Коллинеарная антенна: Коллинеарная антенна — 3G-aerial — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Коллинеарная антенна — 3G-aerial

Вертикальная коллинеарная антенна является всенаправленной антенной с повышенным коэффициентом усиления. Она известна давно и за рубежом часто называется антенной Marconi-Franklin. Коллинеарная антенна представляет собой антенную решетку из синфазных полуволновых вибраторов с последовательным питанием вытянутых в одну линию, отсюда название — collinear.

Есть несколько способов сформировать такую антенную решетку. Один из них — с помощью четвертьволновых отрезков линий — классический вариант антенны Франклина. На его примере можно на пальцах понять как это оно получается. Справедливости ради необходимо отметить, что в классическом варианте рассматривается горизонтальная симметричная антенна, но мы упростим модель до уровня «чайника».

Допустим мы имеем вертикальный штырь с длиной кратной половине длины волны. Ток высокой частоты распределяется по ней так, что в соседних отрезках длиной λ/2 он течет в противофазе. Диаграмма направленности такого штыря будет состоять из множества лепестков под разными углами к горизонту. Тогда мы, оставляя отрезки с одой фазой тока, отрезки с противоположной фазой сворачиваем пополам, получая из них четвертьволновые отрезки двухпроводной длинной линии. Поверьте мне, ток высокой частоты, ничего не заметит. Он так и будет пробегать ту же длину. Иначе говоря общая электрическая длина штыря не изменилась. Однако, в излучении такой антенны принимают участие только линейные отрезки, поскольку двухпроводная линия не излучает, а эти отрезки у нас все синфазные и их излучение суммируется. Кроме того, четвертьволновый отрезок линии трансформирует короткое замыкание на одном своем конце в бесконечное сопротивление на другом и все линейные отрезки как бы видят себя изолированными друг от друга. В итоге такая коллинеарная антенна излучает под низким углом к горизонту и имеет коэффициент усиления больше чем у полуволнового диполя. Чем больше сегментов имеет антенна, тем выше ее усиление, но при этом сужается полоса пропускания. Не надо думать, что с удвоением числа сегментов усиление удваивается (+3dB), ведь питание у коллинеарной антенны последовательное и до последнего сегмента уже доходит мало энергии, она ушла на излучение предыдущими вибраторами.

На основе коллинеарной антенны создана довольно удачная конструкция антенны Амос. Есть еще хорошая конструкция проволочной антенны Франклина для Wi-Fi с удлиненными элементами как на рисунке в начале этой статьи. Здесь же, уважаемый аноним, мы рассмотрим популярный способ реализации коллинеарной антенны для Wi-Fi отрезками коаксиального кабеля, так называемую

CoCo-антенну. Излучающие элементы в ней сделаны из отрезков λ/2 коаксиального кабеля и соединены между собой полуволновыми отрезками длинной линии из того же кабеля, которые не излучают. Способ не новый, был запатентован еще в 1962 году. Для реализации такой антенны надо брать кабель со сплошной полиэтиленовой внутренней изоляцией, поскольку она имеет более-менее стабильный коэффициент укорочения Ку = 0,66. При практической реализации антенны надо не забывать о согласовании с фидером (например — четвертьволновый стакан) и о компенсации концевой емкости. Вот конструкция такой антенны:

Последний четвертьволновый штырь «P» представляет собой отрезок коаксиального кабеля с которого снята внешняя изоляция и оплетка. Согласующий четвертьволновый стакан сделан из медной трубки с диаметром не менее трех диаметров коаксиального кабеля. Один конец такого стакана припаян к внешней стороне оплетки фидера, второй изолирован. Можно обойтись без пайки стакана с помощью конструкции на рисунке. Стакан в ней состоит из двух частей. В медном «наперстке» монтируется переходник F-F и на него плотно надевается медная трубка как продолжение стакана. Фидер подсоединяется к нему с помощью F-коннекторов. Белый — фидер снижения, черный — его продолжение внутри стакана. Теоретически это продолжение может иметь произвольную длину, но на практике точку подключения фидера к антенне следует делать как можно ближе к срезу стакана. Для дополнительного симметрирования на фидер снижения надевают три ВЧ ферритовых кольца на расстоянии примерно λ/2 от первого излучающего элемента. Они служат для внесения дополнительного затухания в паразитный ток во внешней стороне оплетки фидера, который просочился через стакан. Затухание вносится за счет потерь в феррите, поэтому здесь не следует искать какой то особый феррит. Подойдут амидоновские кольца из 43-го материала подходящего диаметра, например FT50-43.

Внешний вид антенны без стакана:

Как соединять элементы между собой (размеры выводов на чертеже конструкции):

Всю эту конструкцию для механической прочности необходимо упаковать в радиопрозрачную пластиковую трубку подходящего диаметра и тогда ваша самодельная антенна будет неотличима от фирменной.

Приведенный ниже калькулятор поможет рассчитать конструктивные размеры антенны

Конструктивный расчет коллинеарной антенны из коаксиального кабеля:

ВВЕСТИ ДАННЫЕ:

Необходимо отметить, что коллинеарная антенна весьма чувствительна к «кривым рукам». Причем чем больше элементов, тем повторяемость антенны хуже. Это существенный недостаток для самодельных антенн. Иногда старый добрый Ground Plain может работать лучше неудачно выполненной коллинеарки.

Для владельцев смартфонов на операционной системе Андроид расчет антенны CoCo доступен в мобильном приложении Canennator. Вы можете скачать его нажав на кнопку ниже или по QR-коду.

Не забудьте оставить отзыв о приложении.

Ссылки по теме:

Авторский вариант CoCo антенны от N1HFX — http://www.rason.org/Projects/collant/collant.htm
Обсуждение антенны на форуме 3G-Aerial.

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Мой мир

Что такое коллинеарная антенна?

Коллинеарная антенна, также называемая «коллинеарная» или «коллинеарная антенная решетка», представляет собой набор дипольных антенн, выровненных по их длине, так что они образуют одну длинную линию. Каждый элемент дипольных антенн имеет длину 1/2 длины волны. Правильно выровненный и фазированный коллинеарный массив может обеспечить увеличение уровня сигнала на 3 дБ или более. Увеличение уровня сигнала на 3 дБ примерно равно удвоению уровня сигнала. Это увеличение уровня сигнала происходит перпендикулярно длине матрицы, поэтому матрицы обычно устанавливаются вертикально для увеличения уровня сигнала в горизонтальной плоскости.

