Спіральна антена своїми руками сборка и розрахунки

Вважається, що спіральна антена характеризується круговою поляризацією, але це не так. Насправді структура витків така, що приймаються хвилі і з лінійною поляризацією. А це зручно іноді, коли є можливість працювати на будь-якій структурі хвилі. І спіральні антени використовуються як опромінювач дзеркал на супутнику. Для радіоаматорів недолік в тому, що хвиля з лінійною поляризацією послаблюється на три децибела, а, як відомо, в радіо і телебаченні нічого іншого і не використовується. Простіше кажучи, в країні спіральний опромінювач доречний тільки для лову НТВ + з супутника, а й там такий метод не використовується. Ряд спеціальних застосувань таких антен, але це обговорювати не будемо. Однак ж запити по темі зустрічаються в мережі. Кому може знадобитися спіральна антена, своїми руками свита з дроту і одягнена на шматок труби, відповісти не беремося, бо навіть в збірнику праць радіоаматорів цей клас виробів взагалі відсутнє ...

Конструкція спіральної антени

Як зібрати спіральну антену

Спіральна антенна нагадує інфрачервоний обігрівач специфічної конструкції. В СРСР військові заводи випускали прилади побутового призначення. Звідси схожість параболічних тарілок і обігрівачів. Отже, беремо бика за роги. Для збірки знадобиться дізнатися діаметр і крок намотування дроту, кількість витків. З матеріалів знадобляться:

1. Сталевий лист для екрану, довільної товщини, але щоб не гнувся від вітру та інших колізій.
2. Відріз дроту, щоб вистачило намотати витки з запасом.
3. Кабель живлення: для телебачення 75 Ом, для радіо 50 Ом.
4. Труба пластикова потрібного діаметру.

Спіральні антени належать до класу біжучої хвилі, і опір пристроїв велике, щоб, правильно розрахувавши пристрій, підключити без узгодження. Спочатку розмічається труба, з запасом, щоб можна було вставити в екран і приклеїти. Уздовж осі (краще з двох сторін) розмічається крок намотування. У майбутньому ці ризики будуть використовуватися для вирівнювання. Відступите спереду пару-трійку сантиметрів і починайте працювати маркером. Зверніть увагу, що зі зворотного боку виток буде зміщений рівно на півкроку.

Спіраль намотується на трубу без урахування кроку, але з потрібним числом витків. Надалі, починаючи з першої ризики, потрібно розтягнути дріт повинні чином. Щоб не відбувалося зміщення в подальшому, слід правильне положення зафіксувати краплями клею. Приблизно по три-чотири на виток. Тим часом саме виготовимо екран.

Вибирайте квадрат зі стороною близько п'яти діаметрів труби намотування. Немає різниці, яка товщина стали, витримуйте характеристики. У зібраному вигляді екран перпендикулярний трубі.

Для електричної збірки слід в області закінчення спіралі (підстава труби) просвердлити отвір і дріт пропустити всередину. За екраном в боковині проробляємо ще одну дірку, куди пропускаємо оплетку живить кабель. Електрично центральна жила з'єднується зі спіраллю, а екран фідера з екраном антени. Так утворюється конструкція для прийому і передачі хвиль. Труба зі сталевим екраном з'єднуються клеєм-герметиком по кутку, щоб забезпечити сувору перпендикулярність деталей. Ключові моменти:

• Спіраль і екран виготовляються з провідного матеріалу, наприклад, міді.
• Труба з діелектрика.

Читайте також: FM антена своїми руками

Розрахунок спіральної антени

Спіральні антени хороші тим, що ловлять будь-який тип хвилі, який використовується в наземному мовленні. Однак для лову радіо слід вісь направити вгору, екран при цьому розташується горизонтально. При цьому пристрою притаманні яскраво виражені спрямовані властивості, тому не чекайте, що вийде охопити ряд вишок з однієї точки. Не все так просто. Діаграма спрямованості залежить від габаритів спіральної антени і сильно:

1. Якщо довжина витка багато менше довжини хвилі, то переважає бічне випромінювання, поперек осі антени. Причому поляризація НЕ буде кругової.
2. В ідеальному випадку довжина витка укладається в рамки 0,75 - 1,3 довжини хвилі. В цьому випадку спостерігаємо один головний пелюсток діаграми спрямованості, що дивиться вперед. Зрозуміло, необхідний екран.
3. Якщо довжина спіралі більше 1,5 довжини хвилі, то утворюється два пелюстки, спрямованих в передню напівплощина. Точніше кажучи, виходить щось, що нагадує конусну поверхню.

