Svar på spørsmål fra forumet, gjest og mail.
Verden er ikke uten gode mennesker :-)
Valery UR3CAH: "God ettermiddag, Egor. Jeg tror denne artikkelen (nemlig delen "Fractal antennas: less is more") tilsvarer temaet på nettstedet ditt og vil være av interesse for deg :) Er det sant? 73!"
Ja, selvfølgelig er det interessant. Vi har allerede berørt dette emnet til en viss grad når vi diskuterte geometrien til hexabims. Også der var det et dilemma med å "pakke" den elektriske lengden inn i geometriske dimensjoner :-). Så tusen takk, Valery, for at du sendte materialet.
"Fraktale antenner: mindre er mer
I løpet av det siste halve århundret har livet raskt begynt å endre seg. De fleste av oss aksepterer prestasjoner moderne teknologier for gitt. Du blir vant til alt som gjør livet mer behagelig veldig raskt. Sjelden stiller noen spørsmålene "Hvor kom dette fra?" og "Hvordan fungerer det?" En mikrobølgeovn varmer opp frokosten - flott, en smarttelefon gir deg muligheten til å snakke med en annen person - flott. Dette virker som en åpenbar mulighet for oss.
Men livet kunne vært helt annerledes hvis en person ikke hadde søkt en forklaring på at hendelsene fant sted. Ta for eksempel mobiltelefoner. Husker du de uttrekkbare antennene på de første modellene? De forstyrret, økte størrelsen på enheten, og til slutt gikk de ofte i stykker. Vi tror de har sunket ned i glemselen for alltid, og en del av grunnen til dette er... fraktaler.
Fraktale mønstre fascinerer med mønstrene deres. De ligner definitivt bilder av kosmiske objekter - tåker, galaksehoper og så videre. Det er derfor ganske naturlig at når Mandelbrot ga uttrykk for sin teori om fraktaler, vakte forskningen hans økt interesse blant de som studerte astronomi. En av disse amatørene ved navn Nathan Cohen, etter å ha deltatt på et foredrag av Benoit Mandelbrot i Budapest, fikk ideen praktisk anvendelse tilegnet kunnskap. Riktignok gjorde han dette intuitivt, og tilfeldighetene spilte en viktig rolle i oppdagelsen hans. Som radioamatør forsøkte Nathan å lage en antenne med høyest mulig følsomhet.
Den eneste måten å forbedre parametrene til antennen, som var kjent på den tiden, var å øke dens geometriske dimensjoner. Eieren av eiendommen i sentrum av Boston som Nathan leide var imidlertid kategorisk mot å installere store enheter på taket. Så begynte Nathan å eksperimentere med forskjellige antenneformer, og prøvde å få maksimalt resultat med minimumsstørrelsen. Inspirert av ideen om fraktale former, laget Cohen, som de sier, tilfeldig en av de mest kjente fraktalene fra tråd - "Koch-snøfnugget". Den svenske matematikeren Helge von Koch kom opp med denne kurven tilbake i 1904. Det oppnås ved å dele et segment i tre deler og erstatte det midtre segmentet med en likesidet trekant uten at en side faller sammen med dette segmentet. Definisjonen er litt vanskelig å forstå, men i figuren er alt klart og enkelt.
Det finnes også andre variasjoner av Koch-kurven, men den omtrentlige formen på kurven forblir lik. 
Da Nathan koblet antennen til radiomottakeren ble han veldig overrasket – følsomheten økte dramatisk. Etter en rekke eksperimenter innså den fremtidige professoren ved Boston University at en antenne laget etter et fraktalt mønster har høy effektivitet og dekker et mye bredere frekvensområde sammenlignet med klassiske løsninger. I tillegg gjør formen på antennen i form av en fraktalkurve det mulig å redusere de geometriske dimensjonene betydelig. Nathan Cohen kom til og med opp med et teorem som beviser at for å lage en bredbåndsantenne, er det nok å gi den formen av en selv-lignende fraktalkurve.
Forfatteren patenterte oppdagelsen sin og grunnla et selskap for utvikling og design av fraktale antenner, Fractal Antenna Systems, og trodde med rette at mobiltelefoner i fremtiden, takket være oppdagelsen hans, vil kunne kvitte seg med store antenner og bli mer kompakte. I prinsippet var det dette som skjedde. Riktignok er Nathan til i dag engasjert i en juridisk kamp med store selskaper som ulovlig bruker oppdagelsen hans til å produsere kompakte kommunikasjonsenheter. Noen kjente produsenter mobile enheter, som Motorola, har allerede nådd en fredelig avtale med oppfinneren av fraktalantennen."
Til tross for den tilsynelatende "uvirkelige og fantastiske" situasjonen med økningen i det nyttige signalet, er den absolutt ekte og pragmatisk. Du trenger ikke være en rakettforsker for å finne ut hvor de ekstra mikrovoltene kommer fra. Med en veldig stor økning i den elektriske lengden på antennen, er alle dens ødelagte seksjoner plassert i rommet i fase med de forrige. Og vi vet allerede hvor gevinsten i multi-element antenner kommer fra: på grunn av tilsetning av energi i ett element gjenutsendes av andre elementer. Det er klart at de ikke kan brukes som retningsbestemte av samme grunn :-) men faktum gjenstår: en fraktalantenne er virkelig mer effektiv enn en rett ledning.
- Tilbake
- Framover
Du har ingen rettigheter til å legge inn kommentarer
Duchifat: Er det virkelig 9 milliwatt?
Med den nye antennen har mottaket av den israelske Duchifat-1 blitt merkbart bedre. Det er alltid svakt hørbart, men det ser ut til å være bedre med en stabel med to 7-elements antenner. Mottok et par telemetrirammer. Det er litt sparsomt, jeg er redd dekoderen min ikke er riktig. Eller en unøyaktig "oversettelse" av pakkenumre til parametere fra DK3WN. I pakken er effekten fra sensoren (forover) kun 7,2 milliwatt. Men hvis han forteller sannheten, så kan 10 milliwatt av kraften hans på jorden høres perfekt :-)Så vakker denne verden er, se
Jeg satt bare ved samme bord med hele verden. Passasjen hengir seg til like mikrovolt fra alle retninger. Det samme skrev jeg i går og i forgårs. Alle som har besøkt meg lenge har allerede lest den. Og han lyttet. Nedenfor er et lydspor av tre interessante QSOer utført med intervaller på 5-7 minutter. Det var fortsatt forbindelser mellom dem, men ikke så uttrykksfulle, japanere, amerikanere.... De kan ikke lenger kalles DX-er på grunn av det store antallet :-)Så, for ikke-troende, tre lydopptak etter hverandre 9M2MSO, Malaysia, Puerto Rico NP4JS og til slutt den sjarmerende Cecile fra Venezuela YY1YLY. Jeg er takknemlig til den allmektige for at vi er så forskjellige, fargerike, kule og interessante. Alle tilkoblinger er som SSB-valg. som om spesielt for alle slik at alle kan lytte... :-)
Vellykket hundreåring
Den vellykkede DelfiC3 fløy med sine 125 milliwatt, den er perfekt hørbar, den er perfekt dekodet med Java-dingsen RASCAL og sender også de mottatte linjene til supportteamets nettsted. AUDIO - Bilde av dekoderen nedenfor.
Mistet WEB-mottaker?
Vi hadde akkurat tid til å snakke om Java-maskinen da SUN slapp oss enda en gris :-) Alt er selvfølgelig til fordel for brukeren. Bare de glemte at de trenger å varsle millioner av brukere av WEB-mottakere, som i 90 prosent av tilfellene jobber gjennom en Java-maskin, om skjerpingen av sikkerhetskravene. Og forresten ikke bare dem. Skaperne av WED-mottakere (Og forresten, Windows selv også :-) prøver å klare seg uten JAVA ved å bruke HTML5 og andre vendinger, men det fungerer ikke alltid. En for lang historie forbinder dem: alt er knyttet til egenskapene til maskinvaren. Min bærbare datamaskin, for eksempel, ved hjelp av HTML5 kan gi kontroll over mottakeren, men kan ikke motta lyd :-) Bare tenk, mottakeren viser alt, men er stille :-) Kort sagt, i dag er det bare Vadim, UT3RZ, som hjelper deg."UT3RZ Vadim. Priluki. http://cqpriluki.at.ua I forbindelse med oppdateringen av Jawa 14. januar 2014 til versjon 7 Update 51 (bygg 1.7.0_51-b13), oppsto det problemer med å lytte til WEB SDR-mottakere. Skaperne av Jawa, i jakten på mål sikkerhet for databrukere, i sin ny versjon 7 Oppdatering 51 introduserte behovet for brukerbekreftelse av sikkerhet manuelt.
Sjekk ørene til din TNC
Av kjedsomhet lyttet jeg (pirket;-) til ISS digipeater-kanalen. Det rasler ganske godt og ganske aktivt. Lydkontroll tok selvfølgelig opp alt. Padden knuste opptaket. Her legger jeg det, sjekk innstillingene til modemene eller TNC-ene dine. Det er vakkert der, i verdensrommet. Det er virkelig kjedelig: de samme ansiktene hele året :-(
Telegram UR8RF
Radio Promin
Jeg elsker alle. I dag, 17. november, på Radio Promin på protyazhi 40 hvilin Volodymyr UY2UQ lærte om amatørradio. Du kan høre den på Radio Promins nettsider i lydarkivet 17. november.
Time 15:14:14 - 15:54:38 http://promin.fm/page/9.html?name=Audioarhiv1http://promin.fm/page/9.html?name=Audioarhiv1
73! Med bilen Oleksandr UR8RFInternett går til Morse
I desember 2011 Google-selskap annonserte lanseringen av en Gmail-app for iOS som lar deg raskt ta korte notater. Selskapets pressemelding bemerket at slike poster ble brukt av huleboere når de laget tegninger på steiner. Og nå har programvaren for raske notater fått sin logiske fortsettelse – Google har annonsert en fundamentalt ny måte å skrive på tastaturet til mobile enheter.
Gmail Tap er navnet på applikasjonen som overgangen fra det vanlige smarttelefontastaturet med 26 taster til et to-knappers tastatur blir en realitet. Du hørte rett. Fra nå av vil brukere av både iOS- og Android-enheter kunne bruke Gmail Trykk for å skrive tekstmeldinger med kun to knapper - prikk og strek. Google-spesialister ledet av Reed Morse (tippoldebarnet til den berømte oppfinneren av morsekoden) tilbyr brukerne en forenklet versjon av morsekoden, som SMS-meldinger ikke kan skrives tregere enn med et standardtastatur. Evnen til å skrive to meldinger samtidig er beundringsverdig. Modusen for avanserte brukere "multi-e-postmodus" innebærer bruk av to tastaturer - et standard nederst og et ekstra øverst på skjermen. Og til og med en nybegynner Gmail-bruker Tap vil raskt kunne lære hvordan du skriver tekst, nesten uten å se på tastaturet. Se hvor enkelt det er:
Trådfraktalantennene som er studert i denne oppgaven ble laget ved å bøye ledningen i henhold til en trykt papirmal. Siden ledningen ble bøyd manuelt ved hjelp av en pinsett, var nøyaktigheten for å få antennen til å "bøye" omtrent 0,5 mm. Derfor ble de enkleste geometriske fraktalformene tatt for forskning: Koch-kurven og Minkowski "bipolare hopp".
Det er kjent at fraktaler gjør det mulig å redusere størrelsen på antenner, og dimensjonene til en fraktalantenne sammenlignes med dimensjonene til en symmetrisk halvbølge lineær dipol. I videre forskning i oppgaven vil trådfraktale antenner bli sammenlignet med en lineær dipol med /4-armer lik 78 mm med en resonansfrekvens på 900 MHz.
Ledningsfraktale antenner basert på Koch-kurven
Arbeidet gir formler for beregning av fraktale antenner basert på Koch-kurven (Figur 24).
EN) n= 0 b) n= 1 c) n = 2
Figur 24 - Koch-kurve for ulike iterasjoner n
Dimensjon D den generaliserte Koch-fraktalen beregnes med formelen:
Hvis vi erstatter standard bøyevinkelen til Koch-kurven = 60 med formel (35), får vi D = 1,262.
Avhengighet av den første resonansfrekvensen til Koch-dipolen f K fra den fraktale dimensjonen D, iterasjonsnummer n og resonansfrekvensen til en rett dipol f D med samme høyde som Koch brutte linje (ved ytterpunktene) bestemmes av formelen:
For figur 24, b kl n= 1 og D= 1,262 fra formel (36) får vi:
f K= f D 0,816, f K = 900 MHz 0,816 = 734 MHz. (37)
For figur 24, c med n = 2 og D = 1,262 fra formel (36) får vi:
f K= f D 0,696, f K = 900 MHz 0,696 = 626 MHz. (38)
Formler (37) og (38) lar oss løse det omvendte problemet - hvis vi vil at fraktale antenner skal operere på en frekvens f K = 900 MHz, da må rette dipoler operere ved følgende frekvenser:
for n = 1 f D = f K / 0,816 = 900 MHz / 0,816 = 1102 MHz, (39)
for n = 2 f D = f K / 0,696 = 900 MHz / 0,696 = 1293 MHz. (40)
Ved å bruke grafen i figur 22 bestemmer vi lengdene på /4-armene til en rett dipol. De vil være lik 63,5 mm (for 1102 MHz) og 55 mm (for 1293 MHz).
Dermed ble det laget 4 fraktale antenner basert på Koch-kurven: to med 4-arms dimensjoner på 78 mm, og to med mindre dimensjoner. Figurene 25-28 viser bilder av RK2-47-skjermen, hvorfra resonansfrekvenser kan bestemmes eksperimentelt.
Tabell 2 oppsummerer de beregnede og eksperimentelle dataene, hvorfra det er klart at de teoretiske frekvensene f T skiller seg fra eksperimentelle f E ikke mer enn 4-9%, og dette er et ganske bra resultat.
Figur 25 - Skjerm RK2-47 ved måling av en antenne med en Koch-kurve med iterasjon n = 1 med /4-armer lik 78 mm. Resonansfrekvens 767 MHz
Figur 26 - Skjerm RK2-47 ved måling av en antenne med en Koch-kurve med iterasjon n = 1 med /4-armer lik 63,5 mm. Resonansfrekvens 945 MHz
Figur 27 - Skjerm RK2-47 ved måling av en antenne med en Koch-kurve med iterasjon n = 2 med /4-armer lik 78 mm. Resonansfrekvens 658 MHz
Figur 28 - Skjerm RK2-47 ved måling av en antenne med en Koch-kurve med iterasjon n = 2 med /4-armer lik 55 mm. Resonansfrekvens 980 MHz
Tabell 2 - Sammenligning av beregnede (teoretisk fT) og eksperimentelle fE-resonansfrekvenser for fraktale antenner basert på Koch-kurven
Ledningsfraktale antenner basert på et "bipolart hopp". Retningsmønster
Fraktale linjer av typen "bipolar hopp" er beskrevet i arbeidet, men formler for beregning av resonansfrekvensen avhengig av størrelsen på antennen er ikke gitt i arbeidet. Derfor ble det besluttet å bestemme resonansfrekvensene eksperimentelt. For enkle fraktale linjer av 1. iterasjon (Figur 29, b) ble det laget 4 antenner - med en lengde på /4-arm lik 78 mm, med halv lengde og to mellomlengder. For de vanskelige å produsere fraktallinjene i 2. iterasjon (Figur 29, c), ble det produsert 2 antenner med 4-armslengder på 78 og 39 mm.
Figur 30 viser alle de fremstilte fraktale antennene. Figur 31 viser utseendet til det eksperimentelle oppsettet med fraktalantennen "bipolare hopp" av den andre iterasjonen. Figurene 32-37 viser den eksperimentelle bestemmelsen av resonansfrekvenser.
EN) n= 0 b) n= 1 c) n = 2
Figur 29 - Minkowski-kurve "bipolart hopp" av forskjellige iterasjoner n
Figur 30 - Utseende alle produserte trådfraktalantenner (tråddiameter 1 og 0,7 mm)
Figur 31 - Eksperimentelt oppsett: panoramisk VSWR og dempningsmåler RK2-47 med fraktalantenne av typen "bipolar hopp", 2. iterasjon
Figur 32 - Skjerm RK2-47 ved måling av en "bipolar hopp"-antenne med iterasjon n = 1 med /4-armer lik 78 mm.
Resonansfrekvens 553 MHz
Figur 33 - Skjerm RK2-47 ved måling av en "bipolar hopp"-antenne med iterasjon n = 1 med /4-armer lik 58,5 mm.
Resonansfrekvens 722 MHz
Figur 34 - Skjerm RK2-47 ved måling av en "bipolar hopp"-antenne med iterasjon n = 1 med /4-armer lik 48 mm. Resonansfrekvens 1012 MHz
Figur 35 - Skjerm RK2-47 ved måling av en "bipolar hopp"-antenne med iterasjon n = 1 med /4-armer lik 39 mm. Resonansfrekvens 1200 MHz
Figur 36 - Skjerm RK2-47 ved måling av en "bipolar hopp"-antenne med iterasjon n = 2 med /4-armer lik 78 mm.
Den første resonansfrekvensen er 445 MHz, den andre er 1143 MHz
Figur 37 - Skjerm RK2-47 ved måling av en "bipolar hopp"-antenne med iterasjon n = 2 med /4-armer lik 39 mm.
Resonansfrekvens 954 MHz
Som eksperimentelle studier har vist, hvis vi tar en symmetrisk halvbølge lineær dipol og en fraktalantenne med samme lengde (Figur 38), vil fraktale antenner av typen "bipolar hopp" operere med en lavere frekvens (med 50 og 61). %), og fraktale antenner i form av en kurve Koch opererer ved frekvenser 73 og 85 % lavere enn frekvensene til en lineær dipol. Derfor kan faktisk fraktale antenner lages i mindre størrelser. Figur 39 viser dimensjonene til fraktale antenner for de samme resonansfrekvensene (900-1000 MHz) sammenlignet med armen til en konvensjonell halvbølgedipol.
Figur 38 - "Konvensjonelle" og fraktale antenner med samme lengde
Figur 39 - Antennestørrelser for de samme resonansfrekvensene
5. Måling av strålingsmønstre for fraktale antenner
Antennestrålingsmønstre måles vanligvis i "koløse" kamre, hvis vegger absorberer strålingen som faller inn på dem. I denne oppgaven er det utført målinger i et vanlig laboratorium ved Fakultet for fysikk og teknologi, og det reflekterte signalet fra metallkasser instrumenter og jernstativ introduserte noen feil i målingene.
Egen generator til panorama VSWR og dempningsmåler RK2-47 ble brukt som kilde for mikrobølgesignalet. En ATT-2592 elektromagnetisk feltnivåmåler ble brukt som strålingsmottaker fra fraktalantennen, slik at målinger kunne gjøres i frekvensområdet fra 50 MHz til 3,5 GHz.
Foreløpige målinger viste at stråling fra utsiden i betydelig grad forvrenger strålingsmønsteret til en symmetrisk halvbølge lineær dipol koaksial kabel, som var direkte (uten matchende enheter) koblet til dipolen. En av måtene å undertrykke transmisjonslinjestråling er å bruke en monopol i stedet for en dipol sammen med fire innbyrdes perpendikulære /4 "motvekter" som spiller rollen som "jord" (Figur 40).
Figur 40 - /4 monopol- og fraktalantenne med "motvekter"
Figurene 41 - 45 viser de eksperimentelt målte strålingsmønstrene til antennene som studeres med "motvekter" (resonansfrekvensen til strålingen endres praktisk talt ikke når man beveger seg fra en dipol til en monopol). Målinger av strømtettheten for mikrobølgestrålingseffekt i mikrowatt per kvadratmeter ble utført i horisontale og vertikale plan med intervaller på 10. Målinger ble utført i antennens "fjerne" sone i en avstand på 2.
Den første antennen som ble studert var en rettlinjet /4-vibrator. Fra strålingsmønsteret til denne antennen er det tydelig (Figur 41) at den skiller seg fra den teoretiske. Dette skyldes målefeil.
Målefeil for alle antenner som studeres kan være som følger:
Refleksjon av stråling fra metallgjenstander inne i laboratoriet;
Mangel på streng gjensidig vinkelrett mellom antenne og motvekter;
Ikke fullstendig undertrykkelse av stråling fra det ytre skallet av koaksialkabelen;
Unøyaktig lesing av vinkelverdier;
Unøyaktig "målretting" av ATT-2592-måleren ved antennen;
Forstyrrelser fra mobiltelefoner.
Verden er ikke uten gode mennesker :-)
Valery UR3CAH: "God ettermiddag, Egor. Jeg tror denne artikkelen (nemlig delen "Fraktale antenner: mindre er mer") tilsvarer temaet på nettstedet ditt og vil være av interesse for deg:) 73!"
Ja, selvfølgelig er det interessant. Vi har allerede berørt dette emnet til en viss grad når vi diskuterte geometrien til hexabims. Også der var det et dilemma med å "pakke" den elektriske lengden inn i geometriske dimensjoner :-). Så tusen takk, Valery, for at du sendte materialet.
Fraktale antenner: mindre er mer
I løpet av det siste halve århundret har livet raskt begynt å endre seg. De fleste av oss tar fremskritt med moderne teknologi for gitt. Du blir vant til alt som gjør livet mer behagelig veldig raskt. Sjelden stiller noen spørsmålene "Hvor kom dette fra?" og "Hvordan fungerer det?" En mikrobølgeovn varmer opp frokosten - flott, en smarttelefon gir deg muligheten til å snakke med en annen person - flott. Dette virker som en åpenbar mulighet for oss.
Men livet kunne vært helt annerledes hvis en person ikke hadde søkt en forklaring på at hendelsene fant sted. Ta mobiltelefoner, for eksempel. Husker du de uttrekkbare antennene på de første modellene? De forstyrret, økte størrelsen på enheten, og til slutt gikk de ofte i stykker. Vi tror de har sunket ned i glemselen for alltid, og en del av grunnen til dette er... fraktaler.
Fraktale mønstre fascinerer med mønstrene deres. De ligner definitivt bilder av kosmiske objekter - tåker, galaksehoper og så videre. Det er derfor ganske naturlig at når Mandelbrot ga uttrykk for sin teori om fraktaler, vakte forskningen hans økt interesse blant de som studerte astronomi. En av disse amatørene ved navn Nathan Cohen, etter å ha deltatt på et foredrag av Benoit Mandelbrot i Budapest, ble inspirert av ideen om praktisk anvendelse av den ervervede kunnskapen. Riktignok gjorde han dette intuitivt, og tilfeldighetene spilte en viktig rolle i oppdagelsen hans. Som radioamatør forsøkte Nathan å lage en antenne med høyest mulig følsomhet.
Den eneste måten å forbedre parametrene til antennen, som var kjent på den tiden, var å øke dens geometriske dimensjoner. Eieren av eiendommen i sentrum av Boston som Nathan leide var imidlertid kategorisk mot å installere store enheter på taket. Så begynte Nathan å eksperimentere med forskjellige antenneformer, og prøvde å få maksimalt resultat med minimumsstørrelsen. Inspirert av ideen om fraktale former, laget Cohen, som de sier, tilfeldig en av de mest kjente fraktalene fra tråd - "Koch-snøfnugget". Den svenske matematikeren Helge von Koch kom opp med denne kurven tilbake i 1904. Det oppnås ved å dele et segment i tre deler og erstatte det midtre segmentet med en likesidet trekant uten at en side faller sammen med dette segmentet. Definisjonen er litt vanskelig å forstå, men i figuren er alt klart og enkelt.
Det finnes også andre variasjoner av Koch-kurven, men den omtrentlige formen på kurven forblir lik.
Da Nathan koblet antennen til radiomottakeren ble han veldig overrasket – følsomheten økte dramatisk. Etter en rekke eksperimenter innså den fremtidige professoren ved Boston University at en antenne laget etter et fraktalt mønster har høy effektivitet og dekker et mye bredere frekvensområde sammenlignet med klassiske løsninger. I tillegg gjør formen på antennen i form av en fraktalkurve det mulig å redusere de geometriske dimensjonene betydelig. Nathan Cohen kom til og med opp med et teorem som beviser at for å lage en bredbåndsantenne, er det nok å gi den formen av en selv-lignende fraktalkurve.
Forfatteren patenterte oppdagelsen sin og grunnla et selskap for utvikling og design av fraktale antenner, Fractal Antenna Systems, og trodde med rette at mobiltelefoner i fremtiden, takket være oppdagelsen hans, vil kunne kvitte seg med store antenner og bli mer kompakte. I prinsippet var det dette som skjedde. Riktignok er Nathan til i dag engasjert i en juridisk kamp med store selskaper som ulovlig bruker oppdagelsen hans til å produsere kompakte kommunikasjonsenheter. Noen kjente produsenter av mobilenheter, som Motorola, har allerede oppnådd en minnelig avtale med oppfinneren av fraktalantennen. Originalkilde
I løpet av de siste årene har jeg jevnlig blitt møtt med utfordringene med å utvikle UWB (ultra-wideband) mikrobølgemoduler og funksjonelle enheter. Og så trist som det er for meg å si dette, så får jeg nesten all informasjon om temaet fra utenlandske kilder. Men for en tid siden, på jakt etter informasjonen jeg trengte, kom jeg over en som lovet en løsning på alle problemene mine. Jeg vil snakke om hvordan problemene ikke ble løst.
En av de konstante "hodepinene" i utviklingen av UWB-mikrobølgeenheter er utviklingen av UWB-antenner, som må ha et sett med visse egenskaper. Blant disse egenskapene er følgende:
1. Avtale i driftsfrekvensbåndet (for eksempel fra 1 til 4 GHz). Det skjer imidlertid når det er nødvendig å avtale i frekvensområdet fra 0,5 GHz til 5 GHz. Og her oppstår problemet med å gå under 1 GHz i frekvens. Jeg fikk generelt inntrykk av at 1 GHz-frekvensen har en slags mystisk kraft - du kan komme nær den, men det er veldig vanskelig å overvinne det, fordi i dette tilfellet brytes et annet krav til antennen, nemlig
2. Kompakthet. Tross alt er det ingen hemmelighet at nå er det få som trenger en bølgelederhornantenne av enorm størrelse. Alle vil ha en antenne som er liten, lett og kompakt, slik at den kan passe inn i kroppen til en bærbar enhet. Men når du komprimerer antennen, blir det svært vanskelig å overholde paragraf 1 i kravene til antennen, fordi Minimumsfrekvensen til driftsområdet er nært knyttet til maksimal størrelse på antennen. Noen vil si at du kan lage en antenne på et dielektrikum med en høy relativ dielektrisitetskonstant... Og de vil ha rett, men dette motsier neste punkt på listen vår, som sier at
3. Antennen skal være så billig som mulig og laget av de mest tilgjengelige og rimelige materialene (for eksempel FR-4). Fordi ingen ønsker å betale mye, mye penger for en antenne, selv om den er tre ganger genial. Alle vil ha kostnaden for antennen på produksjonsstadiet trykt kretskort hadde en tendens til null. Fordi dette er vår verden...
4. Det er enda et krav som oppstår ved løsning av ulike problemer knyttet til for eksempel kortreist plassering, samt opprettelsen ulike sensorer, ved bruk av UWB-teknologi (her må det presiseres at vi snakker om laveffektapplikasjoner, hvor hver dBm teller). Og dette kravet sier at strålingsmønsteret (DP) til den utformede antennen skal dannes i bare én halvkule. Hva er dette til for? For at antennen bare skal "lyse" i én retning, uten å spre dyrebar kraft inn i "retur". Dette lar deg også forbedre en rekke indikatorer for systemet der en slik antenne brukes.
Hvorfor skriver jeg alt dette..? For at den nysgjerrige leseren skal forstå at utvikleren av en slik antenne står overfor mange begrensninger og forbud som han trenger å overvinne heroisk eller vittig.
Og plutselig, som en åpenbaring, dukker det opp en artikkel som lover en løsning på alle problemene ovenfor (så vel som de som ikke ble nevnt). Å lese denne artikkelen fremkaller en liten følelse av eufori. Selv om første gang du ikke helt forstår hva som er skrevet, høres det magiske ordet "fractal" veldig lovende ut, fordi Euklidisk geometri har allerede uttømt sine argumenter.
Vi går frimodig i gang og mater strukturen foreslått av forfatteren av artikkelen til simulatoren. Simulatoren knurrer gutturalt som en datamaskinkjøler, tygger gigabyte med tall, og spytter ut det fordøyde resultatet... Når du ser på simuleringsresultatene, føler du deg som en liten lurt gutt. Jeg får tårer i øynene fordi... igjen kolliderte dine barndoms luftige drømmer med støpejern...virkelighet. Det er ingen koordinering i frekvensområdet 0,1 GHz - 24 GHz. Selv i området 0,5 GHz - 5 GHz er det ingenting som ligner.
Det er fortsatt et fryktsomt håp om at du ikke forsto noe, gjorde noe galt ... Søket etter byttepunktet begynner, forskjellige variasjoner med topologien, men alt er forgjeves - det er dødt!
Det tristeste i denne situasjonen er at du helt til siste øyeblikk leter etter årsaken til feil hos deg selv. Takk til mine medarbeidere som forklarte at alt var riktig - det skulle ikke fungere.
P.S. Jeg håper fredagsinnlegget mitt fikk deg til å smile.
Moralen i denne presentasjonen er denne: Vær på vakt!
(Og jeg hadde veldig lyst til å skrive en ANTI-artikkel om dette, fordi jeg ble lurt).
For de som ikke vet hva det er og hvor det brukes, kan jeg si at se videofilmer om fraktaler. Og slike antenner brukes overalt i dag, for eksempel i alle mobiltelefoner.
Så på slutten av 2013 kom min svigerfar og svigermor på besøk til oss, og så ba svigermoren, på tampen av nyttårsferien, oss om en antenne til henne liten TV. Svigerfaren min ser på TV gjennom en parabol og gjør vanligvis noe av seg selv, men min svigermor ønsket å se nyttårsprogrammer stille uten å plage min svigerfar.
Ok, vi ga henne sløyfeantennen vår (330x330 mm kvadrat), som min kone noen ganger så på TV gjennom.
Og så nærmet tiden seg for åpningen av vinter-OL i Sotsji og min kone sa: Lag en antenne.
Det er ikke noe problem for meg å lage en annen antenne, så lenge den har en hensikt og mening. Han lovet å gjøre det. Og nå er tiden kommet... men jeg tenkte at det på en eller annen måte var kjedelig å skulpturere enda en sløyfeantenne, tross alt er det 21. århundre i hagen, og da husket jeg at de mest progressive i konstruksjonen av antenner er EH-antenner , HZ-antenner og fraktal-antenner. Etter å ha funnet ut hva som var best egnet for virksomheten min, slo jeg meg på en fraktalantenne. Heldigvis har jeg sett alle slags filmer om fraktaler og hentet alle slags bilder fra Internett for lenge siden. Så jeg ønsket å oversette ideen til materiell virkelighet.
Bilder er én ting, en spesifikk implementering av en bestemt enhet er en annen. Jeg brydde meg ikke lenge og bestemte meg for å bygge en antenne basert på en rektangulær fraktal.
Jeg tok ut kobbertråd med en diameter på ca 1 mm, tok en tang og begynte å lage ting... det første prosjektet var fullskala med mange fraktaler. Av vane gjorde jeg det lenge, på kalde vinterkvelder gjorde jeg det til slutt, limte hele fraktaloverflaten til fiberplaten med flytende polyetylen, loddet kabelen direkte, omtrent 1 m lang, begynte å prøve.. . Oops! Og denne antennen mottok TV-kanaler mye tydeligere enn en rammeantenne... Jeg var fornøyd med dette resultatet, noe som betyr at det ikke var forgjeves at jeg slet og gned hard hud mens jeg bøyde ledningen til en fraktal form.
Det gikk omtrent en uke og jeg fikk ideen om at størrelsen på den nye antennen er nesten den samme som en rammeantenne, det er ingen spesiell fordel, med mindre du tar hensyn til en liten forbedring i mottaket. Og så bestemte jeg meg for å montere en ny fraktalantenne, med færre fraktaler, og derfor mindre i størrelse.
Fraktal antenne. Første alternativ Lørdag 02.08.2014 tok jeg ut et lite stykke kobbertråd som var til overs fra den første fraktalantennen og monterte ganske raskt, omtrent en halvtime, en ny antenne...
Fraktal antenne. Andre alternativ Så loddet jeg kabelen fra den første og det viste seg å være en komplett enhet. 
Fraktal antenne. Andre alternativ med kabel
Jeg begynte å sjekke ytelsen... Wow, faen! Ja, denne fungerer enda bedre og mottar så mange som 10 kanaler i farger, noe som tidligere ikke kunne oppnås ved bruk av en sløyfeantenne. Gevinsten er betydelig! Hvis du også legger merke til at mottaksforholdene mine er helt uviktige: i andre etasje er huset vårt fullstendig blokkert fra TV-senteret av høyhus, det er ingen direkte sikt, så er gevinsten imponerende både i mottak og i størrelse.
På Internett er det fraktale antenner laget ved etsing på folieglass... Jeg tror det ikke spiller noen rolle hva man skal gjøre, og dimensjonene bør ikke overholdes strengt for en TV-antenne, innenfor grensene for arbeid på kneet.
Forbindelse
