Application des antennes fractales. Antenne fractale ultra large bande basée sur un monopôle circulaire. Avec une augmentation de dimension, la longueur totale de la ligne brisée augmente également de manière non linéaire, ce qui est déterminé par la relation

Au cours des dernières années, j'ai été régulièrement confronté aux défis de développement de modules hyperfréquences UWB (ultra large bande) et d'unités fonctionnelles. Et peu importe à quel point je suis triste d'en parler, je tire presque toutes les informations sur le sujet de sources étrangères. Cependant, il y a quelque temps, à la recherche des informations dont j'avais besoin, j'en suis tombé sur une qui promettait une solution à tous mes problèmes. Je veux parler de la façon dont la solution aux problèmes n'a pas fonctionné.

L'un des « casse-tête » constants dans le développement des dispositifs hyperfréquences UWB est le développement d'antennes UWB, qui doivent avoir un ensemble de propriétés spécifiques. Parmi ces propriétés figurent les suivantes :

1. Harmonisation dans la bande de fréquence de fonctionnement (par exemple, de 1 à 4 GHz). Cependant, il y a des moments où il est nécessaire de se mettre d'accord dans la gamme de fréquences de 0,5 GHz à 5 GHz. Et ici se pose le problème de descendre en fréquence en dessous de 1 GHz. En général, j'ai l'impression que la fréquence de 1 GHz a une sorte de pouvoir mystique - vous pouvez l'approcher, mais il est très difficile de la surmonter. dans ce cas, une autre exigence pour l'antenne est violée, à savoir

2. Compacité. Après tout, ce n'est un secret pour personne que de nos jours très peu de gens ont besoin d'une antenne cornet guide d'ondes de dimensions énormes. Tout le monde veut que l'antenne soit petite, légère et compacte pour qu'elle rentre dans le boîtier d'un appareil portable. Mais avec la compactification de l'antenne, il devient très difficile de se conformer à l'article 1 des exigences pour l'antenne, car la fréquence minimale de la plage de fonctionnement est étroitement liée à la taille maximale de l'antenne. Quelqu'un dira que vous pouvez faire une antenne sur un diélectrique avec une permittivité relative élevée... Et il aura raison, mais cela contredit l'élément suivant de notre liste, qui dit que

3. L'antenne doit être aussi bon marché que possible et être fabriquée à partir des matériaux les plus abordables et les moins chers (par exemple, FR-4). Car personne ne veut payer beaucoup, beaucoup d'argent pour une antenne, même si elle est même trois fois géniale. Tout le monde veut que le coût de l'antenne soit nul au stade de la fabrication du PCB. Car c'est notre monde...

4. Il existe une autre exigence qui se pose lors de la résolution de divers problèmes liés, par exemple, à la localisation à courte portée, ainsi qu'à la création de divers capteurs utilisant la technologie UWB (il faut ici préciser que nous parlons d'applications à faible puissance, où chaque dBm compte). Et cette exigence stipule que le diagramme directionnel (DP) de l'antenne projetée ne doit être formé que dans un hémisphère. Pourquoi est-ce? Pour que l'antenne ne "brille" que dans une direction, sans dissiper une puissance précieuse dans le "retour". Il permet également d'améliorer un certain nombre d'indicateurs du système dans lequel une telle antenne est utilisée.

Pourquoi est-ce que j'écris tout ça ..? Pour que le lecteur curieux comprenne que le développeur d'une telle antenne est confronté à une masse de restrictions et d'interdictions qu'il doit surmonter héroïquement ou avec humour.

Et soudain, comme une révélation, un article apparaît qui promet une solution à tous les problèmes ci-dessus (ainsi qu'à ceux qui n'ont pas été mentionnés). La lecture de cet article produit un léger sentiment d'euphorie. Bien que la première fois, la pleine compréhension de ce qui a été écrit ne se produise pas, mais le mot magique "fractal" semble très prometteur, car La géométrie euclidienne a déjà épuisé ses arguments.

Nous nous mettons audacieusement au travail et alimentons le simulateur de la structure proposée par l'auteur de l'article. Le simulateur rugit dans l'utérus comme une glacière d'ordinateur, mâchant des gigaoctets de nombres, et crache le résultat digéré... En regardant les résultats de la simulation, on se sent comme un petit garçon trompé. Les larmes me montent aux yeux, tk. encore une fois vos rêves aériens d'enfance sont tombés sur une réalité de fonte .... Il n'y a pas d'harmonisation dans la gamme de fréquences 0,1 GHz - 24 GHz. Même dans la plage de 0,5 GHz à 5 GHz, il n'y a rien de similaire.

Il y a encore un timide espoir que vous n'ayez pas compris quelque chose, que vous ayez fait quelque chose de mal... La recherche d'un point d'inclusion commence, diverses variations avec la topologie, mais en vain - c'est mort !

Le plus triste dans cette situation est que jusqu'au dernier moment vous cherchez la cause de l'échec en vous-même. Merci aux camarades de la boutique, qui ont expliqué que tout est correct - cela ne devrait pas fonctionner.

P.S. J'espère que mon article de vendredi vous a fait sourire.
La morale de cette présentation est la suivante : soyez vigilants !
(Et je voulais vraiment écrire un article ANTI à ce sujet, parce que j'ai été trompé).

Comme nous en avons discuté dans des articles précédents, les antennes fractales se sont avérées environ 20 % plus efficaces que les antennes conventionnelles.Cela peut être très utile pour l'application. Surtout si vous voulez que votre propre antenne TV capte un signal numérique ou une vidéo haute définition, pour augmenter la portée des téléphones portables, Wi-Fibande, radio FM ou AM, etc.

La plupart des téléphones portables ont déjà des antennes fractales intégrées. Si vous l'avez remarqué ces dernières années, les téléphones portables n'ont plus d'antennes à l'extérieur. C'est parce qu'ils ont des antennes fractales internes gravées sur le PCB, ce qui leur permet de recevoir une meilleure réception et de capter plus de fréquences comme Bluetooth, cellulaire et Wi-Fi à partir de la même antenne en même temps !

Information de Wikipedia : « Une antenne fractale diffère nettement d'une conception d'antenne traditionnelle en ce qu'elle peut fonctionner avec de bonnes performances à une grande variété de fréquences en même temps. En règle générale, les antennes standard doivent être « coupées » à la fréquence pour laquelle elles sont à utiliser et donc, une antenne standard ne fonctionne bien qu'à cette fréquence, faisant des antennes fractales une excellente solution pour les applications à large bande et multibande.

L'astuce consiste à créer votre propre antenne fractale qui résonne à la fréquence que vous souhaitez. Cela signifie qu'il sera différent et peut être calculé différemment selon ce que vous voulez obtenir. Un peu de maths et il deviendra clair comment faire cela. (Vous pouvez également vous limiter à une calculatrice en ligne)

Dans notre exemple, nous allons réaliser une antenne simple, mais vous pouvez réaliser des antennes plus complexes. Plus c'est dur, mieux c'est. Nous utiliserons la bobine de fil solide de calibre 18 nécessaire pour construire l'antenne à titre d'exemple, mais vous pouvez aller plus loin en utilisant vos propres cartes de gravure pour rendre l'antenne plus petite ou plus complexe avec une résolution et une résonance plus élevées.

(onglet = antenne TV)

Dans ce tutoriel, nous allons essayer de créer une antenne TV pour un signal numérique ou un signal haute définition transmis sur un canal radio. Ces fréquences sont plus faciles à travailler, avec des longueurs d'onde à ces fréquences allant d'un demi-pied à plusieurs mètres de longueur pour la moitié de la longueur d'onde du signal. Pour les circuits UHF (ondes décimétriques), vous pouvez ajouter un directeur ou un réflecteur qui rendra l'antenne plus directionnelle. Les antennes VHF (VHF) sont également directionnelles, mais au lieu de pointer directement vers la station de télévision, les "oreilles" des antennes VHF dipôles doivent être perpendiculaires à la forme d'onde de la station de télévision transmettant le signal.

Tout d'abord, recherchez les fréquences que vous souhaitez recevoir ou diffuser. Pour la TV, voici le lien vers le graphique de fréquence : http://www.csgnetwork.com/tvfreqtable.html

Et pour calculer la taille de l'antenne, nous utiliserons un calculateur en ligne : http://www.kwarc.org/ant-calc.html

Voici un bon PDF de conception et de théorie :Télécharger

Comment trouver la longueur d'onde d'un signal : longueur d'onde en pieds = (coefficient de la vitesse de la lumière en pieds) / (fréquence en hertz)

1) Coefficient de la vitesse de la lumière en pieds = +983571056,43045

2) Coefficient de la vitesse de la lumière en mètres = 299792458

3) Facteur de la vitesse de la lumière en pouces = 11802852700

Par où commencer : (réseau de dipôles VHF / UHF avec réflecteur qui fonctionne bien pour une large gamme de fréquences DB2) :

(350 MHz - un quart d'onde de 8 pouces - une demi-onde de 16 pouces, qui se situe dans la gamme des micro-ondes - entre les canaux 13 et 14, et qui est la fréquence centrale entre la gamme MV-UHF pour une meilleure résonance) . Ces exigences peuvent être modifiées pour mieux fonctionner dans votre région, car votre canal de distribution peut être inférieur ou supérieur dans le groupe.

Basé sur les matériaux sur les liens ci-dessous ( http://uhfhdtvantenna.blogspot.com/ http://budgetiq.wordpress.com/2008/07/29/diy-hd-antenna/ http://members.shaw.ca/hdtvantenna/ et http:// en cours .org/ptv/ptv0821make.pdf) , seules les conceptions fractales nous permettent d'être plus compacts et flexibles et nous utiliserons le modèle DB2, qui a un gain élevé et est déjà assez compact et populaire pour les installations intérieures et extérieures.

Frais de base (coût environ 15$) :

1. Surface de montage telle qu'un boîtier en plastique (8 "x6" x3"). http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062285
2. 6 vis. J'ai utilisé des vis autotaraudeuses pour l'acier et la tôle.
3. Transformateur adapté 300 ohms à 75 ohms. http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062049
4. Quelques fils solides de calibre 18. http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2036274
5. Coaxial RG-6 avec terminaisons - limiteurs (et gaine en caoutchouc si monté à l'extérieur).
6. Aluminium lors de l'utilisation d'un réflecteur.
7. Marqueur Sharpie ou équivalent, de préférence avec une pointe fine.
8. Deux paires de petites pinces sont des aiguilles.
9. Le guide mesure au moins 8 pouces.
10. Rapporteur pour mesurer l'angle.
11. Une perceuse et un foret dont le diamètre est plus petit que vos vis.
12. Petites pinces.
13. Tournevis ou tournevis.

REMARQUE : édition HDTV / DTV en PDF http://www.ruckman.net/downloads-1#FRACTALTEMPLATE

La première étape:

Assembler le boîtier avec réflecteur sous le couvercle en plastique :

Deuxième étape :

Percez de petits trous filetés sur le côté opposé du réflecteur dans les positions suivantes et placez la vis conductrice.

Troisième étape:

Coupez quatre morceaux de fil solide fourré de 8" et exposez-le.

Quatrième étape :

À l'aide d'un marqueur, marquez chaque centimètre sur le fil. (Ce sont les endroits où nous allons plier)

Cinquième étape :

Vous devez répéter cette étape pour chaque fil. Chaque courbure sur le fil sera égale à 60 degrés, ainsi une fractale est obtenue. Ressemblant à un triangle équilatéral. J'ai utilisé deux paires de pinces et un rapporteur. Chaque virage sera une division de 1 ". Assurez-vous de visualiser la direction de chaque virage avant de faire cela! Utilisez le diagramme ci-dessous pour vous guider.

Sixième étape :

Coupez 2 autres morceaux de fil d'au moins 6 cm de long et exposez-les. Pliez ces fils autour des vis supérieure et inférieure et attachez-les au centre de la vis. Ainsi, tous les trois entrent en contact. Utilisez des pinces coupantes pour couper les parties indésirables du fil.