З корисних властивостей цього онлайн калькулятора хотілося б відзначити розрахунок мінімального розміру екрана. А щодо кроку потрібно, звичайно ж, уточнити в довідниках, ніж та займемося. До речі, цікавий факт, що за замовчуванням на сайті відразу варто частота WiFi 2,45 ГГц. Так, сьогодні спіральні антени часто застосовуються тут.

Саморобна спіральна антена

І ось що знайшли: посилення залежить тільки від числа витків. Крок ж намотування рекомендується вибирати 0,22 - 0,24 довжини хвилі. Тоді як на сайті це значення задаємо в широких межах. Пропонуємо Новомосковсктелям НЕ плисти проти течії, а вибрати такий крок, варіюючи число витків. Трапляється, що в деяких калькуляторах зустрічаються помилки, а точніше про це знає тільки веб-програміст.

Читайте також: Ремонт радіоприймача своїми руками

До речі, в новому джерелі також відомості наведені про те, що екран розміщується позаду спіралі на відстані 0,12 довжини хвилі. При цьому додається, що якщо діаметр екрану слід вибирати рівним 0,8 довжини хвилі і більш, то сторона квадрата ще більше: 1,1 λ. Це не так очевидно, але якщо уявити собі, що коло вписується всередину зобов'язаний, то все встає на місця.

Що стосується узгодження, то опір спіральної антени сильно залежить від товщини дроту і з ростом зменшується. Можна домогтися, щоб цифра дорівнювала 75 і навіть 50 Ом. У цьому випадку ніякого узгодження не потрібно, що спрощує експлуатацію. І потрібно сказати, що на високих частотах це працює. Наприклад, хвильовий опір стане рівним 75 Ом при товщині дроту 5% довжини хвилі. А щоб отримати 50 Ом, слід взяти товщину дроту 7% довжини хвилі. Бачите, що на частотах WiFi це реально, а значить, розрахуємо параметри так, щоб не потрібно було нічого погоджувати.

Зверніть увагу, що в калькуляторі не дається можливості задати товщину проводу, а з наявним хвильовий опір одно 140 Ом. Напевно, це професійна хитрість, тому що за нашими відомостями кабель повинен бути на 50 Ом на частотах WiFi. Зате можна перевірити чи виконується залежність від товщини дроту. Давайте наведемо таблицю і порівняємо з нею результат.

Отже, частота становить 2450 МГц, знаходимо довжину хвилі за простою формулою:

λ = 299 792 458/2450 000 000 = 0,1223 метра.

Звідки знаходимо потрібний діаметр проводу для опору 140 Ом:

0,1223 х 0,02 = 2,45 мм, перевіримо, чи збігається це з онлайн калькулятором! Дивимося і бачимо: 2,4. Ну, якщо врахувати, що без округлення вийшло 2,447 мм, то будемо вважати, що два джерела повторюють один одного, а значить вказівкам по вибору кроку намотування (див. Вище) можна повірити. На цьому вважаємо, що саморобна спіральна антена готова, а також знайдемо товщину дроту, при якій опір стане рівним 50 Ом: виходить 8,5 мм. Бачите, що навіть на такій високій частоті складно забезпечити необхідні умови. Це причина, чому метою самостійно зробити спіральну антену частіше задаються комп'ютерники.


Що ж стосується нестиковок в калькуляторі, можливо вигадали, але в будь-якому випадку перевіряйте Новомосковскемую в інтернеті технічну інформацію кілька разів. Вважаємо, що відповіли на питання, що таке спіральна антена, і як зробити спіральну антену. Плюс конструкції в простоті виготовлення, якщо патчі потрібно прораховувати, погоджувати, і не факт, що вийде, то тут є непогане пристрій, який начебто задовольняє всім умовам, а також відсіває велику кількість перешкод. Зрозуміло, що з обох сторін (на прийом і передачу) стоять однакові антени, щоб працювати з круговою поляризацією, в іншому випадку результат стане загадково-непередбачуваним. Так що спіральна антена своїми руками це реальність.