в горизонтальной плоскости и вершиной треуголь-

Читайте также:  Адаптер j-link является самым быстрым адаптером программирования флеш-памяти


Рис. 4. 12. Логопериодическая антенна ДМВ

ника направлена на передатчик. Полотно антенны располагается на верхней поверхности треугольника. Телевизионный кабель поднимается по мачте, подходит к середине бруска 3, подвязывается к бруску 4 по его нижней поверхности капроновой леской. В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А, а центральная жила — к центру диска.

Антенну можно выполнить комнатной или наружной. В комнатном варианте вместо мачты применяется вертикальная стойка на тяжелой подставке. Антенну в комнате необходимо тщательно ориентировать и подобрать место установки, так как часто, сдвигая антенну, удается значительно улучшить изображение.

На равнинной местности такая наружная антенна обеспечивает уверенный прием телепередач на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих этой антенной дециметровые программы Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения.

Источник: http://lib.qrz.ru/node/1067

Расчет логопериодической антенны

Обновленный калькулятор логарифмической антенны использует классический алгоритм расчета в котором в качестве входных данных принимаются границы полосы пропускания и входное сопротивление антенны.

Для логарифмической структуры полотна антенны должно соблюдаться одинаковое соотношение между длинами соседних вибраторов и между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры τ.

Таким образом, размеры вибраторов и их расстояния от вершины треугольника уменьшаются по закону убывающей геометрической прогрессии со знаменателем, равным τ.

Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника α, который связан с параметром антенны σ — относительным интервалом.

Чем меньше угол α (и чем больше период структуры τ (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается количество вибраторов структуры и длина антенны.

Поэтому при выборе периода структуры приходится принимать компромиссное решение: τ — от 0,8 до 0,98. Существует оптимальное значение относительного интервала σ для определенного τ, его калькулятор определяет автоматически. При желании его можно изменить, но это не рекомендуется.

Особенности и возможные варианты конструкции этой антенны описаны здесь. Калькулятор обновлен 27.01.2017. Не забудьте обновить кэш браузера Ctrl+F5!

Схематическое изображение антенны:

Исходный код Javascript:
Copyright ©2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Калькулятор рассчитывает параметры собирающей линии, состоящей из двух квадратных трубок.

Если вы используете другой тип симметричной линии (например, из круглых трубок или полосок из фольгированного материала), то ее необходимо рассчитать отдельно, взяв за исходный параметр волновое сопротивление собирающей линии из этого калькулятора.

Этот параметр не является входным сопротивлением антенны, а характеризует «пустую» линию, на которую впоследствии «навешиваются вибраторы», вследствии чего ее сопротивление понижается до необходимого входного. Антенна не требует специальных согласующих устройств.

Фидер по возможности пропускается внутри нижней штанги собирающей линии (см. рисунок). Оплетка подключается к нижней штанге, центральная жила — к верхней. Позади первого элемента на расстоянии λmax/8 на собирающей линии устанавливается короткозамыкающая перемычка.

Предлагаем, написанное одним из анонимов, небольшое Windows-приложение, которое осуществляет расчет логопериодической антенны. У приложения есть одна приятная фича — после создания модели в программе, все данные можно вывести в файл .

maa для дальнейшего моделирования в программе MMANA. Однако, в этом случае необходимо быть внимательным и проверять модели. Иногда программа выдает расстояние между осями трубок собирающей линии меньше чем диаметры трубок, что является нонсенсом.

В принципе MMANA малопригодна для расчета логопериодической антенны с низким волновым сопротивлением собирающей линии, подробнее об этом в обсуждении LPDA на нашем форуме.

Диаметры вибраторов при их укорочении также убывают в геометрической прогрессии, однако вполне допустимо использовать один диаметр. Ориентир — механическая прочность антенны.

Источник: http://3g-aerial.biz/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-logoperiodicheskoj-antenny

Логопериодическая антенна ДМВ: 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.

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.

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.

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).

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).

Читайте также:  Фильтрующая вытяжка для паяльных работ

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.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/antenny/izgotovlenie-logoperiodicheskoy-antenny-dmv-svoimi-rukami.html

Логопериодическая антенна

Настоящее изобретение относится к радиотехнической промышленности, точнее к приемно-передающей антенной технике, а более конкретно к логопериодической антенне, предназначенной для приема сигналов в системах радиосвязи и телевидения.

Известна логопериодическая антенна (Онищенко И.П. “Приемные антенны”, 1989 г., Москва, Изд. ДОСААФ СССР, стр. 72-76), содержащая две периодические структуры, являющиеся антенными полуполотнами, которые размещены в двух плоскостях под острым углом относительно друг друга.

Каждое из антенных полуполотен сформировано вибраторами различной длины от 1 min до 1 max, изменяющейся по логопериодическому закону, при этом вибратор, имеющий самую малую длину 1 min, обращен к источнику сигнала.

Вибраторы имеют треугольную зубчатую форму, изготовлены из тонкостенных труб или из медной проволоки и привариваются или припаиваются к двум несущим трубчатым элементам, диаметр каждого из которых обычно равен 30-40 мм.

Верхняя и нижняя структуры производятся одинаковыми и крепятся на деревянной мачте повернутыми на 180° одна относительно другой.

Размеры вибраторов обычно выбираются в пределах 1 min = λ min/ 2 (около 300 мм), 1 max = λ mах/2 (около 1400 мм), где λ min, λ max — значения длины волны принимаемого сигнала на границах метрового ТВ диапазона. Эта логопериодическая антенна присоединяется с телевизору с помощью коаксиального кабеля, раположенного внутри нижнего несущего трубчатого элемента.

Известна логопериодическая антенна (Карл Ротхаммель “Антенны”, 2001, Минск, Изд.“ Наш город”, том 2, стр.

158 — 161), принятая за прототип предлагаемого изобретения, содержащая ряд вибраторов различной длины от 1 min < 1300 мм до 1 max < 6000 мм, каждый из которых выполнен, например, в виде проволочного каркаса, имеющего форму “меандра”.

Вибратор может иметь треугольную зубчатую форму, а угол между сторонами зубца вибратора, одинаковыми по длине, равен β.

Соседние вибраторы в антенных полуполотнах этой логопериодической антенны соединены по концам между собой и закрепленены на двух несущих трубчатых элементах зубцами в разные стороны с возможностью формирования антенных полуполотен в двух плоскостях.

При выполнении У-образной компоновки две структуры, то есть антенные полуполотна, сформированные несущими элементами с вибраторами, устанавливают в двух плоскостях, расположенных под углом ψ раскрыва, обычно равным 45°, и закрепляют на деревянной мачте. К клеммам питания в вершине угла раскрыва подключен симметричный фидер, выполняющий функцию кабеля передачи сигнала. Антенные полуполотна изолируются между собой с помощью деревянной распорки, установленной между антенными полуполотнами в их средней части, и дополнительной распорки, установленной между самыми длинными вибраторами антенных полуполотен.

Однако описанная конструкция этой логопериодической антенны имеет симметричное входное сопротивление 100-120 Ом, поэтому для хорошего согласования с широко используемыми несимметричными кабелями требуется специальное симметрирующее устройство.

Каждое антенное полуполотно является самостоятельным конструктивным элементом, и для сборки антенны необходимо наличие дополнительных крепежных элементов к мачте, распорке, месту присоединения фидера.

Кроме того, несущие трубчатые элементы, на которых закрепляются полуполотна, изготовлены из изолятора, что противоречит обязательному требованию соединения всех элементов антенны с системой молниезащиты (ГОСТ Р 51269-99 “Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ”.)

Угол ψ раскрыва этой логопериодической антенны равен 45°, что делает антенну достаточно громоздкой, так, например, длина распорки, установленной между максимально длинными вибраторами антенных полуполотен, около 1800 мм, что создает трудности при установке и обслуживании антенны.

Сокращение угла ψ раскрыва с целью сокращения габаритов этой известной логопериодической антенны приводит, однако, к уменьшению коэффициента усиления и снижению его равномерности в границах рабочего диапазона, но, несмотря на все описанные выше недостатки, следует заметить, что зубчатая конфигурация вибраторов минимизирует реактивную и нормализует активную составляющую волнового сопротивления во всей полосе рабочих частот, а это в свою очередь улучшает согласование элементов логопериодической антенны с кабелем (фидером) и повышает эффективность системы антенна-кабель. По этой причине авторы предлагаемого изобретения выбрали в качестве прототипа указанное выше техническое решение.

