Логопедическая антенна своими руками: расчет, калькулятор, инструкция по сборке

Калькулятор не помещается в окно полностью, поэтому прокручивайте голубое окно вверх-вниз, вправо-влево, чтобы заполнить все поля. После нажатия кнопки «Рассчитать» прокрутите вниз, чтобы увидеть результаты.

Пояснения к расчету:

• минимальная и максимальная рабочая частота — укажите диапазон, исходя из для вашего региона;
• входное сопротивление — оставьте 75 Ом;
• диаметр элемента — укажите сечение вибраторов, которые планируете применять;
• сторона собирающей линии — калькулятор рассчитывает значения для трубок квадратного сечения, нужно указать размер одной грани.

Вибраторы укорачиваются в геометрической прогрессии со знаменателем, равным τ. Работа антенны зависит от периода структуры τ и угла при вершине треугольника α, связанного с относительным интервалом σ.

Чем меньше угол α (и больше τ), тем выше коэффициент усиления антенны. При этом увеличивается число вибраторов и общая длина конструкции. Поэтому при выборе периода структуры рекомендуем принимать значение τ 0,9.

Существует оптимальное значение относительного интервала σ для определенного τ — калькулятор посчитает его автоматически.

Полученные значения используйте при изготовлении антенны.

Изготовление проводника

Создание самодельной модели включает в себя:

1. Изготовление стержней. Подбираются две проводящие трубки нужного диаметра, поскольку изготовить их сложно.
2. Нарезка и попеременное присоединение вибраторов посчитанных размеров. Длина самых больших должна получиться около четверти (а в сумме – правый и левый – равна половине) длины волны нужного диапазона.
3. Подвод питания к передней части, если используется усилитель.
4. Проводку фидера внутри одного из стержней. В этом случае кабель играет роль четвертьволнового трансформатора.
5. Пайка кабелей, подключение и .

Подключение вибраторов производится попеременно, как показано на схеме.

Чтобы не упустить из виду важные мелочи, посмотрите эту видеоинструкцию. Лучше чем на ней объяснить невозможно — все наглядно и понятно.

Настройка

При правильной сборке и использовании фидера волновым сопротивлением 75 Ом антенна не нуждается в дополнительной настройке. Достаточно ее правильно .

Если же при сборке были допущены огрехи, то исправить их можно следующим образом:

• Укорочением или наращиванием вибраторов.
  Обрезать можно с помощью кусачек, пилки по металлу или болгарки. Удлинить же можно, надставляя на короткие вибраторы трубки из такого же материала до соответствующей расчетам длины. После того как она достигнута, трубки крепятся клеем, запаиваются, заклепываются или же зажимаются плоскогубцами так, чтобы обеспечить надежный контакт.
• Изменением расстояния между парами вибраторов.

Подключение усилителя SWA

В зоне, где прием телесигнала неуверенный, можно использовать . Наиболее популярной маркой является SWA. Платы этой линейки выпускаются с разными коэффициентами усиления и канальными диапазонами.

Подключение выполняться одним из двух способов:

• При питании по антенному кабелю.
  Здесь центральная жила кабеля зажимается одним винтом, а экран заворачивается и зачищается с помощью планки. Главное при этом – не допустить короткого замыкания экрана на центральную жилу;
• При питании от внешнего адаптера.
  Здесь требуется переходник-адаптер («краб») с подходящими параметрами (для их проверки потребуется мультиметр). Он распаивается в соответствии с конструкцией антенны и спецификой ее подключения. Здесь требуются нетривиальные знания электротехники, поскольку единого стандарта устройств производи

Логопериодическая антенна для цифрового ТВ

Логопериодическая антенна (ЛПА) представляет собой специализированный тип высокочастотных приёмников. В отличие от всенаправленных волновых улавливателей, логопериодическая антенна принимает только в одном направлении, а в отличие от стандартных приёмников телесигнала направленного типа, часто видимых на крышах, эта антенна улавливает широкий диапазон частот. Эта модификация волновых приёмников чаще всего применяется для специализированных приборов, в частности её облюбовали радиолюбители, желающие принимать широкий спектр частот, однако это не исключает её применения в качестве УВЧ и УКВ телеантенн. Также этот тип антенн находился в центре исследований по экспериментальной передаче и приёму электроэнергии.

Их достижимая пропускная способность теоретически бесконечна, а фактическая ширина полосы пропускания зависит от габаритов наибольшего вибратора (отвечает за нижний частотный предел) и миниатюрности крайнего, наименьшего (отвечает за верхний предел частоты).

Конструкция логопериодической антенны

Как правило, эти улавливатели сконструированы из серии параллельных металлических трубок – вибраторов, более длинных у основания, и постепенно сужающихся к краю конструкции, образуя своего рода равнобедренный треугольник.

Поскольку частоты, которые может принимать антенна, базируются на физических размерах вибратора, большинство дециметровых антенн способны принимать сигналы в узком диапазоне. Логопериодические антенны преодолевают этот недостаток, используя набор дипольных элементов такого размерного ряда, в котором они различаются по длине и возможностям приёма, согласно логарифму.

Логарифмическая функция, в соответствии с которой ведётся расчёт логопериодической антенны, начинается с величины длины вибратора, необходимого для приёма волн наибольшей частоты. Одновременно она является длиной наименьших поперечных элементов ЛПА. Повторное логарифмирование определяет размер второго набора элементов, так чтобы их наименьшая принимаемая частота немного перекрывала максимальную принимаемую частоту первой пары. Эта процедура повторяется, и каждая последующая пара дипольных элементов увеличивается с каждой итерацией, пока антенна не сможет принимать все частоты, необходимые тому или иному оборудованию. Частотная периодичность характеристик и логарифмическая зависимость в расчёте этого приёмника волн и легли в основу его названия.

Ln+1/ Ln = dn+1/ dn = k,

где k – постоянная величина, а n и n+1 – порядковые номера дипольных пар.

Пары элементов ориентируются на одну ось параллельно друг другу по возрастанию, с наибольшим низкочастотным диполем в задней части антенны и самым коротким, с более высокой частотой приёма, расположенным спереди. Антенный кабель (коаксиал) с волновым сопротивлением 75 Ом проходит внутри одного из направляющих стержней ЛПА, причём их концы в месте входа фидера накоротко соединяются перемычкой из металла. Согласующее устройство в данном случае не требуется.

На практике с целью получения высокого коэффициента усиления на фоне умеренных габаритов ЛПА, значения периода принимают в пределах 0,7-0,9.

Поскольку фазы принимаемых сигналов на одной паре могут мешать другим диполям, то в конструкции применяют последовательную переполюсовку точек питания вибраторов. Благодаря ей диполи, в итоге, достигают разницы в 360 градусов, и приходят в соответствие друг с другом, что сказывается на повышении суммарного коэффициента ЛПА.

Логопериодические улавливатели также имеют некоторые проблемы с сопротивлением – суммарным электрическим сопротивлением между двумя элементами одной пары. Эти сложности отчасти решаются увеличением диаметров металлических трубок, из которых составлены поперечные элементы по мере нарастания их длины, что приводит к изменению сопротивления диполя. Другой метод, который используется для согласования сопротивления – это установка небольших согласующих трансформаторов разных значений для каждой пары поперечин, чтобы выровнять сопротивление всех активных элементов антенны.

В результате имеем принимающее устройство, способное «видеть» сигналы только в одном направлении, как антенна «волновой канал», имеющее мощность приёма, сравнимую с мощностью всенаправленной антенны, и которое принимает гораздо более широкий диапазон частот, чем любая из них.

Исходя из этой информации, можно сделать вывод, что конструкция ЛПА носит «самоподобный» характер, что присуще такому математическому явлению как фрактал. Конструктивные особенности ЛПА накладывают отпечаток на её стоимость (она выше цены на иные волновые приёмники), и также выражаются в уязвимости к повреждениям, что является недостатками этого типа устройств. Ещё одним минусом логопериодических приёмников является то, что на фоне их хороших электродинамических показателей в заданном частотном диапазоне, конструкция такой ЛПА для метрового диапазона получается громоздкой.

Виды логопериодических антенн

В большинстве волновых улавливателей, в соответствии с длиной волны, выраженно варьируются свойства усиления. ЛПА относятся к той разновидности антенн, которым присуща диаграмма направленности с неизменной формой в широком частотном диапазоне.

Виды логопериодических антенн

На сегодня можно встретить разнообразие вариантов конструктивного исполнения ЛПА, от плоских до пространственных моделей:

• щелевая;
• V-образная;
• зигзагообразная;
• трапециевидная;
• дипольная матрица.

Многообразие модификаций ЛПА обусловлено возможностями трансформирования при дизайне конструкции для достижения нужных параметров. Все же, из множества видов конструкций логопериодических улавливателей, лидируют логопериодические устройства вибраторного типа, которые ввиду своей наглядности позволяют проще рассчитать их характеристики.

Всеволновая

Логопериодическая антенна МВ-ДМВ

Развитие техники широкополосных улавливателей стало следствием тенденции к расширению полосы частот и использованию в радиолокации широкополосных сигналов. Отсюда возникла потребность во всеволновых ЛПА. Последние успешно зарекомендовали себя в решении задач, связанных с необходимостью непрерывного перекрытия широкого частотного диапазона с неизменными характеристиками улавливателя во всем рабочем диапазоне. Такие требования предъявляются к антеннам, цель которых – индустриальное использование или применение для военных нужд.

Для всеволновых ЛПА характерны:

• широкий диапазон частот;
• умеренные габариты, относительно других ЛПА;
• высокая чувствительность.

Дециметровая

Логопериодическая антенна ДМВ

ДМВ логопериодическая антенна является достойной альтернативой антенне «волновой канал», которая хоть и демонстрирует приемлемое соотношение сигнал-шум, но нуждается в согласующем устройстве, искажающем крайние фазовые характеристики в полосе пропускания либо излишне поглощающем сигнал. В этом ракурсе ЛПА для ДМВ диапазона выигрывает благодаря относительной простоте конструкции и хорошему согласованию с кабелем по всей ширине диапазона. Относительно помехоустойчивости – ЛПА, подобно рыбацкому неводу, «вылавливает» только полезный сигнал, пропуская через себя «мелочь» – ненужные сигналы. Очень рекомендуется для «цифры» на дачах.

Похожие статьи

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.

Краткая характеристика

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.

В зависимости от ширины основного лепестка, антенна ДВМ может быть направленной или же ненаправленной. Определяется этот параметр отношением выделяемой мощности, при условии согласования нагрузки в момент приёма сигнала с главного источника. Форма диаграммы во многом зависит от конструкции антенны и количества директоров.

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.

Все эти пункты актуальны как для аналогового, так и для цифрового телевидения.

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).

Важным фактом считается то, что, несмотря на всю простоту конструкции, именно эта разновидность антенны является одной из самых эффективных для приёма цифрового сигнала. Но, при условии, что все расчёты были произведены максимально правильно.

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). 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.

Логопериодическая антенна для цифрового телевидения

Касательно темы приема цифрового телевидения мы не можем обойти вниманием популярную конструкцию — логопериодическую антенну. Многие анонимы часто путают логопериодическую антенну и антенну Уда-Яги. Внешне они довольно похожи, особенно издалека. Такой себе «ёршик на палке». Однако если посмотреть поближе, то выясняется, что ёршик на логопериодической антенне расположен на двух палках, а в Уда-Яги — на одной. Это не просто какое-то внешнее отличие. Логопериодическая антенна по принципу действия кардинально отличается от Уда-Яги и относится к совершенно другому классу сверхширокополосных антенн.

 Антенна была изобретена и запатентована в 1952 году американским инженером Джоном Донлави в контексте гонки вооружений. Однако в связи с распространением в США цветного телевидения и широкого освоения ДМВ диапазона, логопериодическая антенна быстро заняла солидную долю рынка продаж телевизионных антенн и занимает до сих пор. Следует отметить, что всем известная логопериодическая вибраторная антенна (LPDA), которую мы рассматриваем в данной статье является только одним из возможных вариантов логопериодической антенны наряду с зубчатой, зигзагообразной и т.д. Дело в том, что логопериодическая структура является частным случаем большого класса сверхширокополосных антенн и может принимать совершенно разнообразные формы. Наиболее полно этот класс антенн исследовал и описал японский ученый Ясуто Мушияки (подробнее об этом у И.Гончаренко). Он доказал, что такая структура должна отвечать принципу самодополнительности и иметь волновое сопротивление Z = 0,5*Zo, где Zo — волновое сопротивление вакуума — понятие, являющееся фундаментальной физической константой, отражающей свойства фотона, не самого вакуума и не эфира! Рассматриваемая нами здесь LPDA, в отличии от Uda-Yagi не содержит пассивных элементов  — рефлектора и директоров. Все вибраторы на «ёржике» являются активными в пределах рабочей полосы частот.

Конечно же реальная конструкция не эквивалентна идеальной теоретической модели, однако не будем дальше утомлять вас историей и теорией, а сразу перейдем к делу. Рассчитать антенну достаточно просто, методика расчета изложена в первом томе Ротхаммеля: §18.2 (со стр. 341). Рассчитать по этой методе можно с помощью нашего онлайн калькулятора и для этого вовсе не нужно знание MathCAD и C++ как запугивают анонима вот на этом сайте «креативные» копирайтеры. Но все же при таком расчете аноним может оказаться в тупике при выборе значений τ и σ. Поэтому в этой статье мы выкладываем готовую оптимизированную конструкцию из доступных материалов, которые можно найти в строительных магазинах. Это 15-элементная логопериодическая ДМВ антенна для приема DVB-T2. Входное сопротивление антенны 75 Ом, усиление во всем диапазоне ДМВ около 11 dBi, КСВ не больше 1,25, подавление заднего лепестка диаграммы направленности не хуже 14 dB. В качестве траверсы — собирающей линии используется дюралевый квадратный профиль 15х15 мм, элементы изготавливаются из алюминиевых полос 15х2 мм.Вибраторы состоят из двух половин. Каждая половина крепится к «своей» части траверсы, верхней или нижней с чередованием. На чертеже обозначены размеры вибраторов «от конца до конца», а в скобках размер половинки с учетом напуска на траверсу («под отрез»). Каждый DIY-шник знает, что если измерять расстояния от одного до следующего элемента по очереди, то погрешности суммируются. Чтобы избежать этого, следует делать измерения вдоль таверсы от одной контрольной точки. Она на схеме обозначена как «0» и от нее идут расстояния до каждого элемента. В скобках для контроля указаны расстояния до предыдущего элемента антенны. Траверсы расположены на расстоянии 9 мм друг от друга с помощью трех-четырех пластиковых распорок. Конкретно эта конструкция не имеет короткозамкнутой перемычки за первым элементом на расстоянии λ_max/8 как в описании у Ротхаммеля. Однако короткое замыкание между траверсами по постоянному току (как и заземление всей антенны через металлическую мачту) крайне необходимо для защиты от статики. Сделать это можно отнеся точку крепления антенны к мачте металлическим хомутом на расстояние 144 мм (λ_max/4). В таком случае это короткое замыкание трансформируется к первому элементу в бесконечное сопротивление. Для отсечки тока фидер прокладывается внутри одной из траверс и подключается пайкой через лепестки возле последнего, самого короткого элемента, оплетка к той траверсе, через которую проложен фидер, центральная жила — к противоположной. Это место желательно изолировать от атмосферных осадков в пластиковый короб как на фото в шапке статьи. С антенной можно использовать бочкообразный проходной антенный усилитель, который следует располагать на мачте как можно ближе ко входу фидера в траверсу антенны.

Антенна оптимизирована с помощью скрипта Н.Младенова и пересчитана в программе HFSS. Характеристики антенны собраны ниже (кликните на изображение для увеличения):

В заключении, друзья, давайте сравним логопериодическую антенну и Uda-Yagi. Они же внешне похожи, как мы отметили в начале статьи. Так какую же из них выбрать DIY-шнику для изготовления своими руками? Логопериодическая антенна имеет следующие достоинства:

1. Сверхширокополосность. Перекрыть целиком весь диапазон ДМВ, причем с запасом, для нее не составляет труда. Более того, учитывая ее недостатки, о которых речь пойдет ниже, не имеет смысла использовать логопериодическую антенну в более узкой полосе. Гуглить по запросам типа — «логопериодическая антенна на частоту 544 МГц», — как делают некоторые, либо рассчитывать антенну на узкий диапазон, не имеет смысла.
2. Постоянство характеристик в полосе пропускания. Входной импеданс, усиление, форма диаграммы направленности очень мало изменяются в рабочей полосе частот. Поэтому логопериодическую антенну можно в том числе использовать как образцово-измерительную.
3. На предыдущих достоинствах базируется высокая повторяемость конструкции. Аккуратно изготовленная логопериодическая антенна с вероятностью 99% будет работать как надо. Uda-Yagi в этом отношении более капризна.

Но и недостатки тоже присутствуют, как же без них:

1. Логопериодическая антенна с такой же длиной траверсы как правило имеет меньшее усиление, чем Uda-Yagi. А учитывая, что траверса сдвоенная, «расход железа на децибел усиления» у логопериодической антенны намного выше.
2. Реальная эффективность логопериодической антенны падает с ростом частоты. Это происходит из-за того, что рабочая активная область логопериодической антенны не постоянна как у Uda-Yagi, а смещается с ростом частоты в сторону более коротких вибраторов. В результате, эффективная площадь раскрыва (aperture efficiency) снижается с ростом частоты. Эффективная площадь раскрыва, как мы отмечали, характеризует количество энергии принимаемой антенной. Очевидно, что с уменьшением этой площади, падает мощность и, соответственно, уровень сигнала на выходе логопериодической антенны с ростом частоты.
3. Более сложная конструкция. Необходимо точно соблюдать промежуток и изоляцию между двумя траверсами и при этом сделать антенну достаточно прочной, что является довольно сложной задачей.
4. Небольшой промежуток между траверсами может собирать пыль, грязь и подвержен воздействию атмосферных осадков. Это может привести к ухудшению работы и даже к полному отказу антенны при сильном дожде и мокром снеге.

 Как видим, недостатков у логопериодической антенны даже больше, чем достоинств и она проигрывает конкурентную борьбу с Uda-Yagi по очкам. Изготовление антенны с входным сопротивлением близким к теоретическому оптимуму 0,5*Zo = 188,5 Ом может помочь устранить только последний ее недостаток. Однако, возникающие при этом сложности согласования с фидером и недостатки присущие подобным схемам согласования способны свести на нет все достоинства данной антенны. Как итог, мы рекомендуем логопериодическую антенну только в случае если ваши мультиплексы расположены в разных концах ДМВ диапазона, либо вы сомневаетесь в своих DIY-шных скиллах и вам нужен надежный результат. В противном случае Uda-Yagi более предпочтительна. В случае покупки на рынке готовой промышленной антенны не все так однозначно. Капризная Uda-Yagi требует не только тщательного расчета и оптимизации, но при массовом производстве часто нуждается в измерениях и доводки уже в железе. Это довольно затратная процедура, которой многие производители пренебрегают. В итоге часто-густо рыночные яги не имеют никаких преимуществ перед подобными им логопериодическими.

Ссылки по теме:

Онлайн расчет логопериодической антенны — 3G-aerial

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. Для тех кому трудно определиться с выбором τ и α и кому нужна готовая конструкция на диапазон ДМВ для приема DVB-T2 на сайте есть описание уже рассчитанной логопериодической антенны для цифрового телевидения.

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

Схематическое изображение антенны: