Формулата за определяне на бъдещата стойност на парите. Определяне на текущата стойност на паричните потоци

В математиката фракталните множества се наричат \u200b\u200bмножества, състоящи се от елементи, подобни на множеството като цяло. Най-добрият пример: ако погледнете близката затворена линия на елипса, тя ще се превърне в права линия. Фрактал - не увеличавайте максимално - картината ще остане сложна и подобна на общия изглед. Елементите са подредени по причудлив начин. Ето защо считаме концентричните кръгове за най-простият пример за фрактал. Колкото и да са близки, се появяват нови кръгове. Има много примери за фрактали. Например, Wikipedia дава чертеж на романеско зеле, където глава от зеле се състои от шишарки, точно наподобяващи изтеглена глава от зеле. Сега читателите разбират, че създаването на фрактални антени не е лесно. Но интересно.

Защо са необходими фрактални антени

Целта на фракталната антена е да улови повече с по-малки жертви. В западните видеоклипове - възможно е да се намери параболоид, където парче фрактална лента ще служи като радиатор. Те вече правят елементи на микровълновите устройства от фолио, които са по-ефективни от обикновените. Ще покажем как да направим фрактална антена докрай и ще се справим с координацията сама с метър SWR. Припомняме, че има цял сайт, разбира се, чужд, където съответният продукт се рекламира с търговска цел, няма рисунки. Нашата домашна фрактална антена е по-проста, основното предимство е, че можете да направите дизайна със собствените си ръце.

Първите фрактални антени - биконични - се появяват според видеото от fractenna.com през 1897 г. от Оливър Лодж. Не търсете в Wikipedia. В сравнение с конвенционален дипол, чифт триъгълници вместо вибратор дава разширение на лентата от 20%. Създавайки периодични повтарящи се структури, беше възможно да се сглобяват миниатюрни антени не по-лоши от големите братя. Често намирайте биконична антена под формата на две рамки или фантастични плочи.

В крайна сметка това ще ви позволи да получавате повече телевизионни канали.

Ако въведете заявка за YouTube, се появява видеоклип за производството на фрактални антени. По-добре ще разберете как става, ако си представите шестократна звезда от израелския флаг, при която ъгълът беше отрязан заедно с раменете. Оказа се, че са останали три ъгъла, два от тях са с едната си страна, другата не. Шестият ъгъл напълно отсъства. Сега подреждаме две подобни звезди вертикално, с централни ъгли една към друга, слотове наляво и надясно, подобна двойка над тях. Резултатът беше антенна решетка - най-простата фрактална антена.

Звездите около ъглите са свързани чрез фидер. Сдвоени колони. Сигналът се отстранява от линията, точно в средата на всеки проводник. Дизайнът е сглобен на болтове върху диелектрична (пластмасова) подложка с подходящ размер. Страната на звездата е точно инч, разстоянието между ъглите на звездите вертикално (дължината на подаващото устройство) е четири инча, хоризонтално (разстоянието между двете жици на подаващото устройство) е инч. Звездите имат ъгъл от 60 градуса във върховете, сега четецът ще нарисува подобен под формата на шаблон, след което сам да направи фрактална антена. Направиха работеща скица, мащабът не се спазва. Не гарантираме, че звездите излязоха гладко, Microsoft Paint без големи възможности за изработка на точни рисунки. Спрете да гледате снимката, за да направите устройството за фрактална антена очевидно:

1. Кафявият правоъгълник показва диелектричния субстрат. Фракталната антена, показана на фигурата, има симетричен модел на излъчване. Ако предпазите емитера от смущения, екранът се поставя на четири стелажа зад основата на разстояние от инч. На честоти не е необходимо да поставяте плътен метален лист, достатъчно решетки с четвърт инч страна, не забравяйте да свържете екрана към кабелната плитка.
2. Трябва да се съпостави захранващ импеданс от 75 ома. Намерете или направете трансформатор, който преобразува 300 ома в 75 ома. По-добре се запасете на SWR метра и изберете необходимите параметри не чрез докосване, а от устройството.
3. Четири звезди, огъване от медна тел. Почистваме изолацията на лака на мястото на докиране с подаващото устройство (ако има такова). Вътрешното захранване на антената се състои от две успоредни парчета жица. Хубаво е да поставите антената в кутия за защита от атмосферни условия.

Съставяне на фрактална антена за цифрова телевизия

След като прочетете рецензията до края, всеки ще направи фрактални антени. Толкова бързо се задълбочихме в дизайна, че забравиха да говорят за поляризация. Вярваме, че е линейна и хоризонтална. Това произтича от съображения:

• Видеото очевидно е от американски произход, разговорът е за HDTV. Следователно можем да приемем модата на посочената страна.
• Както знаете, на планетата няколко държави излъчват от спътници, използващи кръгова поляризация, сред тях Руската федерация и САЩ. Следователно ние вярваме, че другите технологии за пренос на информация са подобни. Защо? Имаше студена война, смятаме, че и двете страни избраха стратегически какво и как да прехвърлят, другите страни изхождаха от чисто практически съображения. Кръговата поляризация се въвежда специално за шпионски спътници (движещи се постоянно спрямо наблюдателя). Следователно има основание да се смята, че има сходство в телевизионното и радиоразпръскването.
• Структурата на антената казва, че е линейна. Просто няма къде да се получи кръгова или елиптична поляризация. Следователно - ако само сред нашите читатели няма професионалисти, които притежават MMANA - ако антената не се хване в приетата позиция, завъртете на 90 градуса в равнината на излъчвателя. Поляризацията ще се промени във вертикална. Между другото, мнозина ще могат да хванат FM, ако размерите са зададени повече от 4 пъти.По-добре е да вземете жицата по-дебела (например 10 мм).

Надяваме се, че те обясниха на читателите как да използват фрактална антена. Няколко съвета за лесно сглобяване. Така че, опитайте се да намерите тел с лакирана защита. Огънете фигурите, както е показано. Тогава дизайнерите се разминават, препоръчваме да направите това:

1. Облепете звездите и проводниците на подаващото устройство в местата за докинг. Закрепете жиците на подаващото устройство зад ушите с болтове на основата в средните части. За да извършите правилно действието, измерете предварително инч и нарисувайте две успоредни линии с молив. Покрай тях трябва да лежи жицата.
2. Припойвате една конструкция, като внимателно калибрирате разстоянията. Авторите на видеото препоръчват да се направи емитер, така че звездите да лежат точно върху фидерите с ъглите и да се облегнат на ръба на субстрата (всеки на две места) с противоположни краища. За примерна звезда местата бяха маркирани в синьо.
3. За да изпълните условието, издърпайте всяка звезда на едно място с болт с диелектрична скоба (например от камерата на проводника PVA и други подобни). На фигурата точките на закрепване са показани в червено за една звезда. Болтът е схематично изчертан в кръг.

Захранващият кабел работи (по избор) отзад. Пробийте дупки на място. Настройката на SWR се извършва чрез промяна на разстоянието между проводниците на подаващото устройство, но в този дизайн това е садистичен метод. Препоръчваме просто да измервате вълновия импеданс на антената. Спомнете си как се прави това. Ще ви е необходим генератор за честотата на програмата, която гледате, например 500 MHz, в допълнение - високочестотен волтметър, който не пести сигнала.

След това се измерва напрежението, генерирано от генератора, за което се затваря с волтметър (успоредно). От променливо съпротивление с изключително по-ниска вътрешна индуктивност и антена сглобяваме резистивен делител (свързваме се последователно след генератора, първо съпротивлението, а след това антената). Ние измерваме напрежението на променливия резистор с волтметър, като едновременно регулираме номиналната стойност, докато показанията на генератора без натоварване (виж параграф по-горе) удвоят настоящите. Така че стойността на променливия резистор стана равна на вълновия импеданс на антената при честота 500 MHz.

Сега е възможно да направите трансформатора по правилния начин. Трудно е да намерите подходящия в мрежата, за тези, които обичат да хващат излъчване, те намериха готов отговор http://www.cqham.ru/tr.htm. На сайта е написано и нарисувано как да се координира натоварването с 50-Ohm кабел. Моля, обърнете внимание, че честотите съответстват на HF диапазона, SW тук се вписва частично. Импедансът на антената се поддържа в диапазона от 50 - 200 ома. Колко ще даде звездата е трудно да се каже. Ако в домакинството има устройство за измерване на вълновия импеданс на линията, припомнете си: ако дължината на подаващото устройство е кратна на една четвърт от дължината на вълната, съпротивлението на антената се предава на изхода без промени. Невъзможно е да се осигурят такива условия за малък и голям диапазон (припомнете, че по-специално фракталните антени са включени разширен обхват), но за целите на измерването този факт се използва навсякъде.

Сега читателите знаят всичко за тези невероятни приемо-предаватели. Такава необичайна форма подсказва, че разнообразието на Вселената не се вписва в типични рамки.

Фракталните телени антени, проучени в тази теза, са направени чрез огъване на телта с помощта на хартиен шаблон, отпечатан на принтера. Тъй като жицата е ръчно огъната с пинсети, точността на производството на „завоите“ на антената е около 0,5 мм. Следователно, за изследване бяха взети най-простите геометрични фрактални форми: кривата на Кох и „биполярният скок на Минковски“.

Известно е, че фракталите могат да намалят размера на антените, докато размерите на фракталната антена се сравняват с размерите на симетричен полувълнов линеен дипол. При по-нататъшни изследвания в дисертацията, проводните фрактални антени ще се сравняват с линеен дипол с / 4-рамена равен на 78 mm с резонансна честота 900 MHz.

Фрактални антени на кривата на Кох

Хартията дава формули за изчисляване на фрактални антени въз основа на кривата на Кох (Фигура 24).

а) п   \u003d 0 б) п   \u003d 1 инч п = 2

Фигура 24 - Крива на Кох на различни итерации n

размерност D   Обобщеният фрактал на Кох се изчислява по формулата:

Ако заменим стандартния ъгъл на огъване на кривата на Кох \u003d 60 във формула (35), тогава получаваме D = 1,262.

Зависимостта на първата резонансна честота на дипола на Кох е   Към фракталното измерение Dитерационни номера п   и резонансна честота на линеен дипол е   D със същата височина като счупения Кох (в крайните точки) се определя по формулата:

За фигура 24, б с п   \u003d 1 и D   \u003d 1,262 от формула (36) получаваме:

е   К \u003d е   D 0.816, е   K \u003d 900 MHz; 0.816 \u003d 734 MHz. (37)

За фигура 24, с за n \u003d 2 и D \u003d 1.262, от формула (36) получаваме:

е   К \u003d е   D 0.696, е   K \u003d 900 MHz; 0.696 \u003d 626 MHz. (38)

Формулите (37) и (38) също ни позволяват да решим обратния проблем - ако искаме фрактални антени да работят с честота е   K \u003d 900 MHz, тогава линейните диполи трябва да работят на следните честоти:

за n \u003d 1 f D \u003d f K / 0.816 \u003d 900 MHz / 0.816 \u003d 1102 MHz, (39)

за n \u003d 2 f D \u003d f K / 0.696 \u003d 900 MHz / 0.696 \u003d 1293 MHz. (40)

Според графиката на фигура 22 определяме дължините на / 4-раменете на праволинеен дипол. Те ще бъдат равни на 63,5 mm (за 1102 MHz) и 55 mm (за 1293 MHz).

По този начин на базата на кривата на Кох са направени 4 фрактални антени: две с размери / 4-раменни 78 мм и две с по-малки размери. Фигури 25-28 показват екранни изображения на PK2-47, от които могат да бъдат експериментално определени резонансни честоти.

Таблица 2 обобщава изчислените и експериментални данни, от които се вижда, че теоретичните честоти е   T се различават от експерименталните е   E не повече от 4-9% и това е много добър резултат.

Фигура 25 - Екран RK2-47 при измерване на антена с итерация на кривата на Кох n \u003d 1 с / 4 рамена, равна на 78 mm. 767 MHz резонансна честота

Фигура 26 - Екран RK2-47 при измерване на антена с итерация на кривата на Кох n \u003d 1 с / 4-рамена равна на 63,5 мм. Резонансна честота 945 MHz

Фигура 27 - Екран RK2-47 при измерване на антена с итерация на крива на Кох n \u003d 2 с / 4 рамена, равна на 78 mm. Резонансна честота 658 MHz

Фигура 28 - Екран RK2-47 при измерване на антена с итерация на кривата на Кох n \u003d 2 с / 4 рамена, равна на 55 мм. 980 MHz резонансна честота

Таблица 2 - Сравнение на изчислените (теоретични fТ) и експериментални fЕ резонансни честоти на фрактални антени въз основа на кривата на Кох

Фрактални телени антени, базирани на "биполярния скок". Радиационен модел

В работата са описани фрактални линии от типа „биполярен скок“, но формулите за изчисляване на резонансната честота в зависимост от размера на антената не са дадени в работата. Затова е решено да се определят резонансните честоти експериментално. За прости фрактални линии от 1-ва итерация (фигура 29, б) са направени 4 антени - с дължина на / 4-раменната равна на 78 мм, с половината от дължината и две междинни дължини. За сложни фрактални линии от 2-ра итерация (фиг. 29, в) са направени 2 антени с дължини / 4 рамена 78 и 39 мм.

Фигура 30 показва всички произведени фрактални антени. Фигура 31 показва появата на експерименталната настройка с фракталната антена на "биполярно скачане" на 2-ра итерация. Фигури 32-37 показват експерименталното определяне на резонансните честоти.

а) п   \u003d 0 б) п   \u003d 1 инч п = 2

Фигура 29 - Крива на Минковски „биполярен скок“ на различни итерации n

Фигура 30 - Външен вид на всички произведени фрактални телени антени (диаметри на проводниците 1 и 0,7 мм)

Фигура 31 - Експериментална настройка: панорамен измервателен уред на VSWR и затихване на RK2-47 с фрактална антена от типа "биполярно скачане" от 2-ра итерация

Фигура 32 - Екран RK2-47 при измерване на "биполярна скачаща" антена с итерация n \u003d 1 с / 4 рамена, равна на 78 mm.

Резонансна честота 553 MHz

Фигура 33 - Екранът PK2-47 при измерване на "биполярна скачаща" антена с итерация n \u003d 1 с / 4 рамена, равна на 58,5 mm.

722 MHz резонансна честота

Фигура 34 - Екранът PK2-47 при измерване на "биполярна скачаща" антена с итерация n \u003d 1 с / 4 рамена, равни на 48 mm. Резонансна честота 1012 MHz

Фигура 35 - Екранът PK2-47 при измерване на "биполярна скачаща" антена с итерация n \u003d 1 с / 4 рамена, равна на 39 mm. Резонансна честота 1200 MHz

Фигура 36 - Екранът PK2-47 при измерване на "биполярна скачаща" антена с итерация n \u003d 2 с / 4 рамена, равна на 78 mm.

Първата резонансна честота е 445 MHz, втората е 1143 MHz

Фигура 37 - Екранът PK2-47 при измерване на "биполярна скачаща" антена с итерация n \u003d 2 с / 4 рамена, равна на 39 mm.

Резонансна честота 954 MHz

Както показват експерименталните проучвания, ако вземем симетричен полувълнов линеен дипол и фрактална антена със същата дължина (фиг. 38), тогава фракталните антени от типа „биполярно скачане“ ще работят с по-ниска честота (с 50 и 61%), а фракталните антени под формата на крива Koch работят на честоти, по-ниски със 73 и 85% от линейния дипол. Следователно наистина фракталните антени могат да бъдат направени по-малки. Фигура 39 показва размерите на фрактални антени за същите резонансни честоти (900-1000 MHz) в сравнение с рамото на конвенционален полувълнов дипол.

Фигура 38 - "Нормални" и фрактални антени с еднаква дължина

Фигура 39 - Размери на антената за същите резонансни честоти

5. Измерване на радиационните модели на фракталните антени

Моделите на антената обикновено се измерват в „анехоични“ камери, стените на които абсорбират радиацията, падаща върху тях. В тази теза измерванията се извършват в редовна лаборатория на Физико-технологичния факултет, а отразеният сигнал от металните кутии на устройства и железни стойки въвежда известна грешка в измерването.

Като източник на микровълновия сигнал използвахме собствен генератор на панорамен метър за VSWR и затихване на RK2-47. Измервателят на нивото на електромагнитното поле ATT-2592, който позволява измервания в честотен диапазон от 50 MHz до 3,5 GHz, беше използван като приемник на радиация за фракталната антена.

Предварителните измервания показаха, че моделът на излъчване от външната страна на коаксиалния кабел, който беше директно свързан (без съответстващи устройства) към дипола, значително изкривява схемата на излъчване на симетричен полувълнов линеен дипол. Един от начините за потискане на излъчването на електропровода е използването на монопол вместо дипол заедно с четири взаимно перпендикулярни / 4 „баланса“, играещи ролята на „земя“ (Фигура 40).

Фигура 40 - / 4 монополна и фрактална антена с "баланси"

Фигури 41–45 показват експериментално измерените модели на радиация на изследваните антени с „баланси“ (резонансната честота на излъчването на практика не се променя по време на прехода от дипол към монопол). Измерванията на плътността на потока на микровълновата мощност в микровълни на квадратен метър се извършват в хоризонтална и вертикална равнина през 10. Измерванията се извършват в „далечната“ зона на антената на разстояние 2.

Първата изследвана антена под формата на праволинеен / 4-вибратор. От схемата на излъчване на тази антена може да се види (фиг. 41), че тя се различава от теоретичната. Това се дължи на грешки в измерването.

Грешките в измерването за всички изследвани антени могат да бъдат следните:

Отражение на радиация от метални предмети вътре в лабораторията;

Липсата на строга взаимна перпендикулярност между антената и везните;

Не потиска напълно излъчването на външната обвивка на коаксиалния кабел;

Неточност на четене на ъглови стойности;

Неточно „насочване“ на метра ATT-2592 към антената;

Смущение от мобилни телефони.

UDC 621.396

фрактална ултра широколентова антена на базата на кръгъл монопол

Г.   И. Абдрахманова

Уфа, Държавен авиационен технически университет,

Universita degli studi di Trento

Резюме.   Статията разглежда задачата за проектиране на ултра широколентова антена, базирана на фрактална технология. Представени са резултатите от проучванията на промените в радиационните характеристики в зависимост от величината на мащабния коефициент.и ниво на итерация. Проведена е параметрична оптимизация на геометрията на антената за съответствие с изискванията на коефициента на отражение. Размерите на разработената антена са 34 × 28 mm 2, а обхватът на работната честота е 3.09 ÷ 15 GHz.

Ключови думи:   ултра широколентова радио комуникация, фрактална технология, антени, коефициент на отражение.

абстрактно:Разработката на нова ултра широколентова антена на базата на фрактална технология е описана в статията. Представени са резултатите от изследванията на промените в характеристиките на радиация в зависимост от стойността на коефициента на скалата и нивото на итерация. Приложена е параметричната оптимизация на геометрията на антената за удовлетворяване на изискванията за коефициент на отражение. Разработеният размер на антената е 28 × 34 mm 2, а широчината на честотната лента - 3.09 ÷ 15 GHz.

Ключови думи:   ултра широколентова радио комуникация, фрактална технология, антени, коефициент на отражение.

1 Въведение

Днес ултра широколентовите (UWB) комуникационни системи представляват голям интерес за разработчиците и производителите на телекомуникационно оборудване, тъй като позволяват прехвърляне на огромни потоци от данни с висока скорост в ултра широка честотна лента на нелицензирана основа. Характеристиките на предаваните сигнали предполагат липсата на мощни усилватели и сложни компоненти за обработка на сигнала като част от приемо-предавателните комплекси, но те ограничават обхвата (5-10 m).

Липсата на подходяща елементарна база, способна да работи ефективно с ултракоротките импулси, пречи на масовото въвеждане на UWB технологията.

Трансивърните антени са един от ключовите елементи, които влияят върху качеството на предаване / приемане на сигнал. Основното направление на патентите и изследванията в дизайна на антенната технология за UWB устройства е миниатюризиране и намаляване на производствените разходи, като същевременно се осигуряват необходимите честотни и енергийни характеристики, както и използването на нови форми и структури.

Така че в геометрията на антената тя е изградена на базата на шлиц с правоъгълен U-образен прорез в центъра, който ви позволява да работите в лентата на UWB с функция стрелаWLAN -оранжеви, размери на антената - 45,6 × 29 мм 2. Като излъчващ елемент е избрана асиметрична Е-образна фигура с размери 28 × 10 mm 2, разположена на височина 7 mm спрямо проводящата равнина (50 × 50 mm 2). Представена е плоска монополна антена (22 × 22 mm 2), проектирана на базата на правоъгълен излъчващ елемент и стълбовидна резонансна конструкция от обратната страна.

2 Изложение на проблема

Поради факта, че кръговите структури могат да осигурят доста широка честотна лента, опростяване на дизайна, малък размер и намаляване на разходите в производството, в този документ се предлага да се разработи UWB антена, базирана на кръгъл монопол. Необходимият диапазон на работната честота е 3,1 ÷ 10,6 GHz в коефициент на отражение от -10 dBS 11, (фиг. 1).

Фиг. 1. Необходима маска за коефициент на отражениеS 11

За да се миниатюризира геометрията на антената ще бъде модернизирана чрез използването на фрактална технология, която също ще ни позволи да проучим зависимостта на радиационните характеристики от стойността на коефициента на скалата δ и фрактално ниво на итерация.

На следващо място, задачата е да се оптимизира разработената фрактална антена, за да се разшири работният диапазон чрез промяна на следните параметри: дължината на централния проводник (CPU) на копланарния вълновод (HF), дължината на земната равнина (PZ) на HF, разстоянието "FH на HF - излъчващия елемент (IE)".

Моделиране на антени и числени експерименти се извършват в околната среда "CST Микровълново студио. "

  3 Избор на геометрия на антената

Като основен елемент е избран кръгъл монопол, чиито размери са една четвърт от дължината на вълната от необходимия диапазон:

където L ар   - дължината на излъчващия елемент на антената без процесор;f L   - по-ниска честота на прекъсване,f L = е   мин. uwb   \u003d 3,1 · 10 9 Hz; сСкоростта на светлината, с =   3 · 10 8 m / s 2.

Получаваме L ар   \u003d 24,19 мм ≈ 24 мм. Като се има предвид, че кръг с радиус отr = L ар / 2 \u003d 12 mm, и ако приемем оригиналната дължина на процесораL fсъщо равен r, получаваме нулева итерация (фиг. 2).

Фиг. 2. Нулева итерация на антената

Плътен диелектричен субстратT s   и със стойности на параметритеε s \u003d 3.38, tg δ   \u003d 0,0025 се използва като основа, от предната страна на която са поставениIE, CPU и PZ , В този случай разстояниетоPP-CP " Z v   и PZ-IE Z h   взето равно на 0,76 мм. Стойностите на останалите параметри, използвани в процеса на моделиране, са представени в таблица 1.

Таблица 1. Параметри на антената ( δ = 2)

име	описание	формула	стойност
Л а	Дължина на антената	2 ∙ r + L f	36 мм
W a	Ширина на антената	2 ∙ r	24 мм
L f	Дължина на процесора	r +0,1	12,1 мм
W f	Ширина на процесора		1,66 мм
L g	Дължина на PP	r - T s	11,24 мм
L s	Дължина на основата	Л а + G s	37 мм
W s	Ширина на основата	W a+ 2 ∙ G s	26 мм
G s 1	Вертикален просвет на люфт		1 мм
G s 2	Хоризонтален луфт на хоризонталата		1 мм
T m	Дебелина на метала		0,035 мм
T s	Дебелина на основата		0,76 мм
r	Радиус на кръга 0-та итерация		12 мм
r 1	Радиус на кръга на 1-ва итерация	r /2	6 мм
r 2	Радиус на кръг на 2-ра итерация	r 1 /2	3 мм
r 3	Итерация с радиус на кръг 3	r 2 /2	1,5 мм
ε s	Диелектрична константа		3,38

Антената се захранва от копланарен вълновод, състоящ се от централен проводник и земна равнина,SMA - съединител и копланарен вълнопровод (CWP), перпендикулярно на него (фиг. 3).

където ε eff   - ефективна диелектрична константа:

K – пълен елиптичен интеграл от първи вид;

	(5)

Фракталността в конструкцията на антената се състои в специален начин на опаковане на елементи: последващите итерации на антената се формират чрез поставяне на кръгове с по-малък радиус в елементите от предишната итерация. В този случай коефициентът на мащаба δ определя колко пъти ще се различава размерът на съседни итерации. Този процес за случая δ = 2 е представена на фиг. 4.

Фиг. 4. Първата, втората и третата итерация на антената ( δ = 2)

И така, първата итерация беше получена чрез изваждане на два кръга с радиусr 1   от изходния елемент. Втората итерация се формира чрез поставяне на половинки от метални кръгове с радиус отr 2   във всеки кръг от първата итерация. Третата итерация е подобна на първата, но радиусаr 3 , Документът разглежда вертикалното и хоризонталното подреждане на кръговете.

3.1 Хоризонтално разположение на елементите

Динамиката на коефициента на отражение в зависимост от нивото на итерация е показана на фиг. 5 за δ \u003d 2 и на фиг. 6 за δ \u003d 3. Всяка нова поръчка съответства на една допълнителна резонансна честота. И така, нулев резонанс в разглеждания диапазон 0-15 GHz съответства на 4 резонанса, първата итерация - 5 и пр. Освен това, като се започне от втората итерация, промените в поведението на характеристиките стават по-малко забележими.

Фиг. 5. Зависимостта на коефициента на отражение от реда на итерацията ( δ = 2)

Същността на моделирането е, че на всеки етап от разглежданите характеристики се избира една, която се определя като най-обещаващата. В тази връзка се въвежда правилото:

Ако излишъкът (разликата) в диапазона, където рафтовете са по-високи от -10 dB, е малък, тогава трябва да изберете характеристиката, която има по-ниски рафтове в работния диапазон (под -10 dB), защото в резултат на оптимизация първата ще бъде елиминирана, а втората пропуснат още по-ниско.

Фиг. 6. Зависимостта на коефициента на отражение от реда на итерацията ( δ = 3)

Въз основа на получените данни и в съответствие с това правило за δ \u003d 2, кривата, съответстваща на първата итерация, е избрана за δ \u003d 3 - втора итерация.

Освен това се предлага да се проучи зависимостта на коефициента на отражение от стойността на коефициента на скалата. Помислете за промяна δ в диапазон 2 ÷ 6 със стъпка 1 в рамките на първата и втората повторения (фиг. 7, 8).

Интересно поведение на класациите е това, като се започне с δ \u003d 3, характеристиките стават по-нежни и гладки, броят на резонансите остава постоянен, а растежът δ придружен от повишаване на нивотоS 11   в четни диапазони и намаляване на нечетни.

Фиг. 7. Зависимостта на коефициента на отражение от коефициента на скалата за първата итерация ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

В този случай стойността се избира и за двете итерации δ = 6.

Фиг. 8. Зависимостта на коефициента на отражение от коефициента на скалата за втората итерация ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

δ \u003d 6, защото се характеризира с най-ниските рафтове и дълбоки резонанси (фиг. 9).

Фиг. 9. Сравнение на S 11

3.2 Вертикално разположение на елементите

Динамиката на коефициента на отражение в зависимост от нивото на итерация в случай на вертикално подреждане на кръгове е показана на фиг. 10 за δ \u003d 2 и на фиг. 11 за δ = 3.

Фиг. 10. Зависимостта на коефициента на отражение от реда на итерацията ( δ = 2)

Въз основа на получените данни и в съответствие с правилото за δ \u003d 2 и δ \u003d 3, е избрана кривата, съответстваща на третата итерация.

Фиг. 11. Зависимостта на коефициента на отражение от реда на итерацията ( δ = 3)

Разглеждането на зависимостта на коефициента на отражение от стойността на коефициента на скалата в рамките на първата и втората итерации (фиг. 12, 13) разкрива оптималната стойност δ \u003d 6, както в случая на хоризонтално подреждане.

Фиг. 12. Зависимостта на коефициента на отражение от коефициента на скалата за първата итерация ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

В този случай стойността се избира и за двете итерации δ   \u003d 6, което също представлявап-фрактален фрактал, което означава, че може да се наложи да комбинира функции δ = 2 и δ = 3.

Фиг. 13. Зависимостта на коефициента на отражение от коефициента на скалата за втората итерация ( δ = 2; 3; 4; 5; 6)

Така от четирите сравнени варианта се избира кривата, съответстваща на втората итерация δ \u003d 6, както в предишния случай (фиг. 14).

Фиг. 14. СравнениеS 11   за четирите разглеждани геометрии на антената

3.3 Сравнение

Като се имат предвид най-добрите варианти за вертикални и хоризонтални геометрии, получени в двата предишни раздела, изборът спира на първия (фиг. 15), въпреки че в този случай разликата между тези опции не е толкова голяма. Работни честотни диапазони: 3.825 ÷ 4.242 GHz и 6.969 ÷ 13.2 GHz. Освен това дизайнът ще бъде модернизиран, за да се разработи антена, работеща в цялата гама UWB.

Фиг. 15. СравнениеS 11 за да изберете крайната опция

4 Оптимизация

Този раздел обсъжда оптимизирането на антената въз основа на втората фрактална итерация с коефициентна стойност δ \u003d 6. Променливите параметри са представени на, а диапазоните на техните промени са представени в таблица 2.

Фиг. 20. Появата на антената: а) предната страна; б) обратната страна

На фиг. 20 показва характеристиките, отразяващи динамиката на промянатаS 11   стъпка по стъпка и доказване на валидността на всяко следващо действие. Таблица 4 показва резонансните и граничните честоти, използвани по-долу за изчисляване на повърхностни токове и радиационни модели.

маса   3. Изчислените параметри на антената

име	Начална стойност, мм	Крайна стойност, мм
∆ L f
Z h	маса 13,133208
6,195	27,910472
8,85	21,613615
10,6	12,503542
12,87	47,745235

Разпределението на повърхностните токове на антената на резонансните и граничните честоти в обхвата на UWB е показано на фиг. 21, и модели на радиация - на фиг. 22.

a) 3.09 GHz b) 3.6 GHz

в) 6,195 GHz г) 8,85 GHz

д) 10,6 GHz д) 12,87 GHz

Фиг. 21. Разпределение на повърхностните токове

а) F(φ ), θ   \u003d 0 ° b) F(φ ), θ   \u003d 90 °

в) F(θ ), φ   \u003d 0 ° g) F(θ ), φ   \u003d 90 °

Фиг. 22. Модели на насоченост в полярната координатна система

5   заключение

Този документ представя нов метод за проектиране на UWB антени, базиран на използването на фрактална технология. Този процес включва две стъпки. Първоначално геометрията на антената се определя чрез избиране на подходящ коефициент на скала и ниво на фрактална итерация. Освен това, параметричната оптимизация се прилага към формата, получена въз основа на изучаването на влиянието на размерите на ключовите компоненти на антената върху характеристиките на радиация.

Установено е, че с увеличаване на реда на итерация, броят на резонансните честоти се увеличава и увеличаването на коефициента на мащаб в рамките на една итерация се характеризира с по-плоско поведениеS 11 и постоянство на резонансите (като се започне от δ = 3).

Разработената антена осигурява висококачествено приемане на сигнал в честотна лента на ниво 3.09 ÷ 15 GHzS 11 < -10 дБ. Помимо этого антенна характеризуется малыми размерами 34×28 мм 2 , а следовательно может быть успешно применена в СШП приложениях.

6 признания

Проучването е подкрепено с безвъзмездна финансова помощ от Европейския съюз “Действие на Erasmus mundus   2 ”, също А. Г. И. благодари на професораПаоло рока   за полезна дискусия.

литература

1. L , Лизи, Г. Оливери, П. Рока, А. Маса. Плоска монополна UWB антена с характеристики на WLAN лента UNII1 / UNII2. Напредък в електромагнитните изследвания B, Vol. 25, 2010. - 277-292 с.

2. H. Malekpoor, S. Jam. Ултра широколентови къси антени, захранвани от сгънати кръпки с мултирезонанси. Напредък в електромагнитните изследвания B, Vol. 44, 2012. - 309-326 с.

3. R.A. Sadeghzaden-Sheikhan, M. Naser-Moghadasi, E. Ebadifallah, H. Rousta, M. Katouli, B.S. Virdee. Планарна монополна антена, използваща резонансна структура във формата на задна стълба за ултра широколентова работа. IET Микровълни, антени и разпространение, кн. 4, бр. 9, 2010. - 1327-1335 с.

4. Преразглеждане на част 15 от правилата на Комисията относно ултра широколентовите преносни системи, Федерална комисия за съобщения, FCC 02-48, 2002. - 118 стр.

Отговори на въпроси от форума, гост и поща.

Светът не е без добри хора :-)
Валери UR3CAH: "Добър ден, Егор. Мисля, че тази статия (а именно разделът" Фрактални антени: по-малко, по-добре ") съответства на темата на вашия сайт и ще ви бъде интересна :) Вярно ли е това? 73!"
Да, разбира се е интересно. До известна степен ние вече засегнахме тази тема, когато обсъждахме геометрията на хексабимите. Имаше и дилема с "полагането" на електрическата дължина в геометрични размери :-). Така че благодаря, Валери, много за изпратените материали.
Фрактални антени: по-малко, по-добре
През изминалия половин век животът започва да се променя бързо. Повечето от нас приемат съвременната технология за даденост. Всичко, което прави живота по-удобен, свиквате много бързо. Рядко човек се чуди: „Откъде дойде това?“ и "Как работи?" Микровълнова фурна затопля закуската - добре, страхотно, смартфон ви дава възможност да разговаряте с друг човек - страхотно. Това изглежда като очевидна възможност.
  Но животът можеше да бъде съвсем различен, ако човек не беше потърсил обяснение на събитията. Вземете например мобилни телефони. Спомняте ли си прибиращите се антени на първите модели? Те се намесиха, увеличиха размера на устройството, в крайна сметка често се счупиха. Вярваме, че те завинаги потънаха в забвение и отчасти причината за това ... фрактали.

Фракталните модели очароват със своите модели. Те определено приличат на изображения на космически обекти - мъглявини, струпвания на галактики и т.н. Следователно е съвсем естествено, че когато Манделброт обяви теорията си за фракталите, изследванията му предизвикаха повишен интерес сред тези, които изучават астрономия. Един от тези любовници, на име Натан Коен, след като посети лекция на Бенуа Манделброт в Будапеща, влезе в идеята за практическо приложение на придобитите знания. Вярно, той го направи интуитивно и не най-малката роля в неговото откриване е изиграна случайно. Като радиолюбител Натан се стреми да създаде антена с възможно най-голяма чувствителност.
  Единственият начин за подобряване на параметрите на антената, който беше известен по това време, беше да се увеличат нейните геометрични размери. Въпреки това, собственикът на наема в Бостън в центъра на града, който Натан нае, бе категорично против инсталирането на големи устройства на покрива. Тогава Натан започна да експериментира с различни форми на антени, опитвайки се да постигне максимални резултати с минимални размери. Като се зарибява с идеята за фрактални форми, Коен, както се казва, на случаен принцип направи един от най-известните фрактали от тел - „снежинката на Кох“. Шведският математик Хелге фон Кох излезе с тази крива през 1904г. Получава се чрез разделяне на сегмента на три части и замяна на средния сегмент с равностранен триъгълник без страна, съвпадаща с този сегмент. Дефиницията е малко трудна за разбиране, но на фигурата всичко е ясно и просто.
  Има и други разновидности на кривата на Кох, но приблизителната форма на кривата остава сходна.
Когато Натан свърза антената към радиото, той беше много изненадан - чувствителността рязко се увеличи. След поредица от експерименти бъдещият професор от Бостънския университет разбра, че антената, направена според фракталния модел, има висока ефективност и покрива много по-широк честотен диапазон в сравнение с класическите решения. Освен това формата на антената под формата на фрактална крива може значително да намали геометричните размери. Нейтън Коен дори изведе теорема, доказваща, че за да се създаде широколентова антена, е достатъчно да й придаде формата на самоподобна фрактална крива.
  Авторът патентова своето откритие и основава компанията Fractal Antenna Systems за разработване и дизайн на фрактални антени, с право вярвайки, че в бъдеще, благодарение на откритието си, мобилните телефони ще могат да се отърват от обемистите антени и да станат по-компактни. По принцип това се случи. Вярно е, че и до днес Натан е в съдебни спорове с големи корпорации, които незаконно използват откритието си за производство на компактни комуникационни устройства. Някои известни производители на мобилни устройства, като Motorola, вече са постигнали мирно споразумение с изобретателя на фракталната антена. "

С привидно "нереалната и фантастична" ситуация, увеличението на полезния сигнал е абсолютно реално и прагматично. Не е нужно да имате седем педя в челото, за да се досетите откъде се появяват допълнителните микроволта. С много голямо увеличение на електрическата дължина на антената, всички нейни счупени секции са разположени в общо пространство с предходното. И вече знаем откъде идва печалбата в многоелементните антени: поради добавянето на енергия в един елемент преизлъчено от други елементи. Ясно е, че те не могат да се използват като насочени по същата причина :-) това е невъзможно, но фактът остава: фракталната антена наистина е по-ефективна от директния проводник.

•    преди
•    напред

Нямате права да публикувате коментари Няма достатъчно права за коментар

•    Duchifat: Наистина 9 миливата?

    С новата антена израелският Duchifat-1 започна да забележимо по-добре. Винаги е слабо чуваем, но изглежда, че със стек от две 7-елементни антени стана по-добре. Взехте няколко телеметрични кадъра. Малко беден, страхувам се, че този декодер не е подходящ за мен. Или неточен "превод" на цифрите на пакета в параметрите от DK3WN. В пакета мощността от дахтиката (напред) е само 7,2 миливата. Но ако той казва истината, тогава 10 миливата от неговата сила на Земята могат да се чуят перфектно :-)

•    Колко красив е този свят, виж

  Просто седях на една и съща маса с целия свят. Пасаж на памук с микроволтово равенство от всички посоки. Същото нещо, което написах вчера и предния ден. Който ме посещава отдавна, вече съм чел. И той слушаше. По-долу е фонограмата на три интересни QSOs, проведени с интервал от 5-7 минути. Между тях все още имаше връзки, но не толкова изразителни, японци, американци .... Те не могат да бъдат наречени DXam вече поради техния брой :-)

  Така че за невярващите, три аудио едно след друго 9M2MSO, Малайзия, Пуерто Рико NP4JS и най-накрая очарователната Сесил от Венецуела YY1YLY. Благодарен съм на Всемогъщия за факта, че сме толкова различни, цветни, смешни и интересни. Всички комуникации при избор на SSB. сякаш специално за TOE, за да могат всички да слушат .... :-)

•    Успешен столетница

  Успешният DelfiC3 летеше със своите 125 миливата, беше отлично чуваем, декодиран е с Java с RASCAL и също изпраща получените линии до сайта на екипа за поддръжка. AUDIO - снимка на декодера по-долу.

  

•    Липсва WEB приемник?

    Просто успях да поговорим за Java машината, тъй като компанията SUN ни подхвана още едно прасе :-) Разбира се, всичко е за доброто на потребителя. Само те забравиха, че е необходимо да уведомят милиони потребители на WEB приемници, които в 90 процента от случаите работят чрез Java машината, за да затегнат изискванията за сигурност. И между другото, не само тях. Създателите на WED приемници (И между другото, и самият Windows :-) се опитайте да направите без JAVA, използвайки HTML5 и други обрати, но това не винаги се получава. Твърде дълга история ги свързва: всичко е ограничено до чертите на желязото. Моят лаптоп, например, с помощта на HTML5 може да осигури контрол на приемника, но не може да получи звук :-) Престорете, че приемникът показва всичко, но е безмълвен :-) Накратко, само Vadim, UT3RZ ще ви помогне.

  "UT3RZ Vadim. Priluki. Http: //cqpriluki.at.ua Във връзка с актуализацията на Jawa на 14 януари 2014 г. до версия 7 Update 51 (build 1.7.0_51-b13) имаше проблеми при слушането на WEB SDR приемници. Създателите на Jawa, преследващи целта сигурност на компютърните потребители, в новата им версия 7 Update 51 въведе необходимостта от ръчно потвърждаване на сигурността.

•    Проверете ушите на вашия TNC

  От съображения за скука слушах (тропах ;-) канала на дигитайтера на МКС. Шумът е доста обслужван и доста активен. Аудиоконтролът, разбира се, записа всичко. Жаба смачкана, за да забие записа. Тук го слагам, проверете настройките на вашите модеми или TNC. Красиво там в космоса. Истината е наистина скучна: едни и същи лица през цялата година :-(

  

•    Telegram UR8RF

  Радио Промин
  

  Вітаю всеіх. Sjogodnі, 17-та листна есен, по Radio Promіn на участък от 40 hvilin Volodymyr UY2UQ rozpovіdav около amator radio. Можете да чуете на сайта на Радио Промо в аудио архива на 17-и есен.
  Час 15:14:14 - 15:54:38 http://promin.fm/page/9.html?name\u003dAudioarhiv1http://promin.fm/page/9.html?name\u003dAudioarhiv1
  73! Заваго Александър UR8RF

•    Интернет върви в морс

  През декември 2011г Google обяви излизането на приложението Gmail за iOS, което ви позволява бързо да правите малки бележки. В прессъобщението на компанията се отбелязва, че пещерните хора са използвали такива записи, докато са правили рисунки по скалите. И сега софтуерът за бързи бележки получи своето логично продължение - Google обяви принципно нов начин за въвеждане на клавиатурата на мобилните устройства.
    Gmail Tap е името на приложението, с което преходът от обичайната клавиатура на 26-бутона на смартфони към двубутон ще стане реалност. Правилно сте чули. Отсега нататък потребителите на устройства както на iOS, така и на Android ще могат да използват Gmail Tap, за да въвеждате текстови съобщения само с два бутона - точки и тирета. Експертите от Google, водени от Рийд Морз (пра-правнук на известния изобретател на кода на Морс), предлагат на потребителите опростена версия на „кода на Морс“, с която SMS съобщенията могат да се набират не по-бавно, отколкото със стандартна клавиатура. Възхитително е да можете да пишете две съобщения наведнъж. Разширен потребителски режим „мулти-имейл режим“ включва използването на две клавиатури - стандартна в долната част и допълнителна в горната част на екрана. И дори начинаещият потребител на Gmail Tap може бързо да научи как да пише, почти без да гледа клавиатурата. Вижте колко е просто: