Параболическая антенна своими руками

На Ютуб выложили дельное видео, поясняющее, что такое параболическая антенна. Сделали скрин и указываем источник www.youtube.com/watch?v=6Cku8eGomec, чтобы авторы получили долю рекламы. То, что видим на изображении, происходит на 50-х секундах видео. Смысл в том, что парабола является линией-местоположением точек, равноудаленных от одной заданной-фокуса и линии, именуемой директрисой. Физической особенностью параболы является то, что пришедшие с одного направления лучи, собираются в фокальной плоскости (плоскость, параллельная директрисе и содержащая на поверхности фокус). Причем, если направление перпендикулярное, то точкой приема будет фокус. За счет этого происходит многократное усиление сигнала, что и используется в спутниковом телевидении. Вот почему параболическая антенна своими руками была мечтой радиолюбителей в СССР – тогда в свободной продаже таких устройств не было…

Суть работы параболической антенны

Суть работы параболической антенны

Эволюция параболических антенн

Параноидально настроенные люди вели Холодную войну. Для связи со спутником требовалась антенна с невероятным коэффициентом усиления, стандартные модели не подходили. Чтобы шпионить, решили приспособить существующие уже тогда для локаторов параболические антенны. Смысл уже описан выше. За счет своеобразной формы поверхности получается тонкий луч с невероятным усилением. Тогда возникли еще две проблемы, порожденные одной: как уследить за движущимся космическим аппаратом, потому что как шпион неподвижный геостационарный спутник бесполезен.

Итак, тонкий луч антенны должен быть постоянно нацелен на движущийся спутник. Но тот меняет непрестанно ориентацию для глаз наблюдателя: сначала обращен одним боком, затем другим. Следовательно, линейная поляризация для передачи подходит неважно, потому что еще и угол наклона антенны пришлось бы менять. А это лишние вычислительные и энергетические затраты. Вот поэтому на спутниках шпионах поляризацию применяли круговую. Как ни смотри, а сигнал ловится. НТВ+, быть может, на случай войны используют также круговую поляризацию, поэтому не приходится конвертер поворачивать в ту или иную сторону при настройке оборудования. А вот сам параболоид сориентировать по прямой на спутник нужно, иначе пришедшие лучи в фокальной плоскости соберутся, но не прямо в фокусе.

Кстати, именно это свойство используется, чтобы с одной тарелки набором конвертеров принимать несколько спутников. Располагаются в фокальной плоскости на прямом отрезке стальной арматуры, именуемом мультифидом. Осталось добавить к этому, что размер тарелки выбирается боле менее произвольно, однако в магазине имеется несколько типоразмеров, которые бы и рекомендовали копировать, изготавливая антенну своими руками.

Параболическая антенна

Параболическая антенна

Просто конвертеры рассчитаны на работу с этими устройствами, и действовать иначе – значит плыть против течения. Также вместе с читателями собираемся изучить требования к поверхности. Беда в  том, что параболические антенны капризны к форм-фактору, поэтому допуски на отклонения от номинальных размеров малы (единицы и доли миллиметра для связного диапазона).

Это говорим еще со слов преподавателей. Принцип действия параболической антенны подобен зеркалу, и если поверхность будет неровной, лучи не сойдутся в нужном месте. Однако точных допусков по памяти не приведем, а поэтому окунемся в учебник.

Это интересно! Учитель-предметник рассказывал, что в СССР неудачную партию параболоидов выбросили в детские магазины под видом санок. Местные радиолюбители мгновенно разобрали товар.

Требования к самодельной параболической антенне

Прежде условимся о том, как сделать параболическую антенну попроще. На наш взгляд для этого идеально подойдет способ, применяемый на судоверфях. Согласно методике, фигура сечется плоскостями вдоль и поперек, после чего для каждого случая вырезается из стали образующая. В будущем листы корпуса кладутся сверху. Свариваются между собой, образуя часть днища, от которого пойдет корабль. Предлагаем:

  • достать книгу по анадиреклитической геометрии;
  • найти там формулу параболоида;
  • решить задачу сечения плоскостями, вдоль и поперек;
  • вырезать из фанеры нужный шаблон;
  • собрать костяк из пересекающихся между собой под прямыми углами досок;
  • обклеить в один слой миткалем, пропитанным типичным клеем герметиком, при этом важно выдержать плавность переходов;
  • подождать, пока формочка станет твердой окончательно;

    Фольга для изготовления антенны

    Фольга для изготовления антенны

  • осторожно покрыть поверхность фольгой;
  • испытать конструкцию (не много весит) с конвертером на любом спутнике;
  • если тест пройден, то получилась отличная формочка, при помощи которой можно собрать любое количество параболических антенн своими руками.
Читайте также:  Самодельная антенна Wi-Fi