Коллинеарные массивы обычно имеют максимум четыре элемента в результате проблем с попыткой удерживать шесть или более элементов в фазе. Четырехэлементная коллинеарная антенна состоит из двух отдельных антенн, каждая из которых имеет два элемента и каждый элемент длиной 1/2 длины волны и установлена вертикально, поэтому все элементы находятся на одной линии. Они подключаются с использованием коаксиального кабеля с длиной волны 1/2, рассчитанной с использованием коэффициента скорости кабеля. Именно этот коаксиальный кабель удерживает элементы антенны в фазе.

Коаксиальный кабель имеет так называемый «коэффициент скорости», который основан на типе используемой изоляции. Коэффициент скорости должен быть отмечен на внешней стороне кабеля. Необходимая длина коаксиального кабеля определяется путем взятия длины 1/2 длины волны и умножения ее на коэффициент скорости. Например, если коэффициент скорости кабеля составляет 0,66 или 66 процентов, умножьте длину 1/2 длины волны на 0,66.

В диапазоне 144 МГц популярная вариация, используемая радиолюбителями, называется коллинеарной антенной «Stacked-J» или «J-Pole». В этой антенне оплетка коаксиального кабеля подключена к элементу с длиной волны 1/2, направленному вниз и свернутому в U-образную форму, причем каждый длинный участок имеет длину около 1/4 длины волны. Центральный проводник соединен с вертикальным элементом 1/2 длины волны, другим элементом 1/2 длины волны сверху, оба из которых соединены элементом 1/2 длины волны, изогнутым в U-образную форму и установленным горизонтально. Этот элемент служит для изоляции двух вертикальных элементов.

На частотах выше 300 МГц можно использовать длины коаксиального кабеля для создания коллинеарной антенны, используя коэффициент скорости кабеля для определения длин и чередуя соединения каждой секции. Центральный разъем секции 1 соединяется с оплеткой секции 2; оплетка секции 1 соединяется с центральным проводником секции 2 и так далее. Фазировка между секциями определяется расстоянием между каждой секцией.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Антенна стационарная коллинеарная АСК-5/160 | ООО «Лаборатория радиосвязи»

Стационарная коллинеарная антенна АСК-5 / 160 предназначена для использования в качестве приёмо-передающей антенны в гражданских системах технологической радиосвязи метрового диапазона волн ведомственного или коммерческого назначения.

Антенна изготовленна в соответствии с требованиями

ТУ 65 7700 5-004-62837180-10.

Антенна АСК-5 / 160 построена с использованием коллинеарно расположенных и питаемых последовательно двух полуволновых линейных излучателей.

Изделия обеспечивают круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости.

Использование защитного корпуса из стеклопластика обеспечивает легкую и надежную конструкцию, защищает антенну от воздействия агрессивных сред.

Антенна комплектуется элементами крепления на мачту и лентой для герметизации разъёма.

Подключение антенны к кабелю снижения выполняется с помощью коаксиального разъёма N-типа.

Технические характеристики АСК-5/160
Рабочий диапазон частот, МГц	148,0…174,0
Поляризация	вертикальная
Коэффициент усиления, дБи	5,3
Макс. подводимая мощность, Вт	100
Входное сопротивление, Ом	50
КСВ, не более	1,5
Разъем	розетка N-типа
Рабочий диапазон температур, °C	-50… +60
Допустимая скорость ветра, м / с	40
Габариты (высота х ширина х длина), мм	2500 х 80 х 90
Масса, не более, кг	2,7
Диаметр мачты крепления, мм	35…65

Коллинеарная антенна

Изобретение относится к области антенных устройств, а именно, к сверхширокополосным антеннам с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, и может найти применение в приемопередающих устройствах систем передачи информации, в частности, использоваться в качестве передающей и приемной антенны для радиосвязи с возимыми или базовыми радиостанциями.

Из патента RU2498466 (МПК H01Q9/20, опубликован 10.11.2013) известна коллинеарная антенна, содержащая основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя два симметричных вертикальных диполя (металлические чашки), соединенных линиями питания. Данная известная антенна является наиболее близким аналогом заявленной антенны.

Недостаток известной антенны состоят в ее большом весе и значительных габаритах, препятствующих мобильной эксплуатации антенны. Кроме этого, использование известной антенны при неблагоприятных климатических условиях негативно сказывается на надежности и долговечности ее работы.

Техническая проблема, решаемая заявленным изобретением, состоит в обеспечении возможности надежной и долговечной эксплуатации антенны при любых требуемых условиях.

При этом достигается технический результат, заключающийся в уменьшении массогабаритных характеристик антенны при одновременном сохранении прочности и стойкости ее конструкции, а также простоты изготовления.

Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается в коллинеарной антенне, содержащей основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя по меньшей мере два симметричных вертикальных диполя, соединенных линиями питания, которая также снабжена радиопрозрачным кожухом, выполненным из стеклопластика, в который помещена излучающая часть, а каждый из диполей состоит из двух металлических ступенчатых втулок, обращенных друг к другу сторонами меньшего диаметра и соединенных между собой втулками, выполненными из политетрафторэтилена.

В частном варианте выполнения антенна содержит переходную часть, связывающую основание с излучающей частью, имеющую участок, выполненный с возможностью изгибания. Это дополнительно повышает прочность антенны за счет обеспечения гибкости ее конструкции, в частности, при ветровой нагрузке.

Далее возможные варианты исполнения изобретения подробно объясняются со ссылкой на фигуры.

На фиг. 1 приведено изображение заявленной антенны в одном из вариантов выполнения (вид сбоку).

На фиг. 2 приведено изображение заявленной антенны в одном из вариантов выполнения (вид сбоку в разрезе).

Коллинеарная антенна, показанная на фиг. 1 и фиг. 2, содержит основание I, переходную часть II и излучающую часть III. Переходная часть II связывает основание I с излучающей частью II.

