Фрактальные антенны

Фрактальные антенныНа сегодняшний день, в мире существует великое множество различных видов антенн, в зависимости от назначения и области применения они имеют различную конструкцию. Тип антенн, о котором пойдёт речь в этой статье, появился сравнительно недавно, и принципиально отличается от известных, стандартных и общепринятых решений. К тому же им пророчат большое будущее. Речь пойдет, о так называемых фрактальных антенных. Фрактальная антенна – это антенна, активная часть которой имеет вид самоподобной кривой или какой либо другой подобно делящейся или состоящей из подобных сегментов фигуры. Что бы иметь более понятное представление о такой форме, нужно обратиться к фрактальной геометрии.

Фрактальная геометрия утверждает, что практически любые природные формы с математической точки зрения являются фракталами. Фрактал — от латинского: Fractus – сломанный, разбитый. Получить фрактал можно разделив фигуру на всё более мелкие объекты, деление может осуществляться бесконечно. Таким образом, любая из полученных фигур будет делиться на подобные, и в свою очередь являться частью такой же фигуры.

Самоподобная криваяСамоподобная криваяФрактальная модель

Впервые на практике для антенн эти принципы применил в 90-е года XX века американский инженер Натан Коэл. Коэл, задумавшись о принципах фрактальной геометрии, взял обычную медную проволоку и придал ей форму самоподобной ломанной кривой, после чего, подключив её к своему радиоприёмнику, поразился на сколько хорошо она работает. Продолжая развивать это направление в построении антенн выяснилось, что при помощи фракталов можно значительно уменьшить размеры конструкции, и расширить полосу рабочих частот, т. е. можно создать широкополосную антенну. Последующие  математические расчеты показали, что действительно широкополосная антенна, диапазон частот которой может охватить весь радиоволновой спектр, должна иметь фрактальную форму.

Фрактальная антеннаАнтенна

Дальнейшие исследования в этой области привели к широкому практическому использованию фрактальных антенн в мобильных устройствах. Их компактность и широкополосные свойства сделали их незаменимыми в беспроводной связи, в Bluetooch, Wi-Fi и GSM стандартах. Таким образом, в одном гаджете, например, в мобильном телефоне, смартфоне, КПК, удалось разместить все эти устройства. Многие микроволновые устройства тоже используют фрактальные антенны. Отличная работа фрактальных антенн в телевизионном диапазоне так же была отмечена. Отсутствием широкого применения фрактальной конструкции таких антенн в производстве, объясняется тем, что патентом на производство и внедрение фрактальных систем в антенной промышленности владеет весьма  ограниченное количество компаний.

Фрактальная микро антеннаФрактальная антенна в мобильном

В ближайшем будущем фрактальное направление в построении антенн приведет к развитию и повсеместному внедрению этой технологии. Существует мнение, что исследования в этом направлении, математические расчеты для совершенствования подобной фрактальной формы, неизбежно приблизят нас к конструкции идеальной антенны.

3 комментария

  1. Геннадий:

    Хорошая статья. Действительно в отечественных разработках эти антенны еще мало используются. А в американской армии они наносятся на шлемы солдат.

  2. Александр:

    А это случайно не фрактальная антена древних?

    http://open.az/uploads/posts/2008-03/1206721553_image007.jpg

  3. Валерий:

    Думается так. Структура среды в которой распространяются так называемые электро магнитные волны пяти-шести гранная. По этому логически, эффективнее всего не трёх четырёх угольники а пяти шести угольники, чтобы лучше вписаться в эту среду и правильно (лучше) её возмущать.

Комментировать

*

Добавить изображение