Ума не приложим, кому сегодня самодельная зеркальная параболическая антенна, но если азарт не прошел, то приступим к реализации мелочей. Миткаль выбран за то, что это грубая и тонкая ткань. Обе характеристики очень важны. Если уверены, что сможете ровно обклеить костяк другим материалом, используйте талант по назначению. Расчет параболической антенны ведется по формуле:

z = (x2 + y2) / a2;

Как видим, проблема при изготовлении самодельной параболической антенны в том, чтобы найти параметр а. Чему будет равен. Оговоримся, что это не так важно, однако условились следовать заводским моделям от и до, а значит, разработать методику определения нужного размера обязаны. В литературе пишут, что фокусное расстояние составляет 0,2 — 0,4 диаметра тарелки. Диаметр типичной тарелки составляет 90 см при фокусном расстоянии 45 – 55 см. Это совпадает с нашими цифрами. Плюс самодельной конструкции в том, что можем выбрать диаметр, фокусное расстояние согласно нашим потребностям. Хотя и договорились стараться копировать заводские модели.

Но как связать фокусное расстояние с параметром а, чтобы просчитать координаты для фанерок. На всякий случай даем ссылку на сайт http://www.teleradio.ru/arials/part2/CHAPTER6/6-1.htm, где есть готовый расчет для параболы диаметром 2 метра и фокусным расстоянием 75 см.

Примечание. Если кому интересно, то на указанном ресурсе предлагается изготовить бугор из камней и цемента по шаблону антенны. Параболоид сечется в нулевой точке. Затем из стали изготавливается по координатам лекало. Подвешиваемое за центр вращается над бугром, чтобы придать нужную форму камням. В результате получится многоразовый шаблон, по которому изготовим параболические антенны. На наш взгляд такая параболическая антенна своими руками выйдет в копеечку, если только глава семейства не прораб… Вес у конструкции большой, в домашних условиях не изготовишь.

На наш взгляд проще создать шаблон из фанеры, обклеить тонкой тканью, а затем по мере надобности править шпатлевкой. Подобную работу каждый проделает дома или – для больших экземпляров – в гараже. А сам шаблон получается мобильным и весит сравнительно. Итак, связь фокуса и параметра а… В учебниках даны научные трехэтажные формулы, но нигде не написано, как увязать друг с другом эти два простейших значения. В общем имеется такая величина р, которая называется параметром параболы, а фокусное расстояние равно половине. Увяжем эти формулы с а. Такая простая математика. Попробуем это проверить на тех данных, которые приведены на сайте. Примите к сведению еще одно уравнение параболы:

Читайте также:  Настройка антенны Триколор ТВ своими руками

z = x2 / 2p;

В этом случае p = 2 х 0,75 = 1,5 метра, а в нулевой плоскости сечения формула имеет вид:

z = x2 / 3;

Чтобы не мучиться, возьмем точку из таблицы на метровом удалении от центра: 1; 0,333 и видим, что все сходится, итак:

4f = a2; откуда находим связь:

а = 2√f.

Самодельная параболическая антенна

Самодельная параболическая антенна

Теперь читатели знают, как соотнести оба уравнения и просчитать ряд плоскостей, чтобы собрать из перекрестий дельный шаблон. Рекомендуем не связываться с каждым миллиметром, чтобы борьба со шпоном не обернулась настоящей каторгой. Вместо этого берите ключевые расстояния через каждые 5 см. Смысл в том, чтобы потом это обтянуть ровно тканью, смазанной клеем.

Как изготовить по шаблону параболическую антенну

Лекала можно вырезать с двух сторон относительно тарелки: внешней и внутренней. Читателям внимательным должно быть уже понятно, как нужно действовать. Сказали, что проверим сам шаблон с фольгой, стало быть, обрезка велась внешних частей, и получилась вогнутая чаша. Скажем больше: можете взять уже готовую параболическую антенну и по образу и подобию лепить свои в любом количестве. Кто знаком с изготовлением игрушек из папье-маше, уже и так поняли:

  1. Самодельная параболическая антенна начинается со смачивания чаши и выстилания газетой в один слой.
  2. Затем тонкая ткань, смоченная клеем, так же ложится в один слой. Важно не образовать ни одной складки и сохранить фактор формы.
  3. Застывший образец аккуратно изымается и с обратной стороны обклеивается слоями снова и снова, пока не наберет заданную прочность.
  4. Готовая болванка оклеивается тонкой фольгой для создания проводящего слоя и образования зеркала. Готовая конструкция вполне способна к приему спутникового вещания.


Кстати, геометрический фактор выдерживается, не чтобы волны попали в раскрыв, а чтобы туда попали электромагнитные колебания в одной фазе. Вот почему отклонения от формы мгновенно нарушают работоспособность изделия. А что касается раскрыва конвертера, то все мы видели, что положение не столь критично. Но никто и не говорил, что сделать параболическую антенну самостоятельно очень просто. Пробуйте, через некоторое время должна получиться дельная конструкция.