Как показано на фиг. 2, излучающая часть III включает в себя два симметричных вертикальных диполя, каждый из которых, в свою очередь, состоит из двух металлических (например, латунных) ступенчатых втулок 1 и 2 (соответственно, 3 и 4), обращенных друг к другу сторонами меньшего диаметра.

Допускается выполнение заявленной антенны с излучающей частью III, включающей в себя более двух диполей, в соответствии с принципами построения коллинеарных антенн, приведенными, например, в книге Richard C. Johnson. Antenna Engineering handbook, 1993, pp. 27-14, 27-15.

Втулки 1, 2, 3 и 4 соединены между собой втулками 5, 6 и 7, выполненными из политетрафторэтилена (ГОСТ 10007-80), с использованием винтовых соединений.

Диполи соединены фидерами 8, 9, 10 и при помощи фидера 11 через разъемное винтовое соединение 12 подключены к разъему питания 13 (например, разъему серии СР-50-131ФВ).

Центрирование соединения 12 производится при помощи втулки 14, выполненной из политетрафторэтилена.

Соединение фидеров 8 и 9 друг с другом осуществлено при помощи монтажной печатной платы 15, закрепленной на втулке 7 с использованием винтового соединения.

Фидеры 8 и 9 соединены с платой 15 с использованием паяного соединения (условно не показано).

Излучающая часть III помещена в кожух 16, выполненный из стеклопластика, и через проставку 17, выполненную из полиамидного материала, установлена на переходной части II.

Радиопрозрачность кожуха 16 в заданном диапазоне частот обеспечивается подбором диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь стеклопластика и толщины стенки кожуха 16.

Переходная часть II закреплена на основании I, внутренняя полость которого заполнена заливочным компаундом, например, ПЭК-74, для обеспечения герметизации разъема 13.

Для обеспечения герметизации излучающей части III в месте соединения кожуха 16 и проставки 17 использовано резиновое уплотнительное кольцо 18.

Конструкция антенны позволяет использовать при изготовлении ее основных узлов элементы, выполненные из неметаллических материалов, обладающие, вследствие этого, малым весом (в шесть раз меньше, чем у аналогичных элементов, выполненных из металлических сплавов), высокой коррозионной и климатической стойкостью и стойкостью к износу, прочностными характеристиками, сопоставимыми с прочностными характеристиками аналогичных элементов, выполненных из металлических сплавов, достаточно легко подвергающиеся механической обработке (точение, фрезерование).

Коллинеарная антенна 145 мГц из отрезков коаксиального радиочастотного кабеля. / us7igs.okis.ru

Многие радиолюбители хотели бы иметь надежную высокоэффективную, всепогодную с круговой диаграммой направленности антенну вертикальной поляризации двухметрового диапазона, которая имеет минимальное колличество настраиваемых элементов при невысокой ее стоимости.

Принцип работы антенны.

Антенна состоит из пяти функциональных элементов:

1. Четвертьволновой излучатель — нагрузка .

2. Полуволновые излучающие повторители сопротивлений фазовращатели.

3. Симметрирующее устройство — трансформатор.

4. Фидер снижения ( питания).

5. Защитный корпус — каркас .

Коэффициент усиления антенны можно посчитать по формуле:

количество полуволновых повторителей сопротивлений — фазовращателей Х 0.875

то, есть антенна по формуле 6 по пол волны будет иметь усиление не менее:

6Х 0.875=5.25 децибел

Изображение собранной антенны в шести метровом стеклопластиковом удилище на фото ниже.

Все металлические предметы с удилища демонтированы.

Удилище должно быть обязательно стеклопластиковым. Углепластиковое удилище для изготовления антенны непригодно.

В корпус удилища частично не поместился симметрирующий трансформатор. Увеличить длину корпуса можно путем присоединения трубки из любого материала подходящего диаметра. Трансформатор не является излучающей частью антенны, по — этому материал последнего колена корпуса не критичен с точки зрения электропроводности, но должен обладать достаточным запасом прочности, для ветров в Вашей местности.

Эскиз, электрическая схема и размеры антенны представлены на рисунке ниже.

Антенна состоит из излучающей и не излучающей частей.

излучающая часть антенны состоит из элеменов:

— L4 Полуволновые излучающие повторители сопротивлений фазовращатели

— L5 Четвертьволновой излучатель .

Неизлучающая часть антенны состоит из элементов:

— L1, L3 симметрирующий 1: 1 трансформатор

— L2 фидер снижения.

Как работает антенна.

Электромагнитная волна по кабелю снижения L2 поступает в симметрирующий трансформатор, выполненный на отрезках коаксиальных кабелей L1длиной четверть волны в кабеле и L3 длиной три четверти длины волны в кабеле.

В результате, в точках подключения симметрирующего кабеля к нижнему концу излучающего полуволнового повторителя сопротивлений фазовращателя подводится электромагнитная волна, сдвинутая, относительно другой точки питания на 180 градусов. Что же происходит дальше. — Излучающий элемент имеет физическую длину, равную половине длины волны в кабеле из которого он изготовлен. понятно, что центральная жила кабеля не излучает, а излучателем является оплетка кабеля элемента. Понятно, на верхнем конце первого излучателя, как на оплетке, так и на центральной жиле фазы волн сменятся на противоположные, иными словами на центральной жиле следующего излучающего элемента начинает формироваться волна синфазная с той, что бежала по оплетке кабеля, а та, что бежала по оплетке кабеля, к концу излучателя, сменит фазу на противоположную. Но нам нужно сложить мощности каждого излучателя синфазно, чтобы получить ощутимое усиление, по — этому мы следующий элемент антенны подключим соединив центральную жилу следующего излучателя с оплеткой предыдущего, а оплетку следующего излучателя с центральной жилой предыдущего и так далее, можно подключить несколько излучающих полуволновых повторителей сопротивлений — фазовращателей и так до нагрузки — четверть волнового излучателя и его» зеркального отражения» в последнем полуволновом «ненагруженном» излучателе. Таким образом все излучающие части антенны возбуждаются синфазно,

Антенна идеально согласована с фидером сопротивлением 75 Ом и на рабочей частоте 145500 имеет чисто активное сопротивление, но так, как большинство передатчиков рассчитано на пятидесяти Омную нагрузку, самое простое для максимального согласования подобрать длину фидера, второй простой вариант можно изготовить четвертьволновой трансформатор с волновым сопротивлением Zв=61,2 Ом, так как антенна не имеет реактивной составляющей на рабочей частоте, и включить его между выходом передатчика и фидером.

Есть и другие варианты согласования, но они сложнее в изготовлении и настройке и потери на согласование у них больше, по этому здесь не приведены.

Саму антенну можно выполнить из кабеля с любым волновым сопротивлением, но волновое U согласование только из семидесятипяти Омного кабеля!

Можно применить кабель снижения 50 Ом, но перед подключением к волновому U согласованию необходимо включить четвертьволновой трансформатор с волновым сопротивлением Zв = 61,2 Ом.

Примечание: 1. L2 — длина указана до соединительного разьема или до точки подключения четвертьволнового трансформатора ( в конструкции конкретной антенны их может и не быть).

2. Рассчетная ширина диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости не менее 17 градусов но не более 22 градусов, при условии, что антенна правильно собрана, то и КСВ не превышает 1,1

3. Размеры антенны даны для радиочастотного кабеля марки РК с коэффициентом укорочения 1,52 , для изготовления антенны из других марок кабеля и с другим коэффициентом укорочения размеры антенны следует откорректировать.

4. Для изменения настройки резонансной частоты антенны, в пределах двухметрового любительского диапазона 144 — 146 мГц, достаточно изменить только длину четвертьволнового излучателя L5.

4 октября 2020 года.

Коллинеарная антенна для сетей Wi-Fi

Хотел давно описать построение коллинеарной антенны (КА), так как большинство документации, найденной в сети на английском или ином языке. Таких антенн мной было изготовленно три или четыре штуки, но только в этот раз оказался под рукой фотик…
Для информации : конструкций КА в сети валом, начиная от сложных конструкций, которые невозможно настроить в домашних условиях без специальных устройств, до КА из коаксиального кабеля, что является извращением. Но самая простая, на мой взгляд ARLX-OM2400 Collinear Antenna , которую я уже не раз делал. Для себя я сделал вывод : чем меньше элементов в КА, тем проще ее изготовить и использовать в качестве наружной антенны (не более 3-х элементов, включая первую часть согласования). Даже КА с одним элементом должна (в теории) давать усиление 5dBi, что лучше оригинальной и есть возможность установить антенну на улице.
Далее будут рассмотрены рисунки из ARLX-OM2400 Collinear Antenna , они будут обозначены как Figure,

Figure 2, 3. Что необходимо подготовить для сборки КА. В моем варианте все тоже самое, что и в оригинальном описании, за исключением разъема. Я использовал разъем N-типа фланец для крепления на поверхность, а не SMA разъем. К нему удобно паять согласующий отрезок трубки диаметром 10мм и длиной 30мм. Так как необходимо было изготовить КА «ну очень огромную» я использовал не четыре фазирующие катушки, а восемь (на фото указано четыре штуки). Если посмотреть ARLX-OM2400 Collinear Antenna документ повнимательнее — на титульном листе указаны усиления КА, если использовать всего одину катушку и один вибратор (трубочка), то усиление КА — 5дБ, если четыре элемента — 8дБ, если восемь — 12дБ, хоть это и чисто теоретические цифры.

Figure 4. Конструкция КА с размерами. Слева на право… Линия согласования из трубки 91,5мм и трубки 10х30мм для кабелея 50 Ом. Далее идут определенное кол-во элементов КА, состоящих из фазирующей индуктивности и трубчатого вибратора.
В оригинальной конструкции видно, что элементы КА выполнены из латунных деталей. И конечно же все поверхности должны быть отполированы, для таких частот поверхность антенны должна быть именно такой!!!
Конструкция КА помещается в фиберглассовую трубку подходящего диаметра, входящую в комплект антенны для самостоятельной сборки. Причем, указано что трубка окрашена черной акриловой краской — прочтете сами для чего это сделано 🙂 Я думаю, что можно использовать любую подходящую трубку «испытанную в СВЧ печке». Еще в первой конструкции я использовал пластмассовую трубку для монтажа электропроводки (цвет трубки — темно-серый), внутренний диамерт трубки 10мм, внешний — 13-14 мм. Немного разогрев феном она свободно одевалась на медную трубку 10х30 мм, припаянную к корпусу разъема

Figure 5. При сборке необходимо начинать с пайки первого вибратора КА. Длина трубки должна быть 91,5 мм — расстояние от разъема до первого витка фазосдвигающей катушки. И только после этого можно приступать к пайке согласующей трубочки (фото ниже).
Конечно же, нужно не забыть удалить остатки канифоли, потом протереть спиром эти места. Использовать какой-нибудь иной активный флюс я не рекомендовал бы, т.к. его будет трудно удалить и не будет гарантии что коррозия не сделате своего гнусного дела. Если все элементы хорошо зачищены (надфиль, наждачная бумага, полировка) — а так и должно быть — то пайка при помощи канифоли не составляет труда. Мдыы — не забываем использовать паяльник 100 Вт для следующей операции

Figure 5. Согласующий элемент КА. Пайку производить после зачистки и облуживания части разъема, прижимая отрезок медной трубочки 10х30мм какой-нибудь хренью, для центрирования трубки относительно первого вибратора, который был ранее припаян к центральному проводнику разъема. После этих двух операций должно получиться то, что на Figure 7.
   Figure 8, 9, 10. показывают как делать элементы КА по шаблонам. На Figure 8 показано, что необходимо немного согнуть часть фазирующей катушки, что бы при монтаже можно было выставить до мм все расстояния (катушки и трубчатого вибратора), а только потом пропаивать.
   Figure 11. Собранная антенна. Припаиваем все трубчатые диполи с фазирующими катушками. Все это делаем на металлической линейке для соблюдения размеров.

