^Вверх

foto1 foto2 foto3 foto4 foto5


3G 4G LTE

CDMA

Wi-Fi

Антенны своими руками

3G-Aerial

Поиск на сайте

Сейчас на сайте

На сайте 113 гостей и ни одного пользователя

Вход

Войти Регистрация

Войти в аккаунт

Логин *
Пароль *
Запомнить меня

Создать аккаунт

Обязательные поля помечены звездочкой (*).
Максимальная длина имени и логина 16 символов
Имя *
Логин *
Пароль *
Подтверждение пароля *
Email *
Подтверждение email *
Защита от ботов *
4.3333333333333 1 1 1 1 1 Рейтинг 87% [6 Голоса (ов)]

латунная проволока для антенныКакой металл можно применить для изготовления антенны, а какой нежелательно? Какими критериями руководствоваться в выборе материала? Эти вопросы обязательно встанут перед вами, если вы всерьез взялись изготовить хорошую антенну самостоятельно. Попробуем найти на них ответ.

В поиске ответа самым важным является понимание того факта, что на высоких частотах ток течет не во всем сечении проводника, а только в тонком поверхностном слое. Это явление носит название скин-эффект. За толщину скин-слоя принято брать расстояние от поверхности металла, на котором величина тока равна 0.37 от величины на поверхности. При этом сопротивление скин-слоя такой толщины на данной частоте равно его сопротивлению на постоянном токе. Толщина скин-слоя уменьшается с ростом частоты. При этом уже в ДМВ диапазоне она составляет единицы микрон. Из этого следует вывод, что для нас важно из чего изготовлен поверхностный слой проволоки и не важен состав ее середины.


 metall003Сразу исключим непригодные металлы для антенны — это ферромагнетики — железо, никель и сплавы на их основе, например, сталь. Однако биметаллические провода со стальной серединой и медным покрытием (БСМ, БСМГ), очень даже пригодны. Именно благодаря наличию скин-эффекта. А конкретнее — все металлы и сплавы, которые можно применять в качестве внешнего слоя элементов антенн, можно разделить на две группы:

  1. серебро, медь, алюминий.

  2. латунь, цинк, дюралюминий.

Внутри групп металлы мало отличаются по потерям и практически равноценны. Антенны из металлов и сплавов 2-ой группы уступят по усилению антеннам из металлов 1-ой группы от 0.04 до 0.16 dB, что на практике почти не ощутимо. Очевидно, что годится не только биметалл с медным покрытием, но и сплошной медный провод или провод из любого из шести вышеперечисленных металлов.
О всевозможных сплавах следует сказать отдельно. Примеры:

  • в сплаве манганин меди 85%, а его сопротивление в 30 раз выше, чем у чистой меди.

  • нихром — сплав никеля 70% + хрома 15% + железа 15% имеет сопротивление в 10 раз выше, чем у любого из его компонентов.

Поэтому совершенно не стоит рассчитывать, что присутствие слова «медь» или «алюминий» в названии или в составе сплава обеспечит ему малое сопротивление.


 проолока для антенныБлагодаря скин-эффекту шероховатость поверхности провода увеличивает его сопротивление, т. к. увеличивается длина пути для ВЧ тока. Под влиянием атмосферных воздействий провод обычно окисляется, его поверхность становится более шероховатой и свойства антенны ухудшаются. При этом можно выделить несколько случаев:

  • Биметаллические провода с медным покрытием обычно со временем сильно окисляются, приобретая очень плохую поверхность, поэтому нуждаются в периодической полировке. Допустимо ошкуривание поверхности мелкой шкуркой вдоль провода.

  • Оцинкованная сталь, наоборот, со временем улучшает свои свойства и хорошо пригодна для долговременных конструкций.

  • Алюминий и трубки из его сплавов (дюралюминий) — лучшие для пассивных и активных элементов не требующих пайки. Поверхностная пленка окисла довольно прочна и надежно защищает металл от дальнейшего окисления. Однако дюралюминивые сплавы нуждаются в дополнительной изоляции от агрессивной атмосферы путем покрытия лаком.

  • Латунь по прочности, состоянию и стабильности поверхности, надежности пайки, можно использовать для любых элементов антенны. Недостаток - повышенная хрупкость на морозе.

