Il mondo non è privo di brave persone:-)
Valery UR3CAH: "Buon pomeriggio, Egor. Penso che questo articolo (vale a dire la sezione "Antenne frattali: meno è più") corrisponda al tema del tuo sito e ti interesserà:) 73!"
Sì, certo che è interessante. Abbiamo già toccato questo argomento in una certa misura quando abbiamo discusso della geometria degli esabimi. Anche lì c'era il dilemma di “impacchettare” la lunghezza elettrica in dimensioni geometriche :-). Quindi grazie mille, Valery, per aver inviato il materiale.
Antenne frattali: meno è meglio
Nell’ultimo mezzo secolo, la vita ha iniziato rapidamente a cambiare. La maggior parte di noi dà per scontati i progressi della tecnologia moderna. Ti abitui molto rapidamente a tutto ciò che rende la vita più confortevole. Raramente qualcuno pone la domanda "Da dove viene?" E come funziona?" Un forno a microonde riscalda la colazione - fantastico, uno smartphone ti dà la possibilità di parlare con un'altra persona - fantastico. Questa ci sembra una possibilità ovvia.
Ma la vita avrebbe potuto essere completamente diversa se una persona non avesse cercato una spiegazione per gli eventi in corso. Prendiamo ad esempio i cellulari. Ricordate le antenne retrattili dei primi modelli? Hanno interferito, aumentato le dimensioni del dispositivo e, alla fine, spesso si sono rotti. Crediamo che siano caduti nell'oblio per sempre, e parte della ragione di ciò sono... i frattali.
I modelli frattali affascinano con i loro modelli. Assomigliano decisamente a immagini di oggetti cosmici: nebulose, ammassi di galassie e così via. È quindi del tutto naturale che quando Mandelbrot espresse la sua teoria dei frattali, la sua ricerca suscitò un crescente interesse tra coloro che studiavano astronomia. Uno di questi dilettanti di nome Nathan Cohen, dopo aver assistito a una conferenza di Benoit Mandelbrot a Budapest, fu ispirato dall'idea dell'applicazione pratica delle conoscenze acquisite. È vero, lo ha fatto in modo intuitivo e il caso ha giocato un ruolo importante nella sua scoperta. Come radioamatore, Nathan ha cercato di creare un'antenna con la massima sensibilità possibile.
L'unico modo per migliorare i parametri dell'antenna, noto a quel tempo, era aumentarne le dimensioni geometriche. Tuttavia, il proprietario della proprietà nel centro di Boston che Nathan aveva affittato era categoricamente contrario all'installazione di dispositivi di grandi dimensioni sul tetto. Poi Nathan ha iniziato a sperimentare diverse forme di antenne, cercando di ottenere il massimo risultato con la minima dimensione. Ispirato dall'idea delle forme frattali, Cohen, come si suol dire, ha creato casualmente uno dei frattali più famosi dal filo: il "fiocco di neve di Koch". Il matematico svedese Helge von Koch inventò questa curva nel 1904. Si ottiene dividendo un segmento in tre parti e sostituendo il segmento centrale con un triangolo equilatero senza lato coincidente con tale segmento. La definizione è un po' difficile da capire, ma nella figura tutto è chiaro e semplice.
Esistono anche altre varianti della curva di Koch, ma la forma approssimativa della curva rimane simile.

Quando Nathan collegò l'antenna al ricevitore radio, rimase molto sorpreso: la sensibilità aumentò notevolmente. Dopo una serie di esperimenti, il futuro professore dell'Università di Boston si rese conto che un'antenna realizzata secondo uno schema frattale ha un'elevata efficienza e copre una gamma di frequenze molto più ampia rispetto alle soluzioni classiche. Inoltre, la forma dell'antenna sotto forma di curva frattale consente di ridurre significativamente le dimensioni geometriche. Nathan Cohen ha addirittura escogitato un teorema che dimostra che per creare un'antenna a banda larga è sufficiente darle la forma di una curva frattale autosimilare.

L'autore ha brevettato la sua scoperta e ha fondato un'azienda per lo sviluppo e la progettazione di antenne frattali, Fractal Antenna Systems, credendo giustamente che in futuro, grazie alla sua scoperta, i telefoni cellulari potranno liberarsi delle antenne ingombranti e diventare più compatti. In linea di principio, questo è quello che è successo. È vero, ancora oggi Nathan è impegnato in una battaglia legale con grandi aziende che utilizzano illegalmente la sua scoperta per produrre dispositivi di comunicazione compatti. Alcuni noti produttori di dispositivi mobili, come Motorola, hanno già raggiunto un accordo amichevole con l'inventore dell'antenna frattale. Fonte originale

UDC 621.396

antenna frattale a banda ultralarga basata su un monopolo circolare

G.I. Abdrakhmanova

Università tecnica dell'aviazione statale di Ufa,

Università degli studi di Trento

Annotazione.L'articolo discute il problema della progettazione di un'antenna a banda ultralarga basata sulla tecnologia frattale. Vengono presentati i risultati degli studi sui cambiamenti nelle caratteristiche della radiazione in base al fattore di scala.e il livello di iterazione. È stata effettuata l'ottimizzazione parametrica della geometria dell'antenna per soddisfare i requisiti del coefficiente di riflessione. Le dimensioni dell'antenna sviluppata sono 34 × 28 mm 2 e la gamma di frequenza operativa è 3,09 ÷ 15 GHz.

Parole chiave:comunicazioni radio a banda ultralarga, tecnologia frattale, antenne, riflettività.

Astratto:Nel documento viene descritto lo sviluppo di una nuova antenna a banda ultralarga basata sulla tecnologia frattale. Vengono presentati i risultati della ricerca sulle caratteristiche della radiazione che cambiano a seconda del valore del fattore di scala e del livello di iterazione. È stata applicata l'ottimizzazione parametrica della geometria dell'antenna per soddisfare i requisiti del coefficiente di riflessione. La dimensione dell'antenna sviluppata è 28 × 34 mm 2 , e la larghezza di banda è 3,09 ÷ 15 GHz.

Parole chiave:comunicazione radio a banda ultralarga, tecnologia frattale, antenne, coefficiente di riflessione.

1. Introduzione

Oggi i sistemi di comunicazione a banda ultralarga (UWB) sono di grande interesse per sviluppatori e produttori di apparecchiature di telecomunicazione, poiché consentono di trasmettere enormi flussi di dati ad alta velocità in una banda di frequenza ultralarga senza licenza. Le peculiarità dei segnali trasmessi implicano l'assenza di potenti amplificatori e complessi componenti di elaborazione del segnale come parte dei complessi ricetrasmettitori, ma limitano la portata (5-10 m).

La mancanza di un elemento base appropriato in grado di funzionare efficacemente con impulsi ultracorti sta frenando l’adozione di massa della tecnologia UWB.

Le antenne ricetrasmittenti sono uno degli elementi chiave che influenzano la qualità della trasmissione/ricezione del segnale. La direzione principale dei brevetti e della ricerca nel campo della progettazione della tecnologia delle antenne per i dispositivi UWB è la miniaturizzazione e la riduzione dei costi di produzione garantendo al contempo le caratteristiche di frequenza ed energia richieste, nonché l'uso di nuove forme e strutture.

Pertanto, la geometria dell'antenna è costruita sulla base di una spline con al centro una fessura rettangolare a forma di U, che le consente di operare nella banda UWB con funzione di blocco Wi-Fi -banda, dimensioni dell'antenna - 45,6 × 29 mm 2. Come elemento radiante è stata scelta una figura asimmetrica a forma di E di 28×10 mm 2, posta ad un’altezza di 7 mm rispetto al piano conduttore (50×50 mm 2). Viene presentata un'antenna unipolare planare (22x22mm2) progettata sulla base di un elemento radiante rettangolare e una struttura risonante a scala sul retro.

2 Enunciazione del problema

Dato che le strutture circolari possono fornire una larghezza di banda abbastanza ampia, design semplificato, dimensioni ridotte e costi di produzione ridotti, questo articolo propone di sviluppare un'antenna UWB basata su un monopolo circolare. Intervallo di frequenza operativa richiesto – 3,1 ÷ 10,6 GHz con un livello di coefficiente di riflessione di -10 dB S 11, (fig. 1).

Riso. 1. Maschera necessaria per la riflettanza S11

Ai fini della miniaturizzazione, la geometria dell'antenna sarà modernizzata attraverso l'uso della tecnologia frattale, che consentirà anche di studiare la dipendenza delle caratteristiche della radiazione dal valore del fattore di scala δ e il livello di iterazione frattale.

Successivamente, ci siamo posti il ​​compito di ottimizzare l'antenna frattale sviluppata al fine di espandere il raggio operativo modificando i seguenti parametri: la lunghezza del conduttore centrale (CP) della guida d'onda complanare (HF), la lunghezza del piano di massa (GP ) dell'HF, la distanza “CP HF - elemento radiante (E)”.

La modellazione dell'antenna e gli esperimenti numerici vengono effettuati nel " Studio Microonde CST".

3 Selezione della geometria dell'antenna

Come elemento base è stato scelto un monopolo circolare, le cui dimensioni sono un quarto della lunghezza d'onda della gamma richiesta:

Dove L'ar– lunghezza dell'elemento radiante dell'antenna senza tener conto della CPU;f l– frequenza limite inferiore,f l = F min uwb = 3,1·10 9 Hz; Con- velocità della luce, Con = 3·10 8 m/s 2 .

Noi abbiamo L'ar= 24,19 mm ≈ 24 mm. Considerando che un cerchio con un raggio diR = L'ar / 2 = 12 mm e prendendo la lunghezza originale della CPULf anche uguale R, otteniamo l'iterazione zero (Fig. 2).

Riso. 2. Iterazione zero dell'antenna

Spessore del substrato dielettricoTse con i valori dei parametries = 3,38, tg δ = 0,0025 viene utilizzato come base sul lato anteriore del quale IE, CPU e PZ . Allo stesso tempo, le distanze” PZ-CP" Zv e "PZ-IE" Zh preso pari a 0,76 mm. I valori degli altri parametri utilizzati nel processo di modellazione sono presentati nella Tabella 1.

Tabella 1. Parametri dell'antenna ( δ = 2)

Nome	Descrizione	Formula	Senso
L a	Lunghezza dell'antenna	2 ∙ R + Lf	36 mm
W a	Larghezza dell'antenna	2 ∙ R	24 mm
Lf	Lunghezza della CPU	r+ 0,1	12,1 mm
Wf	Larghezza della CPU		1,66 mm
Lg	Lunghezza PZ	r – T s	11,24 mm
Ls	Lunghezza del substrato	L a + Gs	37 mm
W s	Larghezza del substrato	W a+ 2 ∙ Gs	26 mm
Sol 1	Spazio verticale del substrato		1 millimetro
Sol 2	Spazio orizzontale del substrato		1 millimetro
Tm	Spessore del metallo		0,035 mm
Ts	Spessore del substrato		0,76 mm
R	Raggio del cerchio della 0a iterazione		12 mm
R 1	Raggio del cerchio della 1a iterazione	R /2	6 mm
R 2	Raggio del cerchio della 2a iterazione	R 1 /2	3 mm
R 3	Raggio del cerchio 3 iterazioni	R 2 /2	1,5 mm
es	La costante dielettrica		3,38

L'antenna è alimentata da una guida d'onda complanare composta da un conduttore centrale e un piano di massa, SMA -connettore e una porta di guida d'onda complanare (CWP) posta perpendicolarmente ad esso (Fig. 3).

Dove eff – costante dielettrica effettiva:

K – integrale ellittico completo di prima specie;

	(5)

La frattalità nella costruzione di un'antenna risiede in un modo speciale di impacchettare gli elementi: le iterazioni successive dell'antenna si formano posizionando cerchi di raggio più piccolo negli elementi dell'iterazione precedente. In questo caso, il fattore di scala δ determina quante volte differiranno le dimensioni delle iterazioni vicine. Questo processo è per il caso δ = 2 è mostrato in Fig. 4.

Riso. 4. Prima, seconda e terza iterazione dell'antenna ( δ = 2)

Pertanto, la prima iterazione è stata ottenuta sottraendo due cerchi con un raggioR 1 dall'elemento originale. La seconda iterazione si forma posizionando cerchi metallici di raggio dimezzatoR 2 in ogni cerchio della prima iterazione. La terza iterazione è simile alla prima, ma il raggio lo èR 3 . L'opera esamina la disposizione verticale e orizzontale dei cerchi.

3.1 Disposizione orizzontale degli elementi

La dinamica dei cambiamenti nel coefficiente di riflessione in base al livello di iterazione è presentata in Fig. 5 per δ = 2 e nella Fig. 6 per δ = 3. Ogni nuovo ordine corrisponde ad una frequenza di risonanza aggiuntiva. Pertanto, l'iterazione zero nell'intervallo considerato 0 ÷ 15 GHz corrisponde a 4 risonanze, la prima iterazione – 5, ecc. Inoltre, a partire dalla seconda iterazione, i cambiamenti nel comportamento delle caratteristiche diventano meno evidenti.

Riso. 5. Dipendenza del coefficiente di riflessione dall'ordine di iterazione ( δ = 2)

L'essenza della modellazione è che in ogni fase, dalle caratteristiche in esame, viene selezionata quella che si ritiene essere la più promettente. A questo proposito è stata introdotta la seguente norma:

Se l'eccesso (differenza) nell'intervallo in cui lo scaffale è superiore a -10 dB è piccolo, allora si dovrebbe scegliere la caratteristica che ha uno scaffale più basso nell'intervallo operativo (sotto -10 dB), poiché come risultato dell'ottimizzazione il primo verrà eliminato e il secondo scenderà ancora più in basso.

Riso. 6. Dipendenza del coefficiente di riflessione dall'ordine di iterazione ( δ = 3)

Sulla base dei dati ricevuti e in conformità con questa regola per δ = 2 è selezionata la curva corrispondente alla prima iterazione δ = 3 – seconda iterazione.

Successivamente, si propone di studiare la dipendenza del coefficiente di riflessione dal valore del fattore di scala. Considera il cambiamento δ nell'intervallo 2 ÷ 6 con il passo 1 compreso tra la prima e la seconda iterazione (Fig. 7, 8).

Un comportamento interessante dei grafici è che, a partire da δ = 3, le caratteristiche diventano più piatte e morbide, il numero di risonanze rimane costante e la crescita δ accompagnato da un aumento del livello S11 negli intervalli pari e una diminuzione in quelli dispari.

Riso. 7. Dipendenza del coefficiente di riflessione dal fattore di scala per la prima iterazione ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

In questo caso, il valore scelto per entrambe le iterazioni è δ = 6.

Riso. 8. Dipendenza del coefficiente di riflessione dal fattore di scala per la seconda iterazione ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

δ = 6, poiché è caratterizzato dai ripiani più bassi e dalle risonanze più profonde (Fig. 9).

Riso. 9. Confronto tra S 11

3.2 Disposizione verticale degli elementi

La dinamica dei cambiamenti nel coefficiente di riflessione in base al livello di iterazione per il caso della disposizione verticale dei cerchi è presentata in Fig. 10 per δ = 2 e nella Fig. 11 per δ = 3.

Riso. 10. Dipendenza del coefficiente di riflessione dall'ordine di iterazione ( δ = 2)

Sulla base dei dati ottenuti e in conformità con la regola per δ = 2 e δ = 3 viene selezionata la curva corrispondente alla terza iterazione.

Riso. 11. Dipendenza del coefficiente di riflessione dall'ordine di iterazione ( δ = 3)

La considerazione della dipendenza del coefficiente di riflessione dal valore del fattore di scala all'interno della prima e della seconda iterazione (Fig. 12, 13) rivela il valore ottimale δ = 6, come nel caso della disposizione orizzontale.

Riso. 12. Dipendenza del coefficiente di riflessione dal fattore di scala per la prima iterazione ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

In questo caso, il valore scelto per entrambe le iterazioni è δ = 6, che rappresenta ancheN-frattale multiplo, il che significa che potrebbe dover combinare funzionalità δ = 2 e δ = 3.

Riso. 13. Dipendenza del coefficiente di riflessione dal fattore di scala per la seconda iterazione ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

Pertanto, tra le quattro opzioni confrontate, è stata selezionata la curva corrispondente alla seconda iterazione, δ = 6, come nel caso precedente (Fig. 14).

Riso. 14. Confronto S11 per le quattro geometrie di antenna considerate

3.3 Confronto

Considerando le migliori opzioni per le geometrie verticali e orizzontali ottenute nelle due sottosezioni precedenti, la scelta viene effettuata sulla prima (Fig. 15), anche se in questo caso la differenza tra queste opzioni non è così grande. Gamme di frequenza operativa: 3.825÷4.242 GHz e 6.969÷13.2 GHz. Successivamente, il progetto verrà modernizzato per sviluppare un'antenna che operi nell'intera gamma UWB.

Riso. 15. Confronto S11 per selezionare l'opzione finale

4 Ottimizzazione

Questa sezione discute l'ottimizzazione dell'antenna basata sulla seconda iterazione del frattale con il valore del coefficiente δ = 6. I parametri variabili sono presentati in e gli intervalli delle loro modifiche sono nella Tabella 2.

Riso. 20. Aspetto dell'antenna: a) lato anteriore; b) retro

Nella fig. 20 mostra le caratteristiche che riflettono la dinamica del cambiamento S11 passo dopo passo e dimostrando la validità di ogni azione successiva. La tabella 4 mostra le frequenze di risonanza e di taglio utilizzate ulteriormente per calcolare le correnti superficiali e i diagrammi di radiazione.

Tavolo 3. Parametri dell'antenna calcolati

Nome	Valore iniziale, mm	Valore finale, mm
∆ Lf
Zh	Tavolo 13,133208
6,195	27,910472
8,85	21,613615
10,6	12,503542
12,87	47,745235

La distribuzione delle correnti superficiali dell'antenna alle frequenze di risonanza e di confine della gamma UWB è mostrata in Fig. 21, e i diagrammi di radiazione sono in Fig. 22.

a) 3,09 GHz b) 3,6 GHz

c) 6,195 GHz d) 8,85 GHz

e) 10,6 GHz f) 12,87 GHz

Riso. 21. Distribuzione delle correnti superficiali

UN) F(φ ), θ = 0° b) F(φ ), θ = 90°

V) F(θ ), φ = 0°g) F(θ ), φ = 90°

Riso. 22. Schemi di radiazione nel sistema di coordinate polari

5 Conclusione

Questo articolo presenta un nuovo metodo per la progettazione di antenne UWB basato sull'uso della tecnologia frattale. Questo processo prevede due fasi. Inizialmente, la geometria dell'antenna viene determinata selezionando il fattore di scala appropriato e il livello di iterazione frattale. Successivamente, alla forma risultante viene applicata l'ottimizzazione parametrica basata sullo studio dell'influenza delle dimensioni dei componenti chiave dell'antenna sulle caratteristiche della radiazione.

È stato stabilito che all’aumentare dell’ordine di iterazione aumenta il numero di frequenze di risonanza e l’aumento del fattore di scala all’interno di un’iterazione è caratterizzato da un comportamento più piatto S11 e costanza delle risonanze (a partire da δ = 3).

L'antenna sviluppata fornisce una ricezione di alta qualità dei segnali nella banda di frequenza 3,09 ÷ 15 GHz in termini di livello S11 < -10 дБ. Помимо этого антенна характеризуется малыми размерами 34×28 мм 2 , а следовательно может быть успешно применена в СШП приложениях.

6 Ringraziamenti

Lo studio è stato sostenuto da un finanziamento dell’Unione Europea” Azione Erasmus Mundus 2", anche l'A.G.I. ringrazia il professore Paolo Rocca per discussioni utili.

Letteratura

1.L . Lizzi, G. Oliveri, P. Rocca, A. Massa. Antenna UWB unipolare planare con caratteristiche dentellate della banda WLAN UNII1/UNII2. Progressi nella ricerca sull'elettromagnetismo B, vol. 25, 2010. – 277-292 pp.

2. H. Malekpoor, S. Jam. Antenne patch corte a banda ultralarga alimentate da patch ripiegato con multi risonanze. Progressi nella ricerca sull'elettromagnetismo B, vol. 44, 2012. – 309-326 pp.

3. RA Sadeghzaden-Sheikhan, M. Naser-Moghadasi, E. Ebadifallah, H. Rousta, M. Katouli, B.S. Virdee. Antenna unipolare planare che utilizza una struttura risonante a scala sul backplane per prestazioni a banda ultralarga. Microonde IET, antenne e propagazione, vol. 4, Iss. 9, 2010. – 1327-1335 pp.

4. Revisione della parte 15 delle norme della Commissione relative ai sistemi di trasmissione a banda ultralarga, Federal Communications Commission, FCC 02-48, 2002. – 118 p.

Le antenne frattali a filo studiate in questa tesi sono state realizzate piegando il filo secondo una sagoma di carta stampata. Poiché il filo è stato piegato manualmente utilizzando una pinzetta, la precisione di "piegatura" dell'antenna era di circa 0,5 mm. Pertanto, per la ricerca sono state prese le forme geometriche frattali più semplici: la curva di Koch e il “salto bipolare” di Minkowski.

È noto che i frattali consentono di ridurre le dimensioni delle antenne, mentre le dimensioni di un'antenna frattale vengono confrontate con le dimensioni di un dipolo lineare a semionda simmetrico. Nelle ulteriori ricerche della tesi, le antenne filari frattali verranno confrontate con un dipolo lineare a /4 bracci pari a 78 mm con una frequenza di risonanza di 900 MHz.

Antenne frattali a filo basate sulla curva di Koch

Il lavoro fornisce formule per il calcolo delle antenne frattali basate sulla curva di Koch (Figura 24).

UN) N= 0b) N= 1c) N = 2

Figura 24 - Curva di Koch delle varie iterazioni n

Dimensione D il frattale Koch generalizzato si calcola con la formula:

Se sostituiamo l'angolo di curvatura standard della curva di Koch = 60 nella formula (35), otteniamo D = 1,262.

Dipendenza dalla prima frequenza di risonanza del dipolo di Koch F K dalla dimensione frattale D, numeri di iterazione N e frequenza di risonanza di un dipolo diritto F D della stessa altezza della spezzata di Koch (nei punti estremi) è determinata dalla formula:

Per la Figura 24, b a N= 1 e D= 1.262 dalla formula (36) si ottiene:

F K= F D0,816, F K = 900 MHz 0,816 = 734 MHz. (37)

Per la Figura 24, c con n = 2 e D = 1.262 dalla formula (36) otteniamo:

F K= F D0,696, F K = 900 MHz 0,696 = 626 MHz. (38)

Le formule (37) e (38) ci consentono di risolvere il problema inverso: se vogliamo che le antenne frattali funzionino ad una frequenza F K = 900 MHz, allora i dipoli diritti devono funzionare alle seguenti frequenze:

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

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

Utilizzando il grafico nella Figura 22, determiniamo le lunghezze dei bracci /4 di un dipolo diritto. Saranno pari a 63,5 mm (per 1102 MHz) e 55 mm (per 1293 MHz).

Pertanto, sulla base della curva di Koch sono state realizzate 4 antenne frattali: due con dimensioni di 4 bracci di 78 mm e due di dimensioni più piccole. Le Figure 25-28 mostrano le immagini dello schermo RK2-47, da cui è possibile determinare sperimentalmente le frequenze di risonanza.

La tabella 2 riassume i dati calcolati e sperimentali, da cui risulta chiaro che le frequenze teoriche F T differiscono da quelli sperimentali F E non più del 4-9%, e questo è un risultato abbastanza buono.

Figura 25 - Schermata RK2-47 quando si misura un'antenna con una curva di Koch di iterazione n = 1 con /4 bracci pari a 78 mm. Frequenza di risonanza 767 MHz

Figura 26 - Schermata RK2-47 quando si misura un'antenna con una curva di Koch di iterazione n = 1 con /4 bracci pari a 63,5 mm. Frequenza di risonanza 945 MHz

Figura 27 - Schermata RK2-47 quando si misura un'antenna con una curva di Koch di iterazione n = 2 con /4 bracci pari a 78 mm. Frequenza di risonanza 658 MHz

Figura 28 - Schermata RK2-47 quando si misura un'antenna con una curva di Koch di iterazione n = 2 con /4 bracci pari a 55 mm. Frequenza di risonanza 980 MHz

Tabella 2 - Confronto delle frequenze di risonanza fE calcolate (teoriche) e sperimentali delle antenne frattali basate sulla curva di Koch

Antenne frattali a filo basate su un “salto bipolare”. Modello direzionale

Nel lavoro sono descritte le linee frattali del tipo "salto bipolare", tuttavia nel lavoro non vengono fornite le formule per il calcolo della frequenza di risonanza in base alla dimensione dell'antenna. Pertanto si è deciso di determinare sperimentalmente le frequenze di risonanza. Per semplici linee frattali della 1a iterazione (Figura 29, b), sono state realizzate 4 antenne - con una lunghezza di /4 bracci pari a 78 mm, con metà della lunghezza e due lunghezze intermedie. Per le linee frattali difficili da realizzare della seconda iterazione (Figura 29, c), sono state prodotte 2 antenne con 4 bracci di lunghezza di 78 e 39 mm.

La Figura 30 mostra tutte le antenne frattali prodotte. La Figura 31 mostra l'aspetto della configurazione sperimentale con l'antenna frattale “salto bipolare” della seconda iterazione. Le Figure 32-37 mostrano la determinazione sperimentale delle frequenze di risonanza.

UN) N= 0b) N= 1c) N = 2

Figura 29 - Curva di Minkowski “salto bipolare” di varie iterazioni n

Figura 30 - Aspetto di tutte le antenne frattali a filo prodotte (diametri del filo 1 e 0,7 mm)

Figura 31 - Configurazione sperimentale: VSWR panoramico e misuratore di attenuazione RK2-47 con un'antenna frattale del tipo “salto bipolare”, 2a iterazione

Figura 32 - Schermata RK2-47 durante la misurazione di un'antenna “salto bipolare” di iterazione n = 1 con /4 bracci pari a 78 mm.

Frequenza di risonanza 553 MHz

Figura 33 - Schermata RK2-47 durante la misurazione di un'antenna “salto bipolare” di iterazione n = 1 con /4 bracci pari a 58,5 mm.

Frequenza di risonanza 722 MHz

Figura 34 - Schermata RK2-47 durante la misurazione di un'antenna “salto bipolare” di iterazione n = 1 con /4 bracci pari a 48 mm. Frequenza di risonanza 1012 MHz

Figura 35 - Schermata RK2-47 durante la misurazione di un'antenna “salto bipolare” di iterazione n = 1 con /4 bracci pari a 39 mm. Frequenza di risonanza 1200 MHz

Figura 36 - Schermata RK2-47 durante la misurazione di un'antenna “salto bipolare” di iterazione n = 2 con /4 bracci pari a 78 mm.

La prima frequenza di risonanza è 445 MHz, la seconda è 1143 MHz

Figura 37 - Schermata RK2-47 durante la misurazione di un'antenna “salto bipolare” di iterazione n = 2 con /4 bracci pari a 39 mm.

Frequenza di risonanza 954 MHz

Come hanno dimostrato studi sperimentali, se prendiamo un dipolo lineare a semionda simmetrico e un'antenna frattale della stessa lunghezza (Figura 38), le antenne frattali del tipo "salto bipolare" funzioneranno a una frequenza inferiore (di 50 e 61 %) e le antenne frattali a forma di curva Koch funzionano a frequenze inferiori del 73 e 85% rispetto a quelle di un dipolo lineare. Pertanto, in effetti, le antenne frattali possono essere realizzate in dimensioni più piccole. La Figura 39 mostra le dimensioni delle antenne frattali per le stesse frequenze di risonanza (900-1000 MHz) rispetto al braccio di un dipolo a semionda convenzionale.

Figura 38 - Antenne “convenzionali” e frattali della stessa lunghezza

Figura 39 - Dimensioni dell'antenna per le stesse frequenze di risonanza

5. Misurazione dei diagrammi di radiazione delle antenne frattali

I diagrammi di radiazione delle antenne vengono solitamente misurati in camere “anecoiche”, le cui pareti assorbono la radiazione incidente su di esse. In questa tesi, le misurazioni sono state effettuate in un normale laboratorio della Facoltà di Fisica e Tecnologia e il segnale riflesso dalle custodie metalliche degli strumenti e dai supporti di ferro ha introdotto alcuni errori nelle misurazioni.

Come sorgente del segnale a microonde è stato utilizzato il proprio generatore del ROS panoramico e misuratore di attenuazione RK2-47. Un misuratore di livello del campo elettromagnetico ATT-2592 è stato utilizzato come ricevitore di radiazioni dall'antenna frattale, consentendo di effettuare misurazioni nella gamma di frequenze da 50 MHz a 3,5 GHz.

Misurazioni preliminari hanno dimostrato che il diagramma di radiazione di un dipolo lineare a semionda simmetrico distorce notevolmente la radiazione proveniente dall'esterno del cavo coassiale, che era collegato direttamente (senza dispositivi di adattamento) al dipolo. Uno dei modi per sopprimere la radiazione della linea di trasmissione è utilizzare un monopolo invece di un dipolo insieme a quattro “contrappesi” /4 reciprocamente perpendicolari che svolgono il ruolo di “terra” (Figura 40).

Figura 40 - /4 Antenna unipolare e frattale con “contrappesi”

Le Figure 41 - 45 mostrano i modelli di radiazione misurati sperimentalmente delle antenne in studio con “contrappesi” (la frequenza di risonanza della radiazione praticamente non cambia quando si passa da un dipolo a un monopolo). Le misurazioni della densità del flusso di potenza della radiazione a microonde in microwatt per metro quadrato sono state effettuate sui piani orizzontale e verticale a intervalli di 10. Le misurazioni sono state effettuate nella zona “lontana” dell'antenna a una distanza di 2.

La prima antenna da studiare fu un vibratore rettilineo/4. Dal diagramma di radiazione di questa antenna è chiaro (Figura 41) che esso differisce da quello teorico. Ciò è dovuto ad errori di misurazione.

Gli errori di misurazione per tutte le antenne in studio possono essere i seguenti:

Riflessione della radiazione da oggetti metallici all'interno del laboratorio;

Mancanza di rigorosa perpendicolarità reciproca tra antenna e contrappesi;

Soppressione non completa delle radiazioni dal guscio esterno del cavo coassiale;

Lettura imprecisa dei valori angolari;

"Targeting" impreciso del misuratore ATT-2592 sull'antenna;

Interferenze da telefoni cellulari.

In matematica, i frattali sono insiemi costituiti da elementi simili all'insieme nel suo insieme. L'esempio migliore: se guardi da vicino la linea di un'ellisse, diventerà dritta. In un frattale, non importa quanto si ingrandisca, l'immagine rimarrà complessa e simile alla vista generale. Gli elementi sono disposti in modo bizzarro. Di conseguenza, consideriamo i cerchi concentrici l'esempio più semplice di frattale. Non importa quanto ti avvicini, appaiono nuove cerchie. Ci sono molti esempi di frattali. Ad esempio, Wikipedia riporta un disegno del cavolo romanesco, dove la testa del cavolo è costituita da coni che assomigliano esattamente alla testa del cavolo disegnata. I lettori ora capiscono che realizzare antenne frattali non è facile. Ma è interessante.

Perché sono necessarie le antenne frattali?

Lo scopo di un'antenna frattale è catturare di più con meno. Nei video occidentali è possibile trovare un paraboloide in cui un pezzo di nastro frattale funge da emettitore. Stanno già realizzando elementi di dispositivi a microonde dalla pellicola che sono più efficienti di quelli ordinari. Ti mostreremo come completare un'antenna frattale e gestire l'abbinamento da solo con il misuratore SWR. Diciamo che esiste un intero sito, straniero ovviamente, dove si promuove a scopo commerciale il prodotto corrispondente; non ci sono disegni. La nostra antenna frattale fatta in casa è più semplice, il vantaggio principale è che puoi realizzare il disegno con le tue mani.

Le prime antenne frattali - biconiche - apparvero, secondo un video tratto dal sito fractenna.com, nel 1897 da Oliver Lodge. Non cercare su Wikipedia. Rispetto ad un dipolo convenzionale, una coppia di triangoli al posto del vibratore dà un'espansione di banda del 20%. Creando strutture ripetitive periodiche, è stato possibile assemblare antenne in miniatura non peggiori delle loro controparti più grandi. Troverai spesso un'antenna biconica sotto forma di due telai o piastre dalla forma strana.

In definitiva, ciò consentirà di ricevere più canali televisivi.

Se digiti una richiesta su YouTube, viene visualizzato un video sulla creazione di antenne frattali. Capirai meglio come funziona se immagini la stella a sei punte della bandiera israeliana, il cui angolo è stato tagliato insieme alle spalle. Si è scoperto che rimanevano tre angoli, due avevano un lato a posto, l'altro no. Il sesto angolo è completamente assente. Ora posizioneremo due stelle simili verticalmente, con angoli centrali tra loro, fessure a sinistra e a destra e sopra di loro - una coppia simile. Il risultato è stato un array di antenne: l'antenna frattale più semplice.

Le stelle sono collegate agli angoli da un alimentatore. A coppie per colonne. Il segnale viene prelevato dalla linea, esattamente al centro di ciascun filo. La struttura è assemblata con bulloni su un substrato dielettrico (plastico) di dimensioni adeguate. Il lato della stella è esattamente un pollice, la distanza tra gli angoli delle stelle verticalmente (la lunghezza dell'alimentatore) è di quattro pollici e la distanza orizzontale (la distanza tra i due fili dell'alimentatore) è di un pollice. Le stelle hanno angoli di 60 gradi ai vertici; ora il lettore disegnerà qualcosa di simile sotto forma di modello, in modo che in seguito possa realizzare lui stesso un'antenna frattale. Abbiamo realizzato uno schizzo funzionante, ma la scala non è stata rispettata. Non possiamo garantire che le stelle siano uscite esattamente, Microsoft Paint non ha grandi capacità per realizzare disegni accurati. Basta guardare l'immagine perché la struttura dell'antenna frattale diventi evidente:

1. Il rettangolo marrone mostra il substrato dielettrico. L'antenna frattale mostrata nella figura ha un diagramma di radiazione simmetrico. Se l'emettitore è protetto dalle interferenze, lo schermo viene posizionato su quattro montanti dietro il substrato a una distanza di un pollice. Alle frequenze non è necessario posizionare un solido foglio di metallo, sarà sufficiente una rete di un quarto di pollice di lato, non dimenticare di collegare lo schermo alla treccia del cavo.
2. Un alimentatore con un'impedenza caratteristica di 75 Ohm richiede coordinazione. Trova o costruisci un trasformatore che converta 300 ohm in 75 ohm. È meglio fare scorta di un misuratore SWR e selezionare i parametri necessari non tramite il tocco, ma utilizzando il dispositivo.
3. Quattro stelle, piegate dal filo di rame. Puliremo l'isolamento della vernice all'incrocio con l'alimentatore (se presente). L'alimentazione interna dell'antenna è costituita da due pezzi di filo paralleli. È opportuno riporre l'antenna in una scatola per proteggerla dalle intemperie.

Assemblare un'antenna frattale per la televisione digitale

Dopo aver letto questa recensione fino alla fine, chiunque può realizzare antenne frattali. Siamo andati così in profondità nel design che ci siamo dimenticati di parlare di polarizzazione. Supponiamo che sia lineare e orizzontale. Ciò nasce da considerazioni:

• Il video è ovviamente di origine americana, la conversazione riguarda l'HDTV. Pertanto, possiamo adottare la moda del paese specificato.
• Come sapete, pochi paesi sul pianeta trasmettono dai satelliti utilizzando la polarizzazione circolare, tra cui la Federazione Russa e gli Stati Uniti. Pertanto, riteniamo che altre tecnologie di trasmissione delle informazioni siano simili. Perché? C'è stata una guerra fredda, crediamo che entrambi i paesi abbiano scelto strategicamente cosa e come trasferire, gli altri paesi hanno proceduto da considerazioni puramente pratiche. La polarizzazione circolare è stata introdotta appositamente per i satelliti spia (in costante movimento rispetto all'osservatore). Quindi c'è motivo di credere che ci siano somiglianze nelle trasmissioni televisive e radiofoniche.
• La struttura dell'antenna dice che è lineare. Semplicemente non c'è nessun posto dove ottenere la polarizzazione circolare o ellittica. Pertanto - a meno che tra i nostri lettori non ci siano professionisti che possiedono MMANA - se l'antenna non si aggancia nella posizione accettata, ruotare di 90 gradi nel piano dell'emettitore. La polarizzazione cambierà in verticale. A proposito, molti saranno in grado di catturare FM se le dimensioni sono impostate 4 volte più grandi, è meglio prendere un filo più spesso (ad esempio 10 mm).

Speriamo di aver spiegato ai lettori come utilizzare un'antenna frattale. Un paio di consigli per un facile montaggio. Quindi, prova a trovare un filo con protezione verniciata. Piega le forme come mostrato nell'immagine. Quindi i progettisti divergono, ti consigliamo di fare questo:

1. Spelare le stelle e i fili di alimentazione nei punti di giunzione. Fissare i fili di alimentazione per le orecchie con bulloni al supporto nelle parti centrali. Per eseguire correttamente l'azione, misura un pollice in anticipo e disegna due linee parallele con una matita. Dovrebbero esserci dei fili lungo di loro.
2. Saldare un'unica struttura controllando attentamente le distanze. Gli autori del video consigliano di realizzare l'emettitore in modo che le stelle si appoggino sugli alimentatori con gli angoli e poggino con le estremità opposte sul bordo del substrato (ciascuna in due punti). Per una stella approssimativa, le posizioni sono contrassegnate in blu.
3. Per soddisfare la condizione, serrare ciascuna stella in un punto con un bullone con morsetto dielettrico (ad esempio fili PVA in cambrico e simili). Nella figura, le posizioni di montaggio sono mostrate in rosso per una stella. Il bullone è disegnato schematicamente con un cerchio.

Il cavo di alimentazione corre (opzionalmente) dal lato opposto. Praticare dei fori sul posto. L'SWR viene regolato modificando la distanza tra i fili di alimentazione, ma in questo progetto questo è un metodo sadico. Si consiglia di misurare semplicemente l'impedenza dell'antenna. Lascia che ti ricordiamo come è fatto. Avrai bisogno di un generatore alla frequenza del programma che stai guardando, ad esempio 500 MHz, e inoltre di un voltmetro ad alta frequenza che non rinunci al segnale.

Quindi viene misurata la tensione prodotta dal generatore, per il quale è collegato ad un voltmetro (in parallelo). Montiamo un partitore resistivo da una resistenza variabile con un'autoinduttanza estremamente bassa e un'antenna (lo colleghiamo in serie dopo il generatore, prima la resistenza, poi l'antenna). Misuriamo la tensione del resistore variabile con un voltmetro, regolando contemporaneamente la potenza finché le letture del generatore senza carico (vedi punto sopra) diventano il doppio di quelle attuali. Ciò significa che il valore del resistore variabile è diventato uguale all'impedenza dell'onda dell'antenna ad una frequenza di 500 MHz.

Ora è possibile realizzare il trasformatore secondo necessità. È difficile trovare ciò di cui hai bisogno su Internet, per coloro a cui piace catturare le trasmissioni radiofoniche, abbiamo trovato una risposta già pronta http://www.cqham.ru/tr.htm. Sul sito è scritto e disegnato come abbinare il carico con un cavo da 50 Ohm. Si prega di notare che le frequenze corrispondono alla gamma HF, SW si adatta parzialmente qui. L'impedenza caratteristica dell'antenna viene mantenuta nell'intervallo 50 – 200 Ohm. È difficile dire quanto darà la stella. Se nella vostra azienda agricola avete un dispositivo per misurare l'impedenza d'onda di una linea, ricordiamocelo: se la lunghezza dell'alimentatore è multiplo di un quarto della lunghezza d'onda, l'impedenza dell'antenna viene trasmessa all'uscita senza modifiche. Per portate piccole e grandi è impossibile fornire tali condizioni (ricordate che soprattutto le antenne frattali includono anche una portata estesa), ma per scopi di misurazione il fatto menzionato viene utilizzato ovunque.

Ora i lettori sanno tutto su questi straordinari dispositivi ricetrasmettitori. Una forma così insolita suggerisce che la diversità dell'Universo non rientra nei confini tipici.

Come abbiamo discusso negli articoli precedenti, si è riscontrato che l’efficienza delle antenne frattali è circa il 20% maggiore rispetto alle antenne convenzionali.Questo può essere molto utile da applicare. Soprattutto se si desidera che la propria antenna TV accetti il ​​segnale digitale o video HD, per aumentare la portata dei telefoni cellulari, del Wi-Fibanda, radio FM o AM e così via.

La maggior parte dei telefoni cellulari dispone già di antenne frattali integrate. Se avete notato negli ultimi anni i telefoni cellulari non hanno più antenne esterne. Questo perché hanno antenne frattali interne incise sul circuito, che consentono loro di ottenere una migliore ricezione e di captare più frequenze come Bluetooth, segnale cellulare e Wi-Fi, tutto da un'antenna allo stesso tempo!

Informazioni da Wikipedia: "Un'antenna frattale differisce notevolmente da un'antenna progettata tradizionalmente in quanto può funzionare con buone prestazioni su un'ampia varietà di frequenze simultaneamente. In genere, le antenne standard devono essere "tagliate" alla frequenza per la quale devono essere utilizzate e quindi "Quindi un'antenna standard funziona bene solo a questa frequenza. Ciò rende le antenne frattali un'eccellente soluzione per applicazioni a banda larga e multibanda."

Il trucco è creare la tua antenna frattale che risuonerà alla frequenza che desideri. Ciò significa che apparirà diverso e potrebbe essere calcolato in modo diverso a seconda di ciò che desideri ottenere. Un po' di matematica e diventerà chiaro come farlo. (Puoi limitarti a un calcolatore online)

Nel nostro esempio, creeremo un'antenna semplice, ma puoi realizzare antenne più complesse. Più è complesso, meglio è. Come esempio utilizzeremo una bobina di filo pieno calibro 18 necessaria per costruire l'antenna, ma puoi andare oltre utilizzando le tue schede di incisione per realizzare un'antenna più piccola o più complessa con maggiore risoluzione e risonanza.

(scheda=antenna TV)

In questo tutorial proveremo a creare un'antenna televisiva per un segnale digitale o ad alta risoluzione trasmesso su un canale radio. Queste frequenze sono più facili da lavorare, le lunghezze d'onda a queste frequenze vanno da mezzo piede a diversi metri di lunghezza per metà della lunghezza d'onda del segnale. Per i circuiti UHF (onda decimetrica), è possibile aggiungere un direttore (direttore) o un riflettore (riflettore) che renderà l'antenna più dipendente dalla direzione. Anche le antenne VHF (onde ultra corte) sono direzionali, ma invece di puntare direttamente verso la stazione TV, le "orecchie" delle antenne dipolo VHF devono essere perpendicolari alla lunghezza d'onda della stazione TV che trasmette il segnale.

Innanzitutto, trova le frequenze che desideri ricevere o trasmettere. Per la TV, ecco un collegamento alla tabella delle frequenze: http://www.csgnetwork.com/tvfreqtable.html

E per calcolare la dimensione dell'antenna utilizzeremo un calcolatore online: http://www.kwarc.org/ant-calc.html

Ecco un buon PDF su progettazione e teoria:scaricamento

Come trovare la lunghezza d'onda di un segnale: lunghezza d'onda in piedi = (rapporto tra velocità della luce in piedi) / (frequenza in hertz)

1) Coefficiente di velocità della luce in piedi = +983571056.43045

2) Coefficiente di velocità della luce in metri = 299792458

3) Coefficiente di velocità della luce in pollici = 11802852700

Da dove iniziare: (array di dipolo VHF/UHF con riflettore che funziona bene per l'ampia gamma di frequenze del DB2):

(350 MHz sono un quarto di un'onda da 8 pollici - una semionda da 16 pollici, che rientra nella gamma di frequenze ultra-alte - tra i canali 13 e 14, e che è la frequenza centrale tra la gamma VHF-UHF per una migliore risonanza). Questi requisiti possono essere modificati per funzionare meglio nella tua zona, poiché il tuo canale di distribuzione potrebbe essere più basso o più alto nel gruppo.

Basato sui materiali dai collegamenti seguenti ( http://uhfhdtvantenna.blogspot.com/ http://budgetiq.wordpress.com/2008/07/29/diy-hd-antenna/ http://members.shaw.ca/hdtvantenna/ e http://current .org/ptv/ptv0821make.pdf) , solo i design frattali consentono di essere più compatti e flessibili e utilizzeremo il modello DB2, che ha un guadagno elevato ed è già abbastanza compatto e popolare per installazioni interne ed esterne.

Costi di base (costo di circa $ 15):

1. Superficie di montaggio come alloggiamento in plastica (8"x6"x3"). http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062285
2. 6 viti. Ho utilizzato viti autofilettanti per acciaio e lamiera.
3. Trasformatore corrispondente da 300 Ohm a 75 Ohm. http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062049
4. Alcuni fili pieni di calibro 18. http://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2036274
5. Coassiale RG-6 con terminatori - limitatori (e guaina in gomma se installato all'esterno).
6. Alluminio quando si utilizza un riflettore.
7. Un pennarello o equivalente, preferibilmente con la punta fine.
8. Due paia di piccole pinze - aghi.
9. La guida è di almeno 8 pollici.
10. Goniometro per misurare gli angoli.
11. Un trapano e una punta di diametro inferiore a quello delle viti.
12. Piccole tronchesi.
13. Cacciavite o cacciavite.

NOTA: modifica HDTV/DTV in PDF http://www.ruckman.net/downloads-1#FRACTALTEMPLATE

Primo passo:

Montare l'alloggiamento con il riflettore sotto la copertura di plastica:

Passo due:

Praticare piccoli fori filettati sul lato opposto del riflettore nelle seguenti posizioni e posizionare una vite conduttiva.

Passaggio tre:

Taglia quattro pezzi da 8 pollici di filo con anima solida ed esponili.

Passaggio quattro:

Utilizzando un pennarello, segna ogni centimetro del filo. (Questi sono i punti in cui faremo delle curve)

Passaggio cinque:

È necessario ripetere questo passaggio per ciascun filo. Ogni curvatura del filo sarà pari a 60 gradi, creando così un frattale. Assomiglia ad un triangolo equilatero. Ho usato due paia di pinze e un goniometro. Ogni curva avrà una tacca da 1". Assicurati di visualizzare la direzione di ogni svolta prima di farlo! Usa il diagramma qui sotto per aiutarti.

Passaggio sei:

Tagliare altri 2 pezzi di filo di almeno 6 cm di lunghezza ed esporli. Piega questi fili attorno alle viti superiore e inferiore e legali al centro della vite. Quindi tutti e tre entrano in contatto. Utilizzare un tronchese per tagliare le parti indesiderate del filo.

Passo sette:

Posiziona e avvita tutti i tuoi frattali con gli angoli

Passaggio otto:

Fissare il trasformatore corrispondente attraverso le due viti al centro e serrarle.

Pronto! Ora puoi testare il tuo design!

Come puoi vedere nella foto qui sotto, ogni volta che dividi ciascuna sezione e crei un nuovo triangolo con la stessa lunghezza di filo, può adattarsi a uno spazio più piccolo, occupando spazio in una direzione diversa.

Traduzione: Dmitry Shakhov

Di seguito puoi guardare un video sulla creazione di antenne frattali:

(scheda=antenna Wi-Fi)

Avevo già sentito parlare di antenne frattali e dopo un po' ho voluto provare a creare la mia antenna frattale per provare questo concetto, per così dire. Alcuni dei vantaggi delle antenne frattali descritti nei documenti di ricerca sulle antenne frattali sono la loro capacità di ricevere in modo efficiente segnali RF multibanda pur essendo di dimensioni relativamente piccole. Ho deciso di creare un prototipo di antenna frattale basata sul tappeto Sierpinski.

Ho progettato la mia antenna frattale per avere un connettore compatibile con il mio router Linksys WRT54GS 802.11g. L'antenna ha un design del guadagno a basso profilo e nei test preliminari a una distanza di 1/2 km da un punto di interruzione del collegamento WiFi con diversi alberi sulla strada, ha mostrato risultati e stabilità del segnale abbastanza buoni.

Puoi scaricare una versione PDF del modello di antenna per tappeti Sierpinski che ho utilizzato, così come altra documentazione, da questi link:

Realizzare un prototipo

Questa è una foto con un prototipo già pronto di un'antenna frattale:

Ho collegato il connettore Linksys WRT54GS RP-TNC all'antenna frattale per il test

Quando stavo progettando il mio primo prototipo di antenna frattale, ero preoccupato che il processo di incisione sul PCB potesse isolare i triangoli l'uno dall'altro, quindi ho ampliato un po' le connessioni tra loro. Nota: poiché la transizione del toner finale è stata completata in modo più accurato di quanto mi aspettassi, la prossima versione del prototipo dell'antenna frattale verrà renderizzata con punti di contatto fini tra ciascuna delle iterazioni frattali del triangolo di Sierpinski. È importante assicurarsi che gli elementi del tappeto Sierpinski (triangoli) siano in contatto tra loro e che i punti di connessione siano il più sottili possibile:

Il design dell'antenna è stato stampato su una stampante laser Pulsar Pro FX. Questo processo mi ha permesso di copiare il progetto dell'antenna su materiale PCB rivestito in rame:

La struttura dell'antenna stampata al laser viene quindi trasferita sul foglio di rame del PCB mediante un processo termico utilizzando un laminatore modificato:

Questo è il materiale PCB in rame dopo la prima fase del processo di trasferimento del toner:

Il passo successivo è stato quello di utilizzare la plastificatrice Pulsar Pro FX "Green TRF Foil" sul PCB. La lamina verde viene utilizzata per riempire eventuali spazi vuoti del toner o rivestimenti ispessiti in modo non uniforme nel trasferimento del toner:

Questa è una scheda pulita con design ad antenna. La tavola è pronta per l'incisione:

Qui ho mascherato il lato posteriore del PCB utilizzando del nastro isolante:

Ho utilizzato il metodo di incisione diretta con cloruro ferrico per incidere la tavola in 10 minuti. Il metodo della mordenzatura diretta si esegue utilizzando una spugna: è necessario pulire lentamente l'intera tavola con cloruro ferrico. A causa dei rischi per la salute derivanti dall’uso del cloruro ferrico, indossavo occhiali e guanti di sicurezza:

Questa è la tavola dopo l'incisione:

Ho pulito il PCB con un tampone imbevuto di acetone per rimuovere i rivestimenti di trasferimento del toner. Ho usato i guanti durante la pulizia perché l'acetone verrà assorbito attraverso i tipici guanti usa e getta in lattice:

Ho praticato il foro per il connettore dell'antenna utilizzando un trapano e una punta da trapano:

Per il mio primo prototipo ho utilizzato il connettore RP-TNC delle antenne standard dei router Linksys:

Primo piano del connettore dell'antenna compatibile Linksys - RP-TNC:

Ho applicato un po' d'acqua al PCB nell'area di saldatura appena prima di saldare:

Il passo successivo è saldare il filo dal connettore RP-TNC alla base dell'antenna Sierpinski sul circuito stampato:

Saldare il secondo filo del connettore dell'antenna al piano della scheda PCB:

L'antenna è pronta per l'uso!