Septième étape :

Placez et enveloppez toutes vos fractales dans les coins avec des vis

Huitième étape :

Fixez le transformateur correspondant à travers les deux vis au centre et serrez-les.

Prêt! Vous pouvez maintenant tester votre design !

Comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessous, chaque fois que vous divisez chaque section et créez un nouveau triangle avec la même longueur de fil, il peut tenir dans moins d'espace, prenant de la place dans une direction différente.

Traduction : Dmitri Chakhov

Ci-dessous, vous pouvez regarder une vidéo sur la création d'antennes fractales (eng.):

(onglet = antenne Wi-Fi)

Plus tôt, j'ai entendu parler des antennes fractales et après un certain temps, j'ai voulu essayer de fabriquer moi-même ma propre antenne fractale, afin d'essayer ce concept, pour ainsi dire. Certains des avantages des antennes fractales décrits dans les articles de recherche sur les antennes fractales sont leur capacité à recevoir efficacement des signaux RF multibandes, étant donné leur taille relativement petite. J'ai décidé de créer un prototype d'antenne fractale à partir d'un tapis Sierpinski.

J'ai conçu mon antenne fractale avec un connecteur compatible avec mon routeur Linksys WRT54GS 802.11g. L'antenne a une conception de gain à profil bas et lors de tests préliminaires à une distance de 1/2 km du point d'accès WiFi Link avec plusieurs arbres le long du chemin, elle a montré d'assez bons résultats et une stabilité du signal.

Vous pouvez télécharger une version PDF du modèle d'antenne de tapis Sierpinski que j'ai utilisé, ainsi que d'autres documents à partir de ces liens :

Faire un prototype

Voici une photo avec un prototype prêt à l'emploi d'une antenne fractale :

J'ai attaché le connecteur Linksys WRT54GS RP-TNC à l'antenne fractale pour le test

Lorsque j'ai conçu mon premier prototype d'antenne fractale, je craignais que les triangles ne s'isolent les uns des autres sur le PCB pendant le processus de gravure, j'ai donc élargi un peu les connexions entre eux. Remarque : Étant donné que la transition finale du toner s'est terminée plus précisément que prévu, la prochaine version du prototype d'antenne fractale sera présentée avec des points de contact minces entre chacune des itérations fractales du triangle de Sierpinski. Il est important de s'assurer que les éléments du tapis Sierpinski (triangles) sont en contact les uns avec les autres et les points de connexion doivent être les plus fins possibles :

La conception de l'antenne a été imprimée sur une imprimante laser Pulsar Pro FX. Ce processus m'a permis de copier la conception de l'antenne sur le matériau du PCB recouvert de cuivre :

La conception de l'antenne imprimée au laser est ensuite transférée sur la feuille de cuivre de la carte de circuit imprimé par un processus thermique à l'aide d'une plastifieuse modifiée :

Il s'agit du matériau PCB en cuivre après la première étape du processus de transfert de toner :

L'étape suivante nécessaire consistait à utiliser la plastifieuse Pulsar Pro FX "Green TRF Foil" sur le PCB. Une feuille verte est utilisée pour combler les lacunes de toner ou les revêtements inégaux lors du transfert de toner :

Il s'agit d'une carte nettoyée avec une conception d'antenne. La planche est prête pour la gravure :

Ici, j'ai masqué l'arrière du PCB avec du ruban adhésif :

J'ai utilisé la méthode de gravure directe au chlorure ferrique pour graver la planche en 10 minutes. La méthode de gravure directe est réalisée avec une éponge : il faut essuyer lentement l'ensemble de la planche avec du chlorure de fer. En raison des risques pour la santé liés à l'utilisation de chlorure ferrique, j'ai porté des lunettes et des gants de sécurité :

Voici la planche post-gravée :

J'ai essuyé le circuit imprimé avec un tampon imbibé d'acétone pour enlever les revêtements de transfert de toner. J'ai utilisé des gants lors du nettoyage car l'acétone est absorbée par les gants jetables en latex typiques :

J'ai percé un trou pour le connecteur d'antenne avec une perceuse et une perceuse :

Pour mon premier prototype, j'ai utilisé le connecteur RP-TNC des antennes de routeur Linksys standard :

Gros plan sur Linksys - Connecteur d'antenne compatible RP-TNC :

J'ai appliqué un peu d'eau sur le PCB au point de soudure juste avant de souder :

L'étape suivante consiste à souder le fil du connecteur RP-TNC à la base de l'antenne Sierpinski sur le PCB :

Soudez le deuxième fil du connecteur d'antenne au plan de la carte PCB :

L'antenne est prête à l'emploi !

En mathématiques, les ensembles sont appelés fractals, composés d'éléments similaires à l'ensemble dans son ensemble. Meilleur exemple : si vous regardez attentivement la ligne d'une ellipse, elle devient droite. Fractale - quelle que soit sa proximité - l'image restera complexe et similaire à la vue générale. Les éléments sont disposés de manière originale. Par conséquent, les cercles concentriques sont considérés comme l'exemple le plus simple d'une fractale. Peu importe la proximité, de nouveaux cercles apparaissent. Il existe de nombreux exemples de fractales. Par exemple, dans Wikipédia, un dessin d'un chou romanesco est donné, où une tête de chou se compose de cônes qui ressemblent exactement à une tête de chou dessinée. Les lecteurs comprennent maintenant que la fabrication d'antennes fractales n'est pas facile. Mais intéressant.

Pourquoi avez-vous besoin d'antennes fractales

Le but de l'antenne fractale est d'attraper plus avec moins de sacrifices. Dans les vidéos occidentales, il est possible de trouver un paraboloïde où un segment d'un ruban fractal servira d'émetteur. Ils fabriquent déjà des éléments d'appareils à micro-ondes à partir de papier d'aluminium, plus efficaces que les appareils ordinaires. Nous allons vous montrer comment réaliser une antenne fractale jusqu'au bout, et faire l'appariement seul avec le ROS. Mentionnons qu'il existe tout un site, bien sûr, étranger, où le produit correspondant est promu à des fins commerciales, il n'y a pas de dessins. Notre antenne fractale maison est plus simple, le principal avantage est que vous pouvez fabriquer vous-même la structure.

