Спиральная антеннаосевая мода, медная трубка

Спираль под ваш диапазон

Круговая поляризация, усиление 11…16 дБи. Проводник — медная трубка, навитая на оправку

Рабочий диапазон

— МГц

Витков

шт.

Готовый вариант

Все размеры ▾

Скачать комплект

Настройки спирали

Геометрия спирали

Длина витка C/λ

Угол подъёма α, °

Медная трубка

Наружный Ø, мм

Стенка, мм

Запас на пружинение, %

Запас заготовки, мм

Экран

Размер, λ

Борт (чашка), мм

Толщина листа, мм

Питание и согласование

Разъём

Высота над экраном h, мм

Опора (печать PETG или фанера)

Реек, шт.

Раскрой листа

Лист, ширина × высота

Зазор между деталями, мм

Комплектов на лист

Справка по спирали

Порядок сборки ▾

Как гнуть медную трубку ▾

Трубку сначала отжечь: прогреть до тёмно-вишнёвого и остудить. Мягкая медь гнётся без складок.
Набить сухим просеянным песком и заглушить концы (или залить легкоплавкий сплав, парафин, вставить пружину). Пустая трубка на малом радиусе сплющится.
Радиус навивки должен быть не меньше трёх наружных диаметров трубки; от пяти — можно и без наполнителя.
Оправка — труба или деревянный цилиндр. Её диаметр уже уменьшен на пружинение: после снятия спираль слегка разожмётся до расчётного.
Шаг выдерживают по разметке на оправке или сразу укладывают в пазы реек.
Готовую спираль проверяют по диаметру оси трубки, а не по внешнему габариту.

Согласование: задавленный конец ▾

Вход осевой спирали — примерно 140 · C/λ Ом, активный. Чтобы привести его к 50 Ом, первые λ/4 витка идут плашмя над экраном — это линия с волновым √(Rвх · 50) ≈ 84 Ом, то есть четвертьволновый трансформатор.

Как делают в мастерской: начало самой трубки задавливают в тисках в плоскую ленту. Ширина получается сама из трубки — металл никуда не девается:

w = π(d − 2t)/2 + t, толщина становится 2t. Для трубки Ø6 × 1 это лента 7,3 × 2 мм.

Значит подбирать нужно только высоту h над экраном: она одна задаёт волновое сопротивление. Ею же подстраивают КСВ. Второй способ — припаять отдельную ленту, тогда ширину можно выбрать любой (переключатель в настройках).

Расчётный КСВ — идеальный случай. На практике ждите 1,2…1,5: сказываются пайка, точность шага и близость экрана.

Пересчёт на другую частоту ▾

Спираль — самоподобная конструкция: все размеры кратны длине волны. В таблице «Все размеры» есть колонка в долях λ — умножьте на свою длину волны λ[мм] = 299 792,5 / f[МГц], и получите ту же антенну на другой частоте.

Базовый набор при C/λ = 1 и α = 12,5°:

длина витка C = 1,000 λ, диаметр D = 0,318 λ
шаг S = 0,222 λ, осевая длина A = N · 0,222 λ
экран 0,8 λ (минимум 0,75 λ)
согласующий участок 0,25 λ по дуге
трубка около 0,02 λ, высота ленты над экраном ≈ 0,011 λ

Единственное, что не масштабируется линейно, — стандартный ряд медных трубок: диаметр округляется к ближайшему из ряда, поэтому ширина задавленной ленты и высота h пересчитываются заново.

Поляризация — главное отличие ▾

Спираль излучает по кругу. Направление вращения задаёт направление намотки: намотка по часовой стрелке от экрана — правая (RHCP), против — левая (LHCP).

С линейной антенной теряется 3 дБ, а правая с левой — 20…30 дБ. Для спутников смотрите, какая поляризация у борта: GPS и большинство метеоспутников — правая, многие любительские — левая.

Как считается ▾

Рукописных чертежей по спирали нет — в отличие от патч-антенны здесь всё расчётное:

геометрия и условие осевой моды — Дж. Краус, «Antennas»: C ≈ λ, α = 12…14°;
диаграмма — массив из N витков с условием Хансена–Вудъярда (там же);
усиление — Д. Эмерсон (QEX, 1995) по измерениям: формула Крауса завышает на 2…3 дБ, на странице она показана отдельно для сравнения;
полоска согласования — Э. Хаммерстад;
подавление назад — оценка по размеру экрана в длинах волн.

Считайте цифры инженерной оценкой: реальное усиление обычно на 0,5…1 дБ ниже.

Проверенные применения ▾

Ссылки и API ▾

/spiral/komplekt/1240-1300 — ZIP-комплект коротким адресом
/spiral/api/model?f1=1240&f2=1300&n=10 — все размеры в JSON
/spiral/masterskaya?… — лист мастерской на A4
раздел патч-антенны · выбор антенны

Расчёт по Краусу и Эмерсону · чертежи параметрические · «Гексалит»

Спираль под ваш диапазон

Открыть на телефоне