  • Часто в качестве материала для изготовления антенн используют медные или алюминиевые провода для электропроводки. Это вполне допустимо, однако предпочтительней выбирать одножильный провод. У электриков провода измеряются по поперечному сечению, так принято, нам же необходимо в расчетах знать диаметр провода. Вот таблица соответствия:

    Таблица соответствия стандартных сечений жил проводов их диаметрам
    Стандартный ряд сечений жил провода, мм2 0,35 0,5 0,75 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 16,0 25,0 30,0
    Диаметр, соответствующий сечению жилы, мм 0,67 0,80 0,98 1,1 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,3 2,5 2,7 3,2 3,6 4,5 5,6 6,2

Лакокрасочное покрытие хоть и способно защитить провод от окисления, однако со временем все же разрушается и нуждается в периодическом обновлении. Понятное дело! Если вы следите за состоянием своего автомобиля, то антенна тоже нуждается в уходе. wink

По механическим свойствам, способности противостоять нагрузкам, например весу птиц в порядке уменьшения прочности металлы располагаются в следующем ряду: стальной биметаллический провод, жесткая латунь, дюралюминий, медь, алюминий.

При подключении кабеля снижения к антенне в месте контактов разных металлов возможна электрохимическая коррозия. В следующей таблице указана совместимость разных металлов в контактном соединении на открытом воздухе :

Сопрягаемый металл или покрытиеМедь и ее сплавыСтальАлюминий и его сплавыСталь нержавеющаяОлово и припои марки ПОСЦинк (металл и хроматированное покрытые)Никель и никелевое покрытиеКадмий (металл и хроматированное покрытые)
Медь и ее сплавы

+

+

+

+

0

Сталь

+

Алюминий и его сплавы

+

0

0

+

+

Сталь нержавеющая

+

0

+

+

+

Олово и припои марки ПОС

+

0

+

+

0

+

0

Цинк (металл и хроматированное покрытые)

+

0

+

+

Никель и никелевое покрытие

+

+

+

+

 

«+» — совместимые, «-» — не совместимые, «0» — нейтральные.

При выборе места установки антенны на крыше необходимо избегать близости дымовых и вентиляционных труб, т. к. выходящие газы оказывают разрушающее действие на металл антенны.

Со временем под воздействием агрессивной окружающей среды антенна постепенно разрушается, но радует то, что IT технологии распространяются и развиваются гораздо более высокими темпами smile

Комментарии   

Владимир
#1 Владимир 20.07.2015 13:57
Цитирую 3G-Aerial admin:

Все металлы и сплавы, которые можно применять для изготовления антенн, можно разделить на две группы.
1- серебро, медь, алюминий.
2- латунь, цинк, дюралюминий.
Внутри групп металлы практически равноценны по потерям. Антенны из металлов и сплавов 2 группы уступят по усилению антеннам их металлов 1 группы от 0.04 до 0.16 дб, т.е. на практике малозаметно.

Здравствуйте.
В разделе "материалы для антенн" написано :
"Сразу исключим непригодные металлы для антенны — это ферромагнетики — железо, никель и сплавы на их основе, например, сталь.http://3g-aerial.biz/vybor-materiala-dlya-izgotovleniya-antenn
То что у железа достаточно низкая электропроводно сть - понятно (можно компенсировать меднением или серебрением), а как влияет ферромагнетзм ?
В качестве проводников - ладно, немного нужно алюминия-меди, а рефлекторов ?
3G-Aerial admin
#2 3G-Aerial admin 20.07.2015 14:35
Дело в том, что толщина скин-слоя обратно-пропорц иональна корню из магнитной проницаемости. В итоге, кроме низкой электропроводно сти самого металла, мы имеем в десятки раз более тонкий скин-слой, что еще хуже для проводимости. Если рефлектор из такого материала, то мы получим что-то вроде "черного зеркала", назад к вибратору мало что отразится. Меднение, серебрение, оцинковка помогают, вы правы. Как раз эти металлы попадут на скин-слой.
Владимир
#3 Владимир 20.07.2015 15:06
Цитирую 3G-Aerial admin:

Дело в том, что толщина скин-слоя обратно-пропорциональна корню из магнитной проницаемости. В итоге, кроме низкой электропроводности самого металла, мы имеем в десятки раз более тонкий скин-слой, что еще хуже для проводимости. Если рефлектор из такого материала, то мы получим что-то вроде "черного зеркала", назад к вибратору мало что отразится.

Спасибо.Хоть преподавали антенно-фидерны е устройства, про это как-то не запомнилось.
Но, я так понимаю, покрытие толщиной превышающей Скин слой, можно полностью нивелировать этот недостаток железа.
3G-Aerial admin
#4 3G-Aerial admin 20.07.2015 20:44
Цитирую Владимир:
Но, я так понимаю, покрытие толщиной превышающей Скин слой, можно полностью нивелировать этот недостаток железа.