Следует заметить, что наиболее перспективным с точки зрения развития вещания является дециметровый волновой (ДМВ) диапазон, так как в нем еще существует свободное поле для передачи сигнала, но здесь происходит сильное затухание электромагнитной волны, а следовательно, сигнала. Вот поэтому именно в ДМВ диапазоне и проводятся основные теоретические исследования и осуществляются поиски необходимых технически решений.

В процессе создания предлагаемого изобретения его авторами были проведены теоретические исследования, сопровождаемые рассчетами на компьютере с помощью программы MMANA, на основании которых базировался сравнительный анализ двух вариантов виртуальных изменений габаритов и конструкций, необходимых для работы в ДМВ телевизионном (ТВ) диапазоне и относящихся, соответственно, к конструкции известной логопериодической антенны (прототипа) и к конструкции новой логопериодической антенны (предлагаемое изобретение. В первом варианте габариты конструкции прототипа теоретически были уменьшены до масштабов логопериодической антенны предлагаемого изобретения, работающей в ДМВ диапазоне, а во втором варианте, напротив, были теоретически увеличены габариты логопериодической антенны заявителей до масштабов логопериодической антенны-прототипа, которая работает в метровом волновом (MB) диапазоне, что проводилось с целью проверки возможности получения необходимых электрических параметров логопериодической антенны во всем рабочем диапазоне частот, включающем MB и ДМВ ТВ диапазоны.

В результате было установлено, что сокращение угла ψ раскрыва, длины вибраторов и несущих трубчатых элементов у логопериодической антенны-прототипа с целью уменьшения ее габаритов приводит к ухудшению электрических параметров логопериодической антенны, а именно к уменьшению коэффициента усиления и снижению его равномерности в границах ДМВ диапазона, а также к уменьшению коэффициента защитного действия (КЗД) и к недопустимому (более 2) увеличению коэффициента стоячей волны (КСВ) в рабочем диапазоне частот.

В основу настоящего изобретения положена задача создания логопериодической антенны такой конструкции, которая позволяла бы повысить коэффициент усиления логопериодической антенны и коэффициент защитного действия при работе на стандартную нагрузку 50, 75 Ом, а также расширить полосу рабочих частот, сохранить прежнюю величину коэффициента стоячей волны (КСВ) при сокращении габаритов самой логопериодической антенны, уменьшении количества конструктивных элементов и обеспечении возможности подключения нагрузки несимметрично.

Поставленная задача решается тем, что в логопериодической антенне, предназначенной для приема сигналов, содержащей два антенных полуполотна, лежащих в двух плоскостях и сформированных рядами из n (n — натуральное целое число) вибраторов зубчатой формы, имеющих длину, увеличивающуюся по логопериодическому закону от первого вибратора длиной от 1 min до n-го вибратора длиной 1 max, закрепленных своими концами на несущих трубчатых элементах, в одном из которых размещен кабель передачи сигнала на приемник сигнала, причем угол между сторонами зубца каждого из вибраторов от второго до (n-1)-гo равен β, согласно изобретению, антенные полуполотна лежат в параллельных плоскостях, угол β’ между сторонами зубца первого вибратора выбирают из соотношения β’=β/2, угол β’’ между сторонами зубца n-го вибратора выбирают из соотношения β’’

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/225/2253926.html

Логопериодическая антенна

Логопериодическая антенна — широкополосная направленная антенна, работающая в десятикратном и более широком диапазоне волн. По коэффициенту усилении антенна эквивалентна трех-четырехэлементной антенне «волновой канал». Может быть использована для приема сигналов многопрограммных телецентров при любых сочетаниях каналов метровых и дециметровых волн (каналы 1—41).

Один из простых вариантов антенны показан на рис.1. Антенна состоит из ряда параллельных вибраторов, подключенных к двухпроводной линии с последовательной переполюсовкой точек питания вибраторов.

Длины вибраторов и расстояния между ними убывают в геометрической прогрессии в направлении к точкам подключения фидера.

Позади самого длинного вибратора устанавливают короткозамыкающую перемычку, улучшающую согласование антенны с фидером и обеспечивающую симметрирование.

Кабель пропускают внутри одной из трубок двухпроводной линии и припаивают со стороны самого короткого вибратора, как показано на рис.1.

Характеристики антенны зависят от знаменателя геометрической прогрессии т, характеризующего скорость убывания длин вибраторов и расстояний между ними, и угла ф при вершине треугольника, в который вписаны вибраторы.

Чем ближе т к единице и чем меньше ф, тем больше коэффициент усиления антенны, однако при этом возрастают ее габариты и масса.

На практике принимают обычно т =0,8—0,9 и ф=30—40°, что позволяет получить достаточно высокий коэффициент усиления при относительно небольших габаритах и массе.

При выбранных т и ф размеры антенны можно определить графически исходя из Lmax и Lmin — максимальной и минимальной длин волн рабочей полосы частот.

Сначала следует определить длину l1 первого (наибольшего) вибратора, которая должна составлять 0,55 Lmax, после чего начертить равнобедренный треугольник с основанием, равным длине первого вибратора в уменьшенном масштабе (например, 1 : 20 или 1 : 50), и выбранным углом ф при вершине.

В дальнейшем все построения и расчеты следует выполнять с учетом этого же масштаба. Второй вибратор располагают на расстоянии d1 = (0,15—0,18) Lmax. Длина его l2 равна длине отрезка прямой, проведенной параллельно основанию на расстоянии ri,.

Третий вибратор располагают на расстоянии d2=d1т от второго, а длина его l3 равна длине отрезка прямой, проведенной на этом расстоянии от второго вибратора. Аналогично определяется длина четвертого вибратора, расположенного на расстоянии d3=d2т от третьего, и т. д. Последним является вибратор, длина которого будет меньше 0,45 Lmin.

На рис.2,а показаны размеры антенны на каналы 1—12, на рис.2,б — на каналы 1—5, на рис.2,в — на каналы 6—12. Пользуясь описанной методикой, можно рассчитать антенну на каналы 1—41, а также для другой требуемой полосы частот.

Коэффициент усиления антенны 6—7 дБ, уровень побочных лепестков—от —12 до —14 дБ, КБВ — более 0,5. Диаметр трубок двухпроводной линии 22 мм, расстояние между центрами 32 мм, диаметр вибраторов 12— 14 мм. Кабель снижения — с волновым сопротивлением 75 Ом.

Справочник радиолюбителя-конструктора

Дополнение от Николая Большакова

Лично мною было собрано несколько подобных антенн для дециметрового диапазона телевидения. В качестве материала были ипользованы отрезки медной проволоки диаметром 0,8 — 1,5 мм и две пластинки из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Вибраторы из проволоки припаиваются к пластинам. Конструкция получается очень простой и легко повторяемой.

Размеры антенны для диапазона 400-850 МГц приведены на рисунке ниже. На пластинки размером 25х220 мм припаиваете вибраторы из проволоки (обе части совершенно одинаковые), нижняя половинка поворачивается на 180 градусов относительно оси. Обе пластины соединяете через втулки (5-10 мм) винтами через отверстия на концах пластин. Винты должны быть изолированы от фольги.

Кабель расположен между пластинами.

Размеры антенны для диапазона 850-950 МГЦ (радиотелефоны)

Номерэлемента Общая длинавибраторов, мм Расстояние отпредыдущегоэлемента, мм Расстояние отконца бума, мм
5 176 44
4 141 51 95
3 113 40 135
2 90 32 168
1 72 26 194

Теоретически параметры: Коэффициент усиления — 8,3 Дб,

Волновое сопротивление — 60 Ом.

Сюжеты Антенны

Источник: http://radiomaster.ru/shemi/antenna/logo_an.php

Новая страница 1

Направленные свойства и основные характеристики большинства антенн изменяются при изменении частоты и длины волны принимаемого сигнала.

Если антенной принимается сигнал не того канала, на который рассчитаны размеры антенны, у узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, ухудшаются КБВ и КЗД, искажается форма диаграммы направленности, порой направление ее главного лепестка отклоняется от геометрической оси антенны.

Широкополосные антенны отличаются от узкополосных тем, что изменения их характеристик оказываются значительно меньше и носят монотонный характер в широком диапазоне частот.

Одним из типов антенн, обладающих практически неизменной формой диаграммы направленности и постоянными характеристиками в широком диапазоне частот, являются антенны с логарифмической периодичностью структуры, которые сокращенно называются логопериодическими — ЛПА.

Эти антенны отличаются очень широким рабочим диапазоном частот: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной оказывается больше десяти.

Читайте также:  Разделительные фильтры для встраивания в магнитолу

Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается неизменным.

Внешний вид антенны с логарифмической периодичностью параметров показан на рис. 4.21, а.

Полотно антенны образовано собирательной линией в виде двух труб, расположенных одна над другой, к которым поочередно крепятся плечи вибраторов так, что левое плечо одного вибратора крепится к верхней трубе собирательной линии, а правое плечо того же вибратора — к нижней.

V следующего вибратора, наоборот, левое плечо крепится к нижней трубе, а правое — к верхней. Схематически такая антенна показана на рис. 4.21, б, где сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штрихо­вой линией — соединенные с нижней трубой.

Рабочая полоса частот антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора, а со стороны наименьших длин волн — от размеров наиболее короткого вибратора. Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине а и основанием, равным наибольшему вибратору.

Антенна ориентируется в пространстве так, чтобы вершина треугольника была направлена на передатчик. Для логарифмической структуры полотна антенны должно соблюдаться одинаковое соотношение между длинами соседних вибраторов и между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры t:

В2/В1=ВЗ/В2=…=А2/А1=АЗ/А2=…=t

а)

б)

Рис. 4.21. Логопериодическая антенна

Таким образом, размеры вибраторов и их расстояния от вершины треугольника уменьшаются по закону убывающей геометрической прогрессии со знаменателем, равным t. Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника.

Чем меньше угол (и чем больше период структуры t (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается количество вибраторов структуры и длина антенны, растут габариты и масса антенны.

Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Наиболее часто угол а выбирается в пределах от 30 до 60°, а период структуры t— от 0,7 до 0,9.

Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. 4.21, а, производится без специального симметрирующего и согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы со стороны заднего конца А и выходит у переднего конца Б.

Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила кабеля — к концу верхней трубы. В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала.

Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько соединенных вместе антенн «Волновой канал», каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор. На каждой длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны.

Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны «Волновой канал» с таким же количеством элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

В связи с тем что в последние годы получило очень широкое развитие многопрограммное телевизионное вещание, возрастает необходимость использования широкодиапазонных антенн, способных перекрывать диапазоны метровых и дециметровых волн.

Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических антенн, для достижения широкодиапазонности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны — подобно тому как в широкополосных усилителях высокой частоты расширение полосы пропускания достигается взаимной расстрой­кой контуров. Как для широкополосных усилителей, так и для широкодиапазонных антенн можно считать общим принципом следующий: для данной конструкции антенны является постоянным произведение коэффициента усиления антенны на полосу ее пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

В радиолюбительской литературе приводилось много различных вариантов ЛПА. Здесь можно предложить конструкцию логопе-риодической антенны, содержащей 10 вибраторов и рассчитанной на работу в диапазоне 12-метровых каналов, размеры которой сведены в таблицу 4.14.

Таблица 4.14. Размеры 12-канальной логопериодической антенны

В таблице приводится длина каждого вибратора В согласно рис. 4.21, б. Так как при изготовлении антенны вершина треугольника, от которой отсчитываются расстояния до вибраторов, недоступна, в таблице приводятся расстояния от данного вибратора до следующего — а.

Собирательная линия образована двумя трубами диаметром 30 мм при расстоянии между осевыми линиями труб 45 мм. Антенна содержит 10 вибраторов (20 плеч), которые выпол­нены из трубок диаметром 8…15 мм.

Расчет антенны выполнен исходя из значений угла при вершине описанного треугольника ос=45° и периода структуры t=0,84.

Расчетный коэффициент усиления антенны составляет 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе этой антенны в 2 раза по сравнению с полуволновым вибратором. Коэффициент усиления практически не изменя­ется по диапазону.

Длина труб собирательной линии составляет 2900 мм. Трубы выступают за точки установки самых коротких полувибраторов примерно на 30 мм.

Для обеспечения параллельности труб собирательной линии и их стяжки используются три пары брусков из оргстекла высотой 120 мм, шириной 50 мм и толщиной 25 мм, в которых делаются полуцилиндрические проточки глубиной 14 мм на расстоя­нии, соответствующем расстоянию между трубами.

Каждая пара брусков стягивается винтами с гайками. Средняя пара этих брусков устанавливается в центре тяжести антенны и крепится к мачте.

Еще одна, самая простая логопериодическая антенна, которую можно изготовить из подручных материалов буквально за полчаса, показана на рис. 4.22. Несущей конструкцией антенны является треугольник, собранный из деревянных брусков с поперечным сечением 15×15 мм.

Бруски скрепляются между собой при помощи треугольных фанерных косынок, прибитых к брускам с одной стороны треугольника гвоздиками. С другой стороны в бруски 1 и 2 нужно вбить гвоздики на расстояниях от точки А, показанных на рисунке.

Полотно антенны образовано двумя кусками медного провода 6 диаметром 1,0… 1,5 мм. Один кусок провода прокладывается прямо вдоль бруска 4 до точки А, а второй огибает гвоздики, приобретая зигзагообразную форму, и припаивается к прямому проводу в точке А и на всех пересечениях с ним.

К вершине треугольника двумя гвоздиками прибивается диск 5 диаметром 50 мм, вырезанный из белой жести от консервной банки. В центре этого диска делается маленкое отвер­стие. Антенна крепится к мачте из дерева или металла в центре тя­жести.

Полотно антенны располагается на верхней поверхности треугольника, должно лежать в горизонтальной плоскости и быть на­правлено вершиной треугольника на телевизионный передатчик.

Рис. 4.22. Проволочная логопериодическая антенна

Фидер из 75-омного коаксиального кабеля поднимается по мачте и должен подходить к середине бруска 3. Далее он прокладывается вдоль бруска 4 по его нижней поверхности и подвязывается к нему в нескольких местах капроновой леской. В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А, а центральная жила вставляется в центральное отверстие диска и припаивается к нему.

Антенна может использоваться в качестве комнатной или наружной. В квартире вместо мачты применяется вертикальная стойка из металлической или пластмассовой трубки либо деревянная рейка на тяжелой подставке. Для наружной антенны деревянный треуголь­ник нужно проолифить и прокрасить масляной краской, а узел в вершине треугольника после припайки кабеля герметизировать.

Антенна рассчитана на прием телевизионных передач в дециметровом диапазоне с 24-го по 51-й канал. На равнинной местности такая наружная антенна обеспечивает уверенный прием на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих передачи Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения.

Антенна приведенной выше конструкции является плоской. Существуют также объемные конструкции логопериодических антенн, которые характеризуются тем, что трубы собирательной линии не параллельны, а разведены под некоторым углом в вертикальной плоскости.

Если рассмотренная выше логопериодическая антенна окажется недостаточно эффективной, ее можно усложнить, добавив к ней еще одну такую же антенну, как показано на рис. 4.23. Оба треугольные каркаса — верхний 1 и нижний 2 — крепятся к мачте под углом 60° при сходящихся вершинах треугольников.

Проволочное полотно верхней антенны должно располагаться сверху, а нижней антенны — снизу. Телевизионный кабель 4 поднимается по мачте к концу прямого провода полотна нижней антенны 3, прокладывается по среднему бруску каркаса рядом с прямым проводом и в нескольких точках подвязывается к бруску капроновой леской.

В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А нижней антенны, а центральная жила — к точке А верхней антенны. В этой конструкции жестяные диски в вершинах треугольных каркасов не устанавливаются.

Рис. 4.23. Сдвоенная логопериодическая антенна

На равнинной местности такая антенна может обеспечить уверенный прием телевизионных передач на расстоянии до 50 км от телецентра.

Поскольку в условиях слабого сигнала желательно располагать антенну повыше над поверхностью Земли, это приводит к увеличению длины фидера и к соответствующему ослаблению сигнала.

Поэтому желательно использовать телевизионный кабель, обладающий небольшим погонным затуханием, например марки РК75-9-13. Если марка телевизионного 75-омного кабеля не известна, следует выбрать наиболее толстый кабель из имеющихся.

Выпускаются и промышленные логопериодические антенны. Белорусским заводом «Изотрон», входящим в НПО «Интеграл», выпускается 37-злементная наружная логопериодическая антенна АТЛПД-37/21-60.

Антенна предназначена для приема телевизионных сигналов в дециметровом диапазоне в пределах 21…60-го каналов.

Средний по диапазону коэффициент усиления антенны составляет не менее 10 дБ, габариты — 820x352x90 мм, масса не более 1,5 кг.

Логопериодическая антенна — широкополосная направленная антенна, работающая в десятикратном и более широком диапазоне волн. По коэффициенту усилении антенна эквивалентна трех-четырехэлементной антенне «волновой канал».

Может быть использована для приема сигналов многопрограммных телецентров при любых сочетаниях каналов метровых и дециметровых волн (каналы 1—41).

Один из простых вариантов антенны показан на рис.1.

Антенна состоит из ряда параллельных вибраторов, подключенных к двухпроводной линии с последовательной переполюсовкой точек питания вибраторов. Длины вибраторов и расстояния между ними убывают в геометрической прогрессии в направлении к точкам подключения фидера.

Позади самого длинного вибратора устанавливают короткозамыкающую перемычку, улучшающую согласование антенны с фидером и обеспечивающую симметрирование.

Кабель пропускают внутри одной из трубок двухпроводной линии и припаивают со стороны самого короткого вибратора, как показано на рис.1.

Характеристики антенны зависят от знаменателя геометрической прогрессии т, характеризующего скорость убывания длин вибраторов и расстояний между ними, и угла ф при вершине треугольника, в который вписаны вибраторы.

Чем ближе т к единице и чем меньше ф, тем больше коэффициент усиления антенны, однако при этом возрастают ее габариты и масса.

На практике принимают обычно т =0,8—0,9 и ф=30—40°, что позволяет получить достаточно высокий коэффициент усиления при относительно небольших габаритах и массе.

При выбранных т и ф размеры антенны можно определить графически исходя из Lmax и Lmin — максимальной и минимальной длин волн рабочей полосы частот.

Сначала следует определить длину l1 первого (наибольшего) вибратора, которая должна составлять 0,55 Lmax, после чего начертить равнобедренный треугольник с основанием, равным длине первого вибратора в уменьшенном масштабе (например, 1 : 20 или 1 : 50), и выбранным углом ф при вершине.

В дальнейшем все построения и расчеты следует выполнять с учетом этого же масштаба. Второй вибратор располагают на расстоянии d1 = (0,15—0,18) Lmax. Длина его l2 равна длине отрезка прямой, проведенной параллельно основанию на расстоянии ri,.

Третий вибратор располагают на расстоянии d2=d1т от второго, а длина его l3 равна длине отрезка прямой, проведенной на этом расстоянии от второго вибратора. Аналогично определяется длина четвертого вибратора, расположенного на расстоянии d3=d2т от третьего, и т. д. Последним является вибратор, длина которого будет меньше 0,45 Lmin.

На рис.2,а показаны размеры антенны на каналы 1—12, на рис.2,б — на каналы 1—5, на рис.2,в — на каналы 6—12. Пользуясь описанной методикой, можно рассчитать антенну на каналы 1—41, а также для другой требуемой полосы частот.

Коэффициент усиления антенны 6—7 дБ, уровень побочных лепестков—от —12 до —14 дБ, КБВ — более 0,5. Диаметр трубок двухпроводной линии 22 мм, расстояние между центрами 32 мм, диаметр вибраторов 12— 14 мм. Кабель снижения — с волновым сопротивлением 75 Ом.

Размеры антенны для диапазона 850-950 МГЦ (радиотелефоны)

 

Номер
элемента
Общая длина
вибраторов, мм
Расстояние от предыдущего

элемента, мм

Расстояние от
конца бума, мм
5 176 44
4 141 51 95
3 113 40 135
2 90 32 168
1 72 26 194

Теоретически параметры: Коэффициент усиления — 8,3 Дб,

Волновое сопротивление — 60 Ом.

Источник: http://deljuriy.narod.ru/LogoPeriod.htm

Ссылка на основную публикацию