Les premières antennes fractales - biconiques - sont apparues, selon une vidéo de fractenna.com, en 1897 par Oliver Lodge. Ne cherchez pas sur Wikipédia. Par rapport à un dipôle conventionnel, une paire de triangles au lieu d'un vibrateur donne une extension de bande de 20 %. En créant des structures répétitives périodiques, il était possible d'assembler des antennes miniatures pas pires que leurs homologues de grande taille. Vous trouverez souvent une antenne biconique sous la forme de deux cadres ou de formes de plaques fantaisie.

À terme, cela permettra de recevoir plus de chaînes de télévision.

Si vous tapez une requête sur YouTube, une vidéo apparaît sur la fabrication d'antennes fractales. Vous comprendrez mieux comment cela fonctionne si vous imaginez l'étoile à six branches du drapeau israélien, dont le coin a été coupé avec les épaules. Il s'est avéré qu'il restait trois coins, deux ont un côté en place, l'autre non. Le sixième coin est totalement absent. Maintenant, nous plaçons deux étoiles similaires verticalement, avec des angles centraux l'une par rapport à l'autre, des fentes à gauche et à droite, au-dessus d'elles - une paire similaire. Le résultat est un réseau d'antennes - l'antenne fractale la plus simple.

Les étoiles sont reliées aux coins par une mangeoire. Jumelés par colonnes. Le signal est retiré de la ligne, exactement au milieu de chaque fil. La structure est assemblée par boulons sur un substrat diélectrique (plastique) de taille appropriée. Le côté de l'étoile est exactement d'un pouce, la distance entre les coins des étoiles verticalement (longueur d'alimentation) est de quatre pouces, horizontalement (distance entre les deux fils d'alimentation) est d'un pouce. Les étoiles ont des angles de 60 degrés à leurs sommets, maintenant le lecteur dessinera un motif similaire sous la forme d'un modèle, afin qu'il puisse plus tard créer lui-même une antenne fractale. Nous avons fait un croquis de travail, l'échelle n'est pas respectée. Nous ne pouvons pas garantir que les étoiles sont sorties exactement, Microsoft Paint sans grandes opportunités pour faire des dessins précis. Assez pour regarder l'image pour rendre la structure de l'antenne fractale évidente :

1. Le rectangle marron montre le substrat diélectrique. L'antenne fractale représentée sur la figure a un diagramme de rayonnement symétrique. Si vous protégez le radiateur des interférences, le blindage est placé sur quatre poteaux derrière le substrat, à un pouce l'un de l'autre. Aux fréquences, il n'est pas nécessaire de placer une tôle solide, un maillage d'un quart de pouce suffit, n'oubliez pas de relier le blindage à la tresse du câble.
2. La ligne d'alimentation de 75 ohms nécessite une correspondance. Trouvez ou fabriquez un transformateur qui convertit 300 ohms en 75 ohms. Il est préférable de faire le plein d'un compteur SWR et de sélectionner les paramètres souhaités non pas au toucher, mais par l'appareil.
3. Il y a quatre étoiles, pliées en fil de cuivre. Nous nettoierons la laque isolante au point de jonction avec la mangeoire (le cas échéant). Le chargeur d'antenne interne se compose de deux morceaux de fil parallèles. C'est une bonne idée de placer l'antenne dans une boîte pour la protection contre les intempéries.

Assemblage d'une antenne fractale pour la télévision numérique

Après avoir lu la critique jusqu'à la fin, n'importe qui peut faire des antennes fractales. Nous sommes entrés si vite dans le design que nous avons oublié de parler de polarisation. Nous supposons qu'il est linéaire et horizontal. Cela découle de considérations :

• La vidéo est évidemment d'origine américaine, parlant de la TVHD. Par conséquent, nous pouvons accepter la mode du pays spécifié.
• Comme vous le savez, peu d'États sur la planète diffusent à partir de satellites utilisant la polarisation circulaire, parmi lesquels la Fédération de Russie et les États-Unis. Par conséquent, nous pensons que d'autres technologies de transfert d'informations sont similaires. Pourquoi? Il y a eu une guerre froide, croyons-nous, les deux pays ont choisi stratégiquement quoi et comment transférer, d'autres pays sont partis de considérations purement pratiques. La polarisation circulaire est mise en œuvre spécifiquement pour les satellites espions (se déplaçant constamment par rapport à l'observateur). Par conséquent, il y a des raisons de croire qu'il existe une similitude dans la radiodiffusion télévisuelle et radiophonique.
• La structure de l'antenne est dite linéaire. Il n'y a tout simplement nulle part où prendre une polarisation circulaire ou elliptique. Par conséquent - si seulement il n'y a pas de professionnels parmi nos lecteurs qui connaissent MMANA - si l'antenne n'accroche pas dans la position adoptée, tournez-la de 90 degrés dans le plan de l'émetteur. La polarisation passera à la verticale. Soit dit en passant, beaucoup pourront attraper FM si les dimensions sont réglées plusieurs fois 4. Il est préférable de prendre un fil plus épais (par exemple, 10 mm).

Nous espérons avoir expliqué aux lecteurs comment utiliser l'antenne fractale. Quelques conseils pour un montage facile. Alors, essayez de trouver un fil avec une protection vernie. Pliez les formes comme indiqué sur l'image. Ensuite, les concepteurs ne sont pas d'accord, nous vous recommandons de faire ceci :

1. Dénudez les étoiles et le fil du chargeur où ils se rejoignent. Fixez les fils d'alimentation par les cosses avec les boulons sur la base dans les parties médianes. Pour ce faire correctement, mesurez un pouce à l'avance et tracez deux lignes parallèles avec un crayon. Les fils doivent se trouver le long d'eux.
2. Soudez une seule structure en vérifiant soigneusement les distances. Les auteurs de la vidéo recommandent de fabriquer un émetteur de manière à ce que les étoiles reposent à plat sur les mangeoires à leurs coins, et avec leurs extrémités opposées reposant sur le bord du substrat (chacune à deux endroits). Pour une étoile approximative, les emplacements sont marqués en bleu.
3. Pour remplir la condition, tirez chaque étoile au même endroit avec un boulon avec une pince diélectrique (par exemple, des fils PVA en batiste, etc.). Sur l'illustration, les points d'attache sont indiqués en rouge pour une étoile. Le boulon est esquissé dans un cercle.

Le câble d'alimentation est (en option) acheminé par l'arrière. Percez des trous en place. Le VSWR est ajusté en changeant la distance entre les fils d'alimentation, mais dans cette conception, c'est une méthode sadique. Nous vous recommandons de mesurer simplement l'impédance caractéristique de l'antenne. Rappelons comment cela se fait. Vous aurez besoin d'un générateur pour la fréquence du programme regardé, par exemple 500 MHz, en plus - d'un voltmètre haute fréquence, qui n'économisera pas devant le signal.

Ensuite, la tension produite par le générateur est mesurée, pour laquelle il est fermé à un voltmètre (en parallèle). A partir d'une résistance variable avec une auto-inductance extrêmement faible et d'une antenne, on monte un diviseur résistif (on branche en série après le générateur, d'abord la résistance, puis l'antenne). Nous mesurons la tension de la résistance variable avec un voltmètre, tout en ajustant la valeur jusqu'à ce que les lectures du générateur sans charge (voir paragraphe ci-dessus) deviennent le double du courant. Cela signifie que la valeur de la résistance variable est devenue égale à l'impédance caractéristique de l'antenne à une fréquence de 500 MHz.

Il est maintenant possible de fabriquer le transformateur à volonté. Il est difficile de trouver ce dont vous avez besoin sur le réseau, pour ceux qui aiment capter la radio, ils ont trouvé une réponse toute faite http://www.cqham.ru/tr.htm. Le site a écrit et dessiné comment faire correspondre la charge avec un câble de 50 ohms. Veuillez noter que les fréquences correspondent à la gamme HF, le CB s'adapte ici partiellement. L'impédance caractéristique de l'antenne est maintenue dans la plage de 50 à 200 Ohm. Il est difficile de dire combien l'étoile donnera. S'il y a un appareil à la ferme pour mesurer l'impédance d'onde de la ligne, rappel : si la longueur du départ est un multiple d'un quart de la longueur d'onde, l'impédance de l'antenne est transmise en sortie inchangée. Pour une petite et une grande portée, de telles conditions ne peuvent être assurées (rappelons que, en particulier, les antennes fractales comportent une portée étendue), mais à des fins de mesure, ce fait est utilisé partout.

Les lecteurs savent maintenant tout sur ces incroyables appareils émetteurs-récepteurs. Une forme aussi inhabituelle suggère que la diversité de l'univers ne rentre pas dans le cadre typique.

Les antennes filaires fractales étudiées dans cette thèse ont été réalisées en pliant un fil selon un gabarit papier imprimé. Étant donné que le fil a été plié manuellement avec des pincettes, la précision des « plis » de l'antenne était d'environ 0,5 mm. Ainsi, pour la recherche, les formes fractales géométriques les plus simples ont été prises : la courbe de Koch et le « saut bipolaire » de Minkowski.

On sait que les fractales permettent de réduire la taille des antennes, tandis que la taille d'une antenne fractale est comparée à la taille d'un dipôle linéaire demi-onde symétrique. Dans les recherches ultérieures de la thèse, les antennes filaires fractales seront comparées à un dipôle linéaire à/4 bras égal à 78 mm avec une fréquence de résonance de 900 MHz.

Antennes filaires Koch Curve Fractal

L'article fournit des formules pour le calcul des antennes fractales basées sur la courbe de Koch (Figure 24).

une) m= 0 b) m= 1 c) m = 2

Figure 24 - Courbe de Koch de différentes itérations n

Dimension ré La fractale de Koch généralisée est calculée par la formule :

Si nous substituons l'angle de courbure standard de la courbe de Koch = 60 dans la formule (35), nous obtenons ré = 1,262.

Dépendance de la première fréquence de résonance du dipôle de Koch F K de la dimension de la fractale ré, nombres d'itérations m et la fréquence de résonance du dipôle rectiligne F D de même hauteur que la ligne polygonale de Koch (aux points extrêmes) est déterminé par la formule :

Pour la figure 24, b à m= 1 et ré= 1,262 de la formule (36) on obtient :

F K = F D 0,816, F K = 900 MHz 0,816 = 734 MHz. (37)

Pour la figure 24, c pour n = 2 et D = 1,262 de la formule (36) nous obtenons :

F K = F D 0,696, F K = 900 MHz 0,696 = 626 MHz. (38)

Les formules (37) et (38) nous permettent de résoudre le problème inverse - si nous voulons que les antennes fractales fonctionnent à la fréquence F K = 900 MHz, les dipôles en ligne droite doivent fonctionner aux fréquences suivantes :

pour n = 1 f D = f K / 0,816 = 900 MHz / 0,816 = 1102 MHz, (39)

pour n = 2 f D = f K / 0,696 = 900 MHz / 0,696 = 1293 MHz. (40)

D'après le graphique de la figure 22, on détermine la longueur/4 bras du dipôle rectiligne. Ils seront égaux à 63,5 mm (pour 1102 MHz) et 55 mm (pour 1293 MHz).

Ainsi, 4 antennes fractales ont été fabriquées sur la base de la courbe de Koch : deux avec des dimensions / 4 bras de 78 mm chacune, et deux avec des dimensions plus petites. Les figures 25-28 montrent des images de l'écran PK2-47, qui peuvent être utilisées pour déterminer expérimentalement les fréquences de résonance.

Le tableau 2 résume les données calculées et expérimentales, à partir desquelles on peut voir que les fréquences théoriques F T différent de l'expérimental F E n'est pas supérieur à 4-9%, et c'est un assez bon résultat.

Figure 25 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne avec la courbe de Koch d'itération n = 1 avec /4 bras égal à 78 mm. Fréquence de résonance 767 MHz

Figure 26 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne avec la courbe de Koch d'itération n = 1 avec / 4 bras égal à 63,5 mm. Fréquence de résonance 945 MHz

Figure 27 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne avec la courbe de Koch d'itération n = 2 avec /4 bras égal à 78 mm. Fréquence de résonance 658 MHz

Figure 28 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne avec la courbe de Koch d'itération n = 2 avec /4 bras égal à 55 mm. Fréquence de résonance 980 MHz

Tableau 2 - Comparaison des fréquences de résonance calculées (fТ théorique) et expérimentales fЭ des antennes fractales basées sur la courbe de Koch

Antennes filaires fractales basées sur le "saut bipolaire". Modèle directionnel

Des lignes fractales de type "saut bipolaire" sont décrites dans l'ouvrage, cependant, les formules de calcul de la fréquence de résonance en fonction de la taille de l'antenne ne sont pas données dans l'ouvrage. Par conséquent, il a été décidé de déterminer les fréquences de résonance expérimentalement. Pour les lignes fractales simples de la 1ère itération (Figure 29, b), 4 antennes ont été réalisées - avec une longueur de bras /4 égale à 78 mm, avec la moitié de la longueur et deux longueurs intermédiaires. Pour les lignes fractales difficiles à fabriquer de la 2ème itération (Figure 29, c), 2 antennes avec des longueurs/4 bras de 78 et 39 mm ont été réalisées.

La figure 30 montre toutes les antennes fractales fabriquées. La figure 31 montre la vue extérieure du montage expérimental avec une antenne fractale "saut bipolaire" de la 2ème itération. Les figures 32-37 montrent la détermination expérimentale des fréquences de résonance.

une) m= 0 b) m= 1 c) m = 2

Figure 29 - Courbe de Minkowski "saut bipolaire" de diverses itérations n

Figure 30 - Aspect de toutes les antennes fractales filaires fabriquées (diamètres de fil 1 et 0,7 mm)

Figure 31 - Montage expérimental : VSWR panoramique et atténuateur PK2-47 avec une antenne fractale de type "saut bipolaire", 2ème itération

Figure 32 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne "saut bipolaire" itération n = 1 avec /4 bras égal à 78 mm.

Fréquence de résonance 553 MHz

Figure 33 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne "saut bipolaire" itération n = 1 avec / 4 bras égal à 58,5 mm.

Fréquence de résonance 722 MHz

Figure 34 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne "saut bipolaire" itération n = 1 avec /4 bras égal à 48 mm. Fréquence de résonance 1012 MHz

Figure 35 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne "saut bipolaire" itération n = 1 avec /4 bras égal à 39 mm. Fréquence de résonance 1200 MHz

Figure 36 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne "saut bipolaire" itération n = 2 avec /4 bras égal à 78 mm.

La première fréquence de résonance est de 445 MHz, la seconde est de 1143 MHz

Figure 37 - Ecran PK2-47 lors de la mesure de l'antenne "saut bipolaire" itération n = 2 avec / 4 bras égal à 39 mm.

Fréquence de résonance 954 MHz

Comme les études expérimentales l'ont montré, si l'on prend un dipôle linéaire demi-onde symétrique et une antenne fractale de même longueur (Figure 38), alors les antennes fractales de type "saut bipolaire" fonctionneront à une fréquence plus basse (de 50 et 61%), et les antennes fractales en forme de courbe de Kochs fonctionnent à des fréquences 73 et 85% inférieures à celles d'un dipôle linéaire. Par conséquent, en effet, les antennes fractales peuvent être rendues plus petites. La figure 39 montre les dimensions des antennes fractales pour les mêmes fréquences de résonance (900-1000 MHz) en comparaison avec le bras d'un dipôle demi-onde classique.

Figure 38 - Antennes "régulières" et fractales de même longueur

Figure 39 - Dimensions des antennes pour les mêmes fréquences de résonance

5. Mesure des diagrammes de rayonnement des antennes fractales

Les diagrammes de rayonnement d'antenne sont généralement mesurés dans des chambres « anéchoïques », dont les parois absorbent le rayonnement incident. Dans cette thèse, les mesures ont été effectuées dans un laboratoire ordinaire de la Faculté de physique et de technologie, et le signal réfléchi par les boîtiers métalliques des appareils et des supports en fer a introduit une certaine erreur dans les mesures.

En tant que source de signal micro-ondes, nous avons utilisé notre propre générateur d'un VSWR panoramique et un atténuateur PK2-47. Un mesureur de niveau de champ électromagnétique ATT-2592 a été utilisé comme détecteur du rayonnement de l'antenne fractale, ce qui permet des mesures dans la gamme de fréquences de 50 MHz à 3,5 GHz.

Des mesures préliminaires ont montré que le rayonnement du côté extérieur du câble coaxial, qui était directement (sans dispositifs d'adaptation) connecté au dipôle, déforme considérablement le diagramme de rayonnement d'un dipôle linéaire demi-onde symétrique. Une façon de supprimer le rayonnement de la ligne de transmission consiste à utiliser un monopôle au lieu d'un dipôle en conjonction avec quatre « contrepoids » mutuellement perpendiculaires / 4 qui jouent le rôle de « terre » (Figure 40).

Figure 40 - / 4 Antenne monopôle et fractale avec "contrepoids"

Les figures 41 à 45 montrent les diagrammes de rayonnement mesurés expérimentalement des antennes étudiées avec des "contrepoids" (la fréquence de résonance du rayonnement ne change pratiquement pas lors du passage d'un dipôle à un monopôle). Des mesures de la puissance surfacique du rayonnement micro-ondes en microwatts par mètre carré ont été effectuées dans les plans horizontal et vertical après 10. Les mesures ont été effectuées dans la zone "loin" de l'antenne à une distance de 2.

Le premier à être étudié était une antenne sous la forme d'une ligne droite / 4 vibrateurs. On voit sur le diagramme directionnel de cette antenne (Figure 41) qu'elle diffère du diagramme théorique. Cela est dû à des erreurs de mesure.

Les erreurs de mesure pour toutes les antennes étudiées peuvent être les suivantes :

Réflexion du rayonnement d'objets métalliques à l'intérieur du laboratoire ;

Absence de perpendicularité mutuelle stricte entre l'antenne et les contrepoids ;

Suppression incomplète du rayonnement de la gaine extérieure du câble coaxial ;

Lecture inexacte des valeurs angulaires ;

"visée" inexacte du compteur ATT-2592 à l'antenne ;

Interférence des téléphones portables.

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Le monde n'est pas sans bonnes personnes :-)
Valeriy UR3CAH : "Bonjour, Egor. Je pense que cet article (à savoir la rubrique " Antennes fractales : moins c'est mieux, mais mieux ") correspond au thème de votre site et va vous intéresser :) Est-ce vrai ? 73 !"
Oui, bien sûr que c'est intéressant. Nous avons déjà abordé ce sujet dans une certaine mesure lors de l'examen de la géométrie des hexabims. Là aussi, il y avait un dilemme avec "l'ajustement" de la longueur électrique dans les dimensions géométriques :-). Alors merci, Valery, beaucoup pour la soumission.
"Antennes fractales : moins c'est mieux
Au cours du dernier demi-siècle, la vie a commencé à changer rapidement. La plupart d'entre nous tiennent pour acquis les progrès de la technologie moderne. On s'habitue très vite à tout ce qui rend la vie plus confortable. Il est rare que quelqu'un pose la question « D'où vient-il ? » et "Comment ça marche ?" Le micro-ondes réchauffe le petit-déjeuner - eh bien, super, le smartphone vous permet de parler à une autre personne - super. Cela nous semble une possibilité évidente.
Mais la vie pourrait être complètement différente si une personne ne cherchait pas une explication aux événements en cours. Prenez les téléphones portables, par exemple. Vous vous souvenez des antennes rétractables des premiers modèles ? Ils interféraient, augmentaient la taille de l'appareil, finissaient souvent par se casser. Nous pensons qu'ils sont tombés dans l'oubli pour toujours, et en partie à blâmer pour ces ... fractales.

Les dessins fractals fascinent par leurs motifs. Ils ressemblent définitivement à des images d'objets dans l'espace - nébuleuses, amas de galaxies, etc. Par conséquent, il est tout à fait naturel que lorsque Mandelbrot a exprimé sa théorie des fractales, ses recherches ont suscité un intérêt accru parmi ceux qui ont étudié l'astronomie. L'un de ces amateurs nommé Nathan Cohen, après avoir assisté à une conférence de Benoit Mandelbrot à Budapest, a lancé l'idée d'une application pratique des connaissances acquises. Certes, il l'a fait intuitivement, et le hasard a joué un rôle important dans sa découverte. En tant que radioamateur, Nathan s'est efforcé de créer une antenne avec la sensibilité la plus élevée possible.
La seule façon d'améliorer les paramètres de l'antenne, connue à l'époque, était d'augmenter ses dimensions géométriques. Cependant, le propriétaire de la maison du centre-ville de Boston que Nathan louait était farouchement opposé à l'installation de grands appareils sur le toit. Ensuite, Nathan a commencé à expérimenter différentes formes d'antennes, en essayant d'obtenir le résultat maximum avec la taille minimale. Enthousiasmé par l'idée de formes fractales, Cohen, comme on dit, a fabriqué au hasard l'une des fractales les plus célèbres en fil de fer - le "flocon de neige de Koch". Le mathématicien suédois Helge von Koch a inventé cette courbe en 1904. Il est obtenu en divisant un segment de droite en trois parties et en remplaçant le segment du milieu par un triangle équilatéral sans côté qui coïncide avec ce segment. La définition est un peu difficile à comprendre, mais sur la photo tout est clair et simple.
Il existe également d'autres variantes de la courbe de Koch, mais la forme approximative de la courbe reste similaire.
Lorsque Nathan a connecté l'antenne au récepteur radio, il a été très surpris - la sensibilité a considérablement augmenté. Après une série d'expériences, le futur professeur de l'université de Boston s'est rendu compte qu'une antenne réalisée à partir d'un motif fractal a un rendement élevé et couvre une gamme de fréquences beaucoup plus large que les solutions classiques. De plus, la forme de l'antenne en forme de courbe fractale peut réduire considérablement les dimensions géométriques. Nathan Cohen a même proposé un théorème prouvant que pour créer une antenne à large bande, il suffit de la façonner en une courbe fractale auto-similaire.
L'auteur a breveté sa découverte et fondé la société pour le développement et la conception d'antennes fractales Fractal Antenna Systems, croyant à juste titre qu'à l'avenir, grâce à sa découverte, les téléphones portables pourront se débarrasser des antennes encombrantes et devenir plus compacts. En principe, c'est ce qui s'est passé. Certes, à ce jour, Nathan est en litige avec de grandes entreprises qui utilisent illégalement sa découverte pour la production d'appareils de communication compacts. Certains fabricants d'appareils mobiles bien connus, tels que Motorola, se sont déjà réconciliés avec l'inventeur de l'antenne fractale. »

Malgré la situation apparemment "irréelle et fantastique", le gain du signal utile est absolument réel et pragmatique. Vous n'avez pas besoin d'être sept pouces sur votre front pour deviner d'où viennent les microvolts supplémentaires. Avec une très forte augmentation de la longueur électrique de l'antenne, toutes ses sections brisées se situent dans l'espace en phase avec les précédentes. Et on sait déjà d'où vient le gain des antennes multi-éléments : dû à l'ajout d'un élément d'énergie rerayonné par d'autres éléments. Il est clair qu'elles ne peuvent pas être utilisées comme antennes directionnelles pour la même raison :-), mais le fait demeure : une antenne fractale est vraiment plus efficace qu'un fil droit.

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• Duchifat : vraiment 9 milliwatts ?

  Avec la nouvelle antenne, le Duchifat-1 israélien a commencé à recevoir beaucoup mieux. C'est toujours faiblement audible, mais avec une pile de deux antennes à 7 éléments, cela semble être mieux. A pris quelques trames de télémétrie. Mal, j'ai bien peur que mon décodeur ne soit pas correct. Ou une "traduction" inexacte des chiffres du paquet en paramètres de DK3WN. Dans l'emballage, la puissance de l'avant n'est que de 7,2 milliwatts. Mais s'il dit la vérité, alors 10 milliwatts de sa puissance sur Terre peuvent être parfaitement entendus :-)

• Comme ce monde est beau, regarde

  Je viens de m'asseoir à la même table avec le monde entier. Passage chouchoute avec égalité des microvolts dans toutes les directions. La même chose que j'ai écrite hier et avant-hier. Ceux qui viennent me rendre visite depuis longtemps l'ont déjà lu. Et écouté. Vous trouverez ci-dessous la bande originale de trois QSO intéressants menés à des intervalles de 5 à 7 minutes. Il y avait encore des liens entre eux, mais pas si expressifs, japonais, américains... On ne peut pas les appeler DX à cause de leur grand nombre :-)

  Donc pour les non-croyants, trois audios coup sur coup 9M2MSO, Malaysia, Puerto Rico NP4JS et enfin la charmante Cécile du Venezuela YY1YLY. Je suis reconnaissant au Tout-Puissant pour le fait que nous soyons si différents, colorés, cool et intéressants. Toutes les connexions sont comme la sélection SSB. comme si spécialement pour le trop, pour que tout le monde puisse écouter .... :-)

• Long foie réussi

  Le DelfiC3 à succès s'est envolé avec ses 125 milliwatts, il est parfaitement audible, il est décodé avec le plugin Java RASCAL et envoie les lignes reçues sur le site de l'équipe de support. AUDIO - Image du décodeur ci-dessous.

  

• Récepteur WEB manquant ?

  Nous venions de parler de la machine Java lorsque SUN nous a glissé un autre cochon :-) Bien sûr, tout est pour le bien de l'utilisateur. Seulement, ils ont oublié qu'il est nécessaire d'informer des millions d'utilisateurs de récepteurs WEB du renforcement des exigences de sécurité, qui dans 90 pour cent des cas fonctionnent via une machine Java. Et, d'ailleurs, pas seulement eux. Les créateurs de récepteurs WED (et, en passant, Windows lui-même aussi :-) essaient de se passer de JAVA en utilisant HTML5 et d'autres bizarreries, mais cela ne fonctionne pas toujours. Une trop longue histoire les relie : tout est verrouillé sur les caractéristiques du fer. Mon ordinateur portable, par exemple, utilisant HTML5 peut fournir le contrôle du récepteur, mais il ne peut pas obtenir le son :-) Vous venez de le comprendre, le récepteur affiche tout, mais en même temps il est silencieux :-) En bref, seulement Vadim, UT3RZ va vous aider aujourd'hui.

  "UT3RZ Vadim. Priluki. Http: //cqpriluki.at.ua Dans le cadre de la mise à jour Jawa du 14 janvier 2014 vers la version 7 Update 51 (build 1.7.0_51-b13), il y a eu des problèmes d'écoute des récepteurs WEB SDR. Les créateurs de Jawa, poursuivant des objectifs de sécurité des utilisateurs d'ordinateurs, dans sa nouvelle version 7 Update 51 ont rendu nécessaire la confirmation de la sécurité par l'utilisateur, manuellement.

• Vérifiez les oreilles de votre TNC

  Par ennui, j'ai écouté (piquée ;-) la chaîne du digipeater de l'ISS. Il bruisse assez régulièrement et assez activement. La surveillance audio, bien sûr, a tout enregistré. Le crapaud a écrasé le clou. Voilà, je le mets, vérifiez les paramètres de vos modems ou TNC. C'est beau là-bas, dans l'Espace. La vérité est vraiment ennuyeuse : les mêmes visages toute l'année :-(

  

• Télégramme UR8RF

  Radio Promin
  

  Je visite tout le monde. Syogodnі, 17 chute de feuilles, sur Radio Promin sur le prototype de 40 chilins Volodymyr UY2UQ a parlé de la radio amateur. Vous pouvez entendre des rumeurs sur le site de Radio Promin dans les archives audio de 17 feuilles.
  Heure 15:14:14 - 15:54:38 http://promin.fm/page/9.html?name=Audioarhiv1http://promin.fm/page/9.html?name=Audioarhiv1
  73 ! Oleksandr UR8RF responsable

• Internet passe en morse

  décembre 2011 Google a annoncé aujourd'hui la sortie de l'application iOS Gmail qui vous permet de prendre rapidement de petites notes. Dans un communiqué de presse, la société a noté que les hommes des cavernes utilisaient également de tels enregistrements, réalisant des dessins sur les rochers. Et maintenant, le logiciel de notes rapides a reçu sa suite logique - Google a annoncé une façon fondamentalement nouvelle de taper sur le clavier des appareils mobiles.
  Gmail Tap est le nom de l'application avec laquelle la transition du clavier familier à 26 boutons des smartphones vers un clavier à deux boutons deviendra une réalité. Vous avez bien entendu. Désormais, les utilisateurs d'appareils sur iOS et Android pourront utiliser Gmail Tap pour taper des messages texte en utilisant seulement deux boutons - un point et un tiret. Les experts de Google, dirigés par Reed Morse (arrière-arrière-petit-fils du célèbre inventeur du code Morse), proposent aux utilisateurs une version simplifiée du code Morse, à partir de laquelle les messages SMS peuvent être saisis pas plus lentement qu'avec un clavier standard. La capacité de taper deux messages en même temps est admirable. Le mode pour les utilisateurs avancés "mode multi e-mail" implique l'utilisation de deux claviers - un standard en bas et un supplémentaire en haut de l'écran. Et même un utilisateur novice de Gmail Tap peut rapidement apprendre à taper sans regarder le clavier. Voyez comme c'est simple :