^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 95 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Выбор материала для изготовления антенн. - 4.3 out of 5 based on 9 votes
1 1 1 1 1 Рейтинг 87% [9 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. Отдельно стоит упомянуть, что замена сплошного металла на фольгированный стеклотекстолит на высоких частотах без пересчета антенны недопустима,  подробнее здесь.

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   

3G-Aerial admin
#21 3G-Aerial admin 09.09.2018 13:32
Зачем вам на ДМВ Quados когда для цифрового телевидения существуют совсем другие антенны? Например этот аналог Квадоса:
3g-aerial.biz/double-bi-quad-uhf
Алекс
#22 Алекс 09.09.2018 20:42
А кто сказал что для ДМВ :-) Мне нужна , антенна с максимальным усилением, относительно простая и в тоже время широкополосная ( не менее 10 МГц) .По расчетам Вашего калькулятора 8 элементная qudos самое то что нужно.Остается прикинуть варианты использования материалов. Очень прошу помочь с советами. И да антенны Харченко в 90е я таки делал, на МВ и ДМВ из алюминиевых полос. Довольно неприхотливые в работе. Так почему не попробовать улучшенный вариант с максимальным КПД .
Алекс
#23 Алекс 10.09.2018 20:57
:-) Мне не для ТВ. Для нужной мне частоты, видел похожую конструкцию на Double Bi-Quad. Очень удивило что там сделали антенну и использовали провод с диаметром всего 2мм ) . Но посмотрел варианты, вижу что Quados 8 будет гораздо эффективнее за счет бОльшего усиления. Может есть возможность применить меньшее сечение, или изготовить в виде двух проводов, аля полосы , как для ант. Харченко? Только не уверен в самом конструктиве, можно ли и как соединять параллельные круглые провода? Как в Зигзаге, в местах изгиба? Когда то так делал из тонкой проволоки антенну Харченко,
3G-Aerial admin
#24 3G-Aerial admin 10.09.2018 21:28
10МГц ширина частотной полосы на 408МГц это 2,5%. Это относительно узкая полоса. Для радиоастрономии наверно? Можно конечно применить набор проводов аля металлическая полоска, но в таком случае (для такой частотной полосы) в этом просто нет необходимости. Можно взять тонкий провод. Для более точного расчета следует воспользоваться 4NEC2, калькулятор не годится.
lunerball
#25 lunerball 13.02.2019 10:02
Можно ли использовать алюминиевый рефлектор, а все остальные диски медные ?
3G-Aerial admin
#26 3G-Aerial admin 13.02.2019 20:11
Цитирую lunerball:
Можно ли использовать алюминиевый рефлектор, а все остальные диски медные ?

Вопрос не по теме. В этой статье нет упоминания ни о каких "дисках", ребята.
Игорь Владимирович
#27 Игорь Владимирович 24.02.2019 04:13
У меня есть нержавейка 0.5 мм с неё можно делать элементы?
3G-Aerial admin
#28 3G-Aerial admin 24.02.2019 09:15
Игорь Владимирович, нержавейка - это сталь. О возможности использования стали в статье сказано прямым текстом.
Игорь Владимирович
#29 Игорь Владимирович 24.02.2019 15:07
Хорошо, нержавейка отпадает а что тогда понимается под цинком оцинкованная сталь или чистый лист цинка?
3G-Aerial admin
#30 3G-Aerial admin 24.02.2019 19:37
В принципе на этот вопрос тоже есть ответ во втором абзаце статьи. ВЧ ток течет не по всему сечению металла, а только в его поверхностном слое. Это свойство высокочастотног о тока называется скин-эффектом, а слой в котором течет ток - скин-слоем. Толщина скин слоя уменьшается с ростом частоты и на частоте 1ГГц для цинка составляет не более 4мкм. Толщина же цинкового покрытия стали в "оцинковке" не менее 30мкм. Поэтому ток течет полностью в цинке и стали он "не видит". Таким образом оцинкованная сталь и чистый лист цинка в данном случае эквивалентны. Другое дело нержавейка. Это легированная сталь во всем своем сечении, включая поверхность.

Добавить комментарий


Последние коммы

  • Логопериодическая антенна
    • yurik82
      Сложный вопрос. Во-первых, рабочий диапазон LPDA очень существенно больше чем расчетный, вверх по ...
       
    • 3G-Aerial admin
      Предпочтительне е брать полосу шире рабочей.
       
    • ViktorValerich
      Добрый день. Какие значения частот вводятся в калькуляторе lpda? Необходимые для приёма, или нужно ...
  • Расчет антенны Uda-yagi конструкции DL6WU
    • yurik82
      Потому, что в модели Гюнтера DL6WU максимально допустимая коррекция до D/L = 0.01 Для длины волны ...
       
    • OlegGura
      Почему расчет для вай-фай волн поломан, а также убран из меню?

Последнее на форуме

  • Нет сообщений для показа

Рейтинг@Mail.ru