Да, естественно. Зеркальные антенны как раз из такого "железа" и изготавливают.
ogura.org.ua
#5 ogura.org.ua 29.07.2015 22:57
"... антенны постепенно разрушаются, но радует то что IT технологии распространяютс я и развиваются гораздо более высокими темпами."
Чему радоваться. В Японии уже дошли до конца радиоэфира. За пределами этого диапазона начинается инфракрасный свет. Свойства которого, существенно отличаются от свойств радиоволн. Уже этот "конец эфира" он как Wi-Fi используется у них, и он сам по себе близок к свету по свойствам, для наго бетон не очень прозрачный. На нем уже трудно построить сеть сотовую например, разве что если соты устанавливать на каждом столбе. Собственно почти так они и делают. Но если в Токио так можно то где-то в селе за несколько километров от Токио уже не наставишь. Слишком капризен этот последний диапазон.
Там диапазон в миллиметрах и Терагерцах считается и все. Дальше брать негде. Можно еще применить поляризационную модуляцию, фильтрацию шумов посредством адаптивных шумоподавителей . ну это максимум утроит-учетвери т пропускную способность радио эфитра. Дальше конец.
Евгений
#6 Евгений 07.01.2016 10:33
Цитирую 3G-Aerial admin:
Цитирую Владимир:
Но, я так понимаю, покрытие толщиной превышающей Скин слой, можно полностью нивелировать этот недостаток железа.

Да, естественно. Зеркальные антенны как раз из такого "железа" и изготавливают.


То есть данное правило справедливо не только для изготовления вибраторов, но и отражателей?
3G-Aerial admin
#7 3G-Aerial admin 07.01.2016 11:58
Лучшие тарелки считаются алюминиевые, но стальные тоже делают. Сталь же не абсолютно черная "в вакууме", потери можно компенсировать увеличением диаметра, зато увеличивается прочность, снижается стоимость.
А правило действительно универсально. Делают даже коаксиальные кабели с центральной стальной жилой покрытой медью.
В любительских условиях при изготовлении антенн от стали лучше отказаться, имхо. Тем более, что оцинкованная жесть вполне доступна.
ogura.org.ua
#8 ogura.org.ua 07.01.2016 13:13
Не надо путать одно с другим. А именно Электропроводно сть со скин эффектом и ферромагнитные свойства. Ферромагнитные свойства являются причиной многочисленные нежелательных явлений, и прежде всего железо это ферромагнетик, а потом уже обладает проблемной электропроводно стью. Тем не менее теоретически может быть конструкция антенны которая на железе будет работать с компенсированны ми ферромагнитными свойствами. Сама по себе тарелка в принципе компенсирует, только может понадобиться сместить головку.
Один мой одноклассник взял напильник с каким-то покрытием и штырем для ручки воткнул в гнездо телевизора, и телевизор начал показывать все каналы каналы, в т.ч. дециметрового диапазона, вопреки правилам. Почему-то его негативные качества стали позитивными. А для некоторых передатчиков которые тогда работали в Киеве нужна была антенна децибел так 10-20.
3G-Aerial admin
#9 3G-Aerial admin 07.01.2016 15:13
Это не первый доставляющий комментарий :-)
Кто хочет приколов, смотрите еще здесь на 5-ой вкладке комментариев:
http://3g-aerial.biz/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-antenny-uda-yagi-dl6wu

δi = √[ ρ / ( π μ f )]
  • δi – глубина скин-слоя [м]
  • ρ – удельное сопротивление металла [Ом·м]
  • f – частота [Гц]
  • μ = μ0μr
    μ0 = 4π·10^-7 – абсолютная магнитная проницаемость
    μr – относительная магнитная проницаемость металла

μr близка к единице у пара- и диамагнетиков и начиная от сотни у стали. Отсюда следует, что электропроводно сть на СВЧ у стали не менее чем в десять раз меньше, чем у того же алюминия.
ogura.org.ua
#10 ogura.org.ua 07.01.2016 17:32
Не следует путать электропроводно сть со скин эффектом с одной стороны и ферромагнитные свойства с другой.
У вас вон спутник над Африкой вышел из строя, без "доставляющих комментариев".

Добавить комментарий

Уважаемые посетители, на сайте работает форум, на котором имеется гораздо больше возможностей для общения, чем в комментариях. Комментарии от анонимов предварительно модерируются


Последние коммы


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru