Крестовидные фрактальные антенны

Принцип работы и расчёт крестовидных фрактальных антенн.

Фрактальные антенны и линии задержки http://crit1.ru/fractal/

Видеокурс "Антенны" http://crit1.ru/Antennas/

Усилители Мощности http://crit1.ru/um/

Комплекс уроков "Электричество" https://goo.gl/9ueS3X
Основы работы электронных генераторов http://crit1.ru/electonicgenerators/
Мини-курс "Сборка повышающих блоков" http://crit1.ru/MiniBlocks/
Группа ВК https://vk.com/crit1
Проект "Научная Критика" - http://www.crit1.ru

Крестовидные фрактальные антенны, фрактал, антенна, кривая Коха, треугольник, квадрат Коха, итерация, широкополосность, диапазон, нижняя частота, длина волны, рамочная антенна, петлевая антенна, крест Висекка, крест минковского, кривые Гильберта, Пеано, Серпинского, меандр, древовидные антенны, электрически малые антенны, радио, радиоволны, радиотехника, электрическое поле, полотно антенны,

Приветствую, дорогие друзья. На связи Тимур Гаранин.
Сегодняшний ролик я решил ещё раз посвятить фрактальным антеннам. Наверное, все видели подобные изображения крестовидных фрактальных антенн, но мало где Вы найдёте удовлитворительное объяснения того, как они работают, как рассчитываются их диапазоны и вообще, что это за тип антенны с точки зрения применения. Сегодня я отвечу на все эти вопросы и мы сами создадим подобную антенну и рассчитаем её частотные свойства.
Но перед этим рассмотрим простое преобразование линейного полотна антенны во фрактал. Самый простой пример преобразования линии – это треугольник Коха. Алгоритм построения заключается в следующем:
- мы разбиваем линию на три равных части
- вместо средней части вставляем две линии, длина каждой из которых составляет ровно длину вырезанного участка.
На этом одна итерация заканчивается.
На следующей итерации мы разбиваем уже новые отрезки на три части и их среднюю часть заменяем двумя линиями.
Совершенно очевидно, что с каждой итерацией общая длина линии возрастает. И возрастает она в 4/3 раза за каждую итерацию. Это как раз и означает, что применение фрактала позволяет создать антенну с той же длиной полотна, но меньших габаритов.
Плюс к этому, за счёт появления в полотне отрезков меньшей длины диапазон принимаемых частот расширяется вверх.
Обратите внимание, что располагать две линии на месте вырезанного отрезка можно под разными углами. И чем больше этот угол стремиться к 90 градусам, тем эффективнее запоняется пространство.
Теперь применим эти знания на практике и сделаем фрактальный диполь. Для этого с самого начала нужно знать нижнюю частоту принимаемого диапазона, и каждый четвертьволновый отрезок соотнести с ней. А после этого просто начинаем изгибать провод до нужной степени фрактала.
Применение фрактала позволит нам уменьшить габариты антенны, и самое главное – расширить диапазон принимаемых частот вверх.

Треугольник Коха – далеко не единственный популярный фрактал. Широко распространено применение квадрата Коха. Фрактал строится следующим образом:
- разбиваем линию на три отрезка
- вместо среднего отрезка вставляем три отрезка равной длины под углом 90%.
Видим, что общая длина линии выросла в 5/3 раз.
На следующей итерации мы разбиваем уже новообразованные отрезки на три, и вместо среднего вставляем три отрезка.
Таким образом каждая итерация увеличивает длину кривой в 5/3 раз при одинаковых габаритах. Либо уменьшает габариты во столько же раз при одинаковой длине полотна.

Ну а теперь, вооруженные этими знаниями, приступим к созданию крестовидной фрактальной антенны. Эта антенна по своей сути является рамочной антенной, к которой несколько раз применён алгоритм построения квадрата Коха.
Итерации построения фрактала Вы видите на рисунке. Отметим, что в реальной антенне проводники должны быть изолированы друг от друга, чтобы не вызвать короткое замыкание какого-либо сегмента.
Нижняя частота диапазона вычисляется по суммарной длине всей кривой полотна. Для того, чтобы её определить, мы должны измерить габарит готовой антенны и умножить на 5/3 столько раз, какое количество итераций фрактала в данной конкретной антенне применено.

#фрактал #антенна #кривая #коха #треугольник #квадрат #итерация #широкополосность #диапазон #нижняя #частота #длина #рамочная #петлевая #крест #висекка #минковского #гильберта #пеано #серпинского #меандр #радио #радиотехника #электрическое #поле #полотно #тимур #гаранин #крестовидные #фрактальные #волны #древовидные #электрически #малые #радиоволны

Видео Крестовидные фрактальные антенны канала Тимур Гаранин Научная Критика