Figure 14. После того, как вся конструкция собрана — упаковываем в трубку для герметизации. Берем эпоксидку, заливаем в трубу, ставим вертикально, ждем высыхания эпоксидки. Я использовал эпоксидку с временем кристаллизации 5 минут. Кол-во эпоксидной смолы должно быть таким, что б при вертикальном положении антенны не заполнилась трубка согласования 10х30мм. Верхняя часть трубки также заливается эпоксидкой, только перед этим необходимо вставить в трубу какую-нибудь пробку и ее утопить на 5-10мм во внутрь трубы.
   В данной конструкции (ну так получилось, что материалы для сборки не мои) использовалась фторопластовая труба для холодного водопровода, внутренний диамерт трубки 12 мм, толщина стенки 3 мм — это конечно поганный материал понескольким причинам. Во первых, вес трубы при длине около 86 см это уже солидная масса. Во вторых, сам материал фторопласт… ну очень скользкий тип… все места склеивания эпоксидкой приходилось обрабатывать крупным напильником. В общем «тяжелая» конструкция, так не делайте! Из этих двух НО вытекает трудность в конструкции крепления именно этой антенны. Конструкцию крепления придумывайте сами.

Сравним полученную КА (правый скриншот) со стандартной 2 dBi антенной (левый скриншот) из комплекта D-Link DWL-2100AP (стандартная прошивка), при помощи утилиты для DWL2100AP, DWL3200AP и BlueBox — AP Manager. Для связи с ТД использовался бук с PCMCI карточкой от D-Link DWL-G650 и расположенный на определенным рассоянии в помещении промышленного типа (стены, ж.б. перекрытия и арматура). Хочу заметить что скорость 24 Mbps я не хотел терять на графиках, поэтому не стал удаляться настолько от ТД что б скорость падала. Ну и еще одно ВАЖНОЕ замечание : новая КА соединялась к ТД при помощи кабеля RG-58C/U длиной 2 метра (это тоже необходимо учитывать при сравнении антенн), в отличие от стандартной внешней антенны от DWL-2100AP.

Теория антенн — коллинеарная матрица

Коллинеарная матрица состоит из двух или более полуволновых диполей, которые расположены вплотную. Эти антенны расположены на общей линии или оси, параллельной или коллинеарной.

Максимальное излучение в этих массивах широкая сторона и перпендикулярно линии массива. Эти массивы также называются широкими или всенаправленными .

Диапазон частот

Частотный диапазон, в котором работают антенны с коллинеарной решеткой, составляет от 30 МГц до 3 ГГц, которые принадлежат диапазонам ОВЧ и УВЧ .

Строительство массива

Эти коллинеарные матрицы представляют собой однонаправленные антенны с высоким коэффициентом усиления. Основная цель этой решетки состоит в том, чтобы увеличить излучаемую мощность и обеспечить луч с большим направлением, избегая потери мощности в других направлениях.

Изображения выше показывают изображения коллинеарных массивов. На фиг.1 видно, что коллинеарный массив сформирован с использованием свернутых диполей, тогда как на фиг.2 коллинеарный массив образован нормальными диполями. Оба типа — полуволновые диполи, используемые обычно.

Радиационная картина

Диаграмма направленности этих коллинеарных решеток аналогична диаграмме направленности одиночного диполя, но диаграмма направленности возрастающего числа диполей имеет значение.

Диаграмма направленности коллинеарной решетки при использовании двух элементов, трех элементов и четырех элементов соответственно показана на рисунке выше.

Широкий боковой массив также имеет ту же диаграмму, в которой направление максимального излучения перпендикулярно линии антенны.

преимущества

Ниже приведены преимущества антенн с коллинеарной решеткой:

Использование массива уменьшает широкие концы и увеличивает направленность
Незначительные доли сведены к минимуму
Потеря мощности снижается

Недостатки

Ниже приведены недостатки коллинеарной антенной решетки —

Смещение этих антенн является сложной задачей
Используется только на открытых площадках

Приложения

Ниже приведены применения антенн с коллинеарной решеткой:

штабелирование антенна и поперечный коллинеарный увеличение усиления

стекинг антенна и поперечный коллинеарный увеличение прироста

[ Home ] [ Up ]

Существует три основных типа решеток: коллинеарные, боковые и торцевые.

Коллинеарность описывает две или более вещи расположены по прямой линии. Расширенные двойные зеппы и две полуволны в фазе являются примерами коллинеарных массивов.Излучатель 5/8-й волны, который развивает усиление при размещении над бесконечной земной поверхностью через изображение отражения от земли, также является коллинеарным. Волна 5/8 коллинеарна изображению отражения от земли.

Broadside используется для описания рисунка по отношению к пространственной области. занят массивом. В то время как коллинеарный массив является широким массивом, термин Broadside обычно зарезервирован для неколлинеарных договоренностей.

Концевые пожарные решетки представляют собой массивы с элементами, расположенными в ряд, идущими в направлении (ах) максимума. радиация.Антенны Yagi, решетки W8JK и логопериодические дипольные решетки — все это торцевые пожарные массивы. Они стреляют в направлении стрелы через самолет элементов.

Прирост

Перед анализом штабелируемые (широкие) или коллинеарные антенны, мы действительно должен понять, как антенные системы производят усиление. Существует распространенный «миф о ветчине», что удвоение числа удваивает количество элементов. напряженность поля (усиление на 3 дБ больше). На самом деле это неправда. Удвоение количества элементов или даже удвоение размера массива могут изменить выигрыш практически на любую величину.В то время как есть единичные случаи, когда изменение размера или номера элемента может привести к Дополнительный выигрыш на 3 дБ, это скорее совпадение, чем наука. К понять это, мы должны понять, что вызывает «выигрыш».

Когда на антенну подается фиксированный уровень мощности, вся энергия не теряется в виде тепло излучается в виде электромагнитного поля. Это излучение неравномерно распределены в пространстве, как объем воздуха в резиновом воздушном шаре. В создание новых или более глубоких нулей в углах и направлениях, изначально имеющих значительные излучение направляет энергию в более узкие направления.Это увеличивает уровень в тех области за счет излучения в другом направлении, что очень похоже на сжатие воздушный шар нашими руками заставит воздушный шар расширяться в определенных направлениях в за счет других. Это сжатие излучения в меньшую пространственная область, вызывающая увеличение «выигрыша». Недавно созданный нуль или более глубокий нуль удаляет энергию из нулевых областей, заставляя эту энергию в мы надеемся, что это более полезные или желательные направления. Другими словами, поскольку приложенная мощность передатчика постоянна, энергия, ранее излучаемая в областях , значительная радиация перемещается в повысить напряженность поля в другие направления.Этот эффект не связан с увеличением площади номеров элементов или размером физического массива. Увеличение усиления на самом деле вызвано перераспределение энергии из-за новых, более широких или более глубоких нулевых областей. Когда отмена излучения снимает питание с участков со значительным излучением, узор становится уже. Это увеличение направленности. Когда направленность увеличивается без значительного увеличения тепловых потерь, «прирост» должен увеличиваться.

Формирование нуля вызвано относительной фазой и соотношением уровней между двумя или более источниками излучения в разных точках пространства вокруг решетки.Если мы расположим элементы по пространству, поэтапно расположив элементы таким образом, чтобы нулевое значение там, где очень мало энергии, не будет большого изменения направленности диаграммы направленности или усиления. Этот потому что система пытается удалить энергию из области, где уже не хватает значительных энергия. Вознаграждение невелико, потому что у вас мало энергии, чтобы перенаправить на большее количество полезные углы или направления. Примером этого является четырехъядерный элемент, так как высота разнообразный. Когда горизонтально поляризованный двухполупериодный четырехэлемент помещается на 1 / 2λ над землей или кратным 1 / 2λ над землей, четырехкратное усиление над диполем равно сведены к минимуму или даже могут быть отрицательными.Это потому, что четырехъядерный элемент пытается чтобы принудительно установить нуль в области, которая уже имеет глубокий нуль от отражения от земли. И наоборот, когда четырехэлемент сравнивается с диполем, каждый на высоте 3/4 λ (который создает сильный лепесток верхнего излучения от отражения от земли), или, если четырехэлемент сравнивается с диполем в свободном пространстве, четырехэлементный выигрыш по сравнению с диполь максимален. Это потому, что в последних условиях диполь имел значительную энергию там, где излучение от второго тока квадрокоптера Максимум приводит к нулю.

Этот эффект иногда называется шаблоном умножение . До моделирование антенны программное обеспечение было общедоступный, мы часто использовали шаблон умножение на оценка шаблонов и получить. Умножение паттернов остается полезным инструментом, помогающим нам понять, почему или как конкретный массив ведет себя определенным образом.

Мы всегда должны учитывать закономерности, вызванные интервалом и фазирование, включая отражение от земли, при планировании оптимального расстояния. Оптимально на малых высотах интервал часто будет варьироваться в зависимости от средней высоты элемента над землей или нулевых точек, созданных исходные ячейки, составляющие массив, различаются.Мы никогда не должны всегда предполагать определенный интервал дает оптимальное усиление, или что эффективный апертура каким-то образом устанавливает оптимальное расстояние по ширине или по коллинеарности. Фактически, удвоение размера антенны почти никогда не приводит к удвоению усиления антенны (3 дБ).

Я добавил графики из книги Ясика Antenna Engineering Handbook в этой статье. Эти графики показывают теоретические максимальное усиление коротких дипольных элементов без потерь при организации сквозной (Коллинеарно) или параллельно выше или рядом с каждым другой (сложенный борт).Эти графики представляют максимально возможный теоретический или математический выигрыш. элементов решетки, имеющих один максимум тока в центре или рядом с ним, например диполь или центральный элемент 5/8-й волны.

Коллинеарность Прибыль

Сначала у нас есть сквозной или коллинеарно элемент прибыль от размещения.

«Относительный интервал длин волн» на графике (рис. 5-22) выше — это максимальный ток расстояние между элементы, а не расстояние между «кончиком» или «центром» элемента.

Коэффициент усиления для двух коллинеарных 1 / 2λ (или короче) пики дипольных элементов с ~ 0.9λ (длина волны) интервал. Излучение вызывается током, поэтому области с максимальным током находятся там, где излучение в первую очередь происходит. С 1 / 2λ диполь в каждый элемент, расстояние между центрами диполей ниже будет 0,9 — 0,25 -.25 = 0,4λ. Общая длина массива будет быть 0,9 + 0,25 + 0,25 = 1,4λ

С двумя диполи, расположенные встык в центре, почти без зазора между концами, разнесение тока максимум (S) будет .25 + 0,25 = 0,5λ. Общая длина будет вдвое больше, чем у одиночного диполя, или 1λ. Найден максимальный теоретический выигрыш для этого интервала. на графике выше, на пересечении по вертикали 0,5 ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАССТОЯНИЕ В ДЛИНАХ ВОЛНЫ и пересечение «кривая 2» (двухэлементная кривая), так как чуть меньше 2 дБ по сравнению с одним элемент. Усиление двух полуволн в фазе с близким расстоянием между концами всегда меньше, чем 2 дБ по одному элементу в ЛЮБОМ коллинеарная антенна с использованием 1 / 2λ или короче элементы с очень малым расстоянием между концами элементов (D).Несмотря на то, что обычно утверждается в мифах о Хаме, мы видим, что просто удваивается количество элементов и удвоение длины массива составляет , а не гарантирует увеличение усиления на 3 дБ!

Получение усиления 3 дБ за счет удвоения количества коллинеарных элементов с одного до Два требует значительного увеличения размера по сравнению с двойным размером. Коллинеарная двухэлементная антенна , использующая полуволновой диполь элементы, имеет Коэффициент усиления 3 дБ по сравнению с одиночным диполем, когда расстояние между максимумами дипольного тока (S) равно.75λ. Это 0,25λ D, или 1,25λ в целом L в случае дипольных элементов 1 / 2λ для усиления 3 дБд. Держать в разум 3дБ не является максимально достижимым усилением для двух элементов. Максимум теоретический коэффициент усиления составляет около 3,25 дБд, а для дипольных элементов 1 / 2λ — около 0,9λ. S текущее расстояние между максимумами или общая длина 1,45λ L. Если бы элементы были 5/8-й волны, результат был бы фактически меньшим усилением! Эта потеря усиления происходит из-за добавления областей с противофазными токами в 5/8-м волновом элементе.

Удвоение прироста снова (3 дБ большее усиление, всего ~ 6 дБ), по сравнению с двухэлементным случаем, требует минимум четыре коллинеарных элемента.В этом случае длина массива будет 2,75λ, или в 5,5 раза больше общего длина исходного диполя.

Коллинеарный массив из четырех или более элементов может обеспечить усиление более 6 дБд расстоянием между максимумами тока более 0,75λ. Если, например, массив имеет 0,95λ текущие максимальные расстояния, четырехэлементный массив имел бы оптимальный усиление 6,7 дБ. В результате общая физическая длина составит 3,35λ. Опять же, это не соответствует мифу «двойные элементы — на 3 дБ больше». Сейчас усиление составляет 6,7 дБд, в 4 (или более) раза больше элементов и в 6 раз больше.В 7 раз больше длина исходного диполя. Чтобы получить усиление 6,7 дБ по сравнению с диполем, в массиве быть в 6,7 раза больше длины диполя! Чтобы получить 6 дБ по диполю, массив длина должна была быть в 5,5 раза больше длины диполя.

Чем больше элементов массив имеет, дальнейший индивидуальный элементы должны быть разнесены для оптимального прирост. Удвоение физического размера при удвоении количества элементов не дает двойное коллинеарное усиление.

ПРИМЕР КОЛЛИНЕРА

Используя EZNEC, мы видим, что коэффициент усиления диполя без потерь в свободном пространстве равен 2.14 дБи.

Добавление второго коллинеарного элемента с близким расстоянием от конца до конца, который удваивает размер антенны, имеем:

Теперь у нас есть коэффициент усиления 3,71–2,14 = 1,57 дБд. Мы увеличили размер антенны вдвое, но увеличился всего на 1,57 дБ. Глядя на коллинеарный график усиления Ясика, мы находим очень близкое согласие. Текущее максимальное расстояние «S» в модели составляет 0,5λ, а максимальное теоретический выигрыш, прогнозируемый на графике Ясика, составляет около 1,75 дБ:

Увеличение шага S до 0.9 длин волн должны давать максимальное усиление для двоих. коллинеарные дипольные элементы без потерь. Выставки EZNEC, для полноразмерных диполей:

Теперь у нас есть коэффициент усиления 5,37–2,14 = 3,23 дБд. Это находится в тесном согласии с Графики Ясика. Для увеличения усиления на 3 дБ требуется площадь антенны в 2,6 раза прибавка , и это с простыми диполями. Как правило, как отдельные элементы или ячейки (группы) элементы, составляющие массив, становятся более направленными, оптимальное расстояние между ними увеличивается.

Влияние Земли на усиление, ориентированное на азимут

Когда антенна с увеличенной азимутальной или компасной направленностью при размещении над землей, умножение и усиление рисунка не сильно зависят от Земля. По-прежнему возможно получить почти полный теоретический выигрыш при любом рост. Это потому, что Земля не пытается принудительно установить нуль там, где массив также пытается создать нуль.

Широкие массивы

Широкий массив обычно описывает элементы или ячейки или элементы, размещенные параллельно и один над Другие.График ниже показывает ОПТИМАЛЬНЫЙ или максимально возможный выигрыш , не настоящий получить массив мог бы имеют. График ниже предназначен для 1/2 λ диполь элементы (или короче) в свободное место. Сложенные яги в целом потребовалось бы более широкое интервал для производства максимально возможный выигрыш, и почти всегда производят меньше теоретического максимальное увеличение усиления показано ниже. Это потому, что у яги обычно есть значительный нуль от переднего лепестка антенны. По-разному расположенные нули, или пониженный уровень энергии в областях, где диполи обычно имеют значительные излучения, измените оптимальную дальность штабелирования.

Оптимальный борт расстояние штабелирования увеличивается с большим директивные элементы или клетки. Это почему пара многоэлементных Яги сложены требует более широкого интервал для того же увеличения усиления, чем у пары диполей, и почему меньше максимум прирост суммирования возможно с Яги, чем мы могли бы получить с сложенными диполи. Подумай об этом таким образом, если антенна уже узкий меньше нежелательная энергия доступен для переезда главная доля. Опять же, это показывает, что удвоение количества элементов или размера не приводит к удвоению выигрыша.

Вот график оптимального усиления для диполей в свободное пространство:

Мы видим происходит максимальное усиление при штабелировании .675λ рост. Укладка усиление составляет 4,8 дБ, а не 3 дБ, как мы часто видим утверждал. Опять же больше элементов уже узор, и уже узор более широкий интервал должно быть между элементы для максимума прирост.

EZNEC Сравнение

Вот график EZNEC в свободном пространстве двух сложенных (поперечных) дипольных элементов:

По сравнению с диполем без потерь в свободном пространстве, усиление составляет 5.96 — 2,14 = 3,82 дБд. Это согласуется с графиком Ясика.

Влияние Земли на рельеф местности

Наличие земли влияет на оптимальное расстояние между штабелями. Это потому что Земля пытается установить нулевое значение в той же области или областях, которые возвышаются штабелирование тоже влияет. Землю можно считать вторым элементом, и до компьютерного моделирования это влияние часто визуализировалось и рассчитывалось используя поля от воображаемой «антенны изображения», помещенной в землю.В «антенна изображения» на самом деле не существовала, а была инструментом для расчет высотных диаграмм при наличии земли. Если мы будем искать старые учебники и справочники часто появлялись изображения антенн.

Если у нас есть диполь без потерь на 1/2 λ над идеальная земля, у нас есть такой базовый выигрыш:

Для одиночного диполя без потерь на 1 / 2λ больше идеальная земля, усиление 8,4 дБи. Теперь посмотрим, когда мы складываем диполи в тот же интервал волнового стека 1 / 2λ:

Теперь в системе их 10.91 — 8,4 = усиление 2,51 дБд. Прирост свободного пространства при суммировании был 3,82 дБд, усиление стека примерно на 1,3 дБ меньше.

Перемещая диполь на высоту 3 / 4λ, мы имеем следующие диаграмма направленности и усиление:

Это усиление 8,05 дБи, теперь со значительной энергией там, где стек будет принудительно обнулить. Добавив в стек второй поперечный элемент, мы получим:

Усиление теперь составляет 11,31 дБи или 3,26 дБд (диполь на 3 / 4λ).

Сводка

Надеюсь, эти графики помогают развеять миф о том, что удвоение количества элементов или удвоение размера массива, удваивается усиление (усиление 3 дБ).Все не так просто, и за этим почти никогда не следует правило.

1.) Удвоение элементы или массив размер не гарантируют удвоение (на 3 дБ больше) усиления. Это миф, потому что его почти никогда не бывает правда.

2.) Более узкое начальное диаграмма направленности антенны, более широкая укладка расстояние обычно становится для максимальный выигрыш улучшение. Это очень грубо относится к эффективная диафрагма.

3.) Оптимальный расстояние штабелирования для выгоды практически никогда 1 / 2λ, это почти всегда шире.

4.) Оптимальный расстояние штабелирования может быть очень широким для массивы с несколькими резкими узорами антенны или ячейки в массиве.

5.) Максимальное усиление происходит только тогда, когда null принудительно вводится область, которая раньше содержала значительную энергию уровни. Если исходный элемент или ячейка элементов имеет нуль, где Расстояние суммирования пытается заставить новый нуль, максимальное увеличение усиления уменьшается.

6.) Высота выше земля влияет диаграмма направленности антенны и потому что, высота также влияет на оптимальную расстояние штабелирования.

7.) Для определения оптимальной высоты штабелирования или расстояния требуется модель, которая включает землю, а также потери в линиях питания и проводниках.

Системы подачи

Оптимальная система кормления — это, как правило, распределенный или разветвленный корм. система. Есть много статей, предлагающих системы подачи, поэтому я только укажу несколько мест, где следует соблюдать осторожность.

Одна ошибка заключается в использовании длинных отрезков 75-омной линии для синфазного соединения двух 50-омных линий. элементы. Линия 75 Ом с нечетной четвертью волны преобразует импедансы, потому что линия не совпадает и имеет стоячие волны.Если линия без потерь с При идеальной нагрузке 50 Ом, КСВ 75 Ом по всей линии 75 Ом составляет 1,5: 1. Этот означает, что на расстояниях до нечетной четверти волновое сопротивление линии становится 1,5 * 75 = 112,5 0j Ом. Два из этих параллельных импедансов составляют 56,25 Ом. К сожалению, необходимая физическая длина коаксиального кабеля означает, что элементы должны быть меньше, чем На расстоянии 1 / 2λ, или мы должны использовать более длинные линии питания от Q-сечения к центрам элементов.

Во многих статьях Q-сечение длиннее, чем λ / 4, например 3λ / 4 или 5λ / 4.Мы должны быть осторожны при этом по двум причинам:

Потери увеличиваются из-за несовпадения секций длиннее
Пропускная способность уменьшается из-за несколько несовпадающих секций в серии

Рассмотрим случай линии 5λ / 4 длины волны длинный. Такая линия состоит из пяти последовательных участков под углом 90 градусов. Если частота меняется 2%, это вызывает ошибку 2% на каждом участке λ / 4. Ошибки в каждой из пяти разделы добавляются, и теперь общая погрешность линии составляет 10%. Q-сечение не только дополнительные потери, а также уменьшена пропускная способность.

Использование секции 50 Ом от каждого элемента до его соответствующая Q-секция, поэтому каждая Q-секция должна быть длиной λ / 4, всегда будет увеличить пропускную способность и часто уменьшать потери. Также несложно осуществлять. В моем 6-метровом стеке Yagi используются 50-омные линии равной длины. Q-секции длиной всего λ / 4. Длина 50-омных участков не имеет значение, если они равны, потому что секции 50 Ом согласованы, и по существу имеют КСВ 1: 1. Если я сделаю ошибку коэффициента скорости или изменю частота, или потери в линии 75 Ом, ошибок и / или проблем в 5 раз меньше!

Меня не заставляют располагать фидерные линии между антенны, которые можно менять только кратно λ / 2, например λ / 4, 3λ / 4, 5λ / 4, и так далее.Я могу использовать две 50-омные линии питания одинаковой длины любой физической длины. который достигает, с единственным вниманием к деталям, четверть длины волны 75 Ом Q-секции. Это значительно снижает количество ошибок при обрезке кабеля, поскольку Линии согласованы и должны быть одинаковой длины одного и того же кабеля.

Где мы используем штабелирование и коллинеарное усиление больше всего эффективно?

Используем борт штабелирование и коллинеарное усиление больше всего эффективно в Массивы штор как Lazy H-антенна.Вы можете прочитать больше о занавеске Антенные решетки на моем Sterba Занавес Антенна Lazy-H стр. .

Массивы над Землей

Если мы не удалим энергию из области, которая имела значительную энергию, антенны не может принести выгоду. Если антенна имеет большую площадь без излучения, и мы разработали систему для принудительного обнуления полностью в той же области, не будет никакой выгоды. Рисунок должен быть сужен, чтобы увеличить усиление, и он должен быть сужается таким образом, чтобы потери тепла не увеличивались быстрее, чем концентрируются электромагнитное излучение.

Земля фокусирует энергию в плоскости возвышения, создавая один или несколько нулей в образец высот. Высота над землей, а также качество земли контролируют нули, образованные отражениями земли. Для плоской Земли нули, образованные присутствие земли все в плоскости возвышения узора. В большинстве случаев, азимутальная ширина луча или направленность компаса в значительной степени не зависит от антенны рост. По этой причине умножение диаграммы направленности по азимуту или увеличение коэффициента усиления на фокусировка в том, что мы считаем «направлением компаса», в значительной степени не зависит от высота над землей или изменение расстояния между штабелями.Мы видели это выше в отношения между фактическим усилением и высотой или вертикальным разносом антенны или антенны, и усиление изменяется с изменением горизонтального расстояния или площади заняты антенными элементами.

Коллинеарная антенная решетка

Описание

Коллинеарная антенная решетка состоит из дипольных элементов. Эти диполи параллельны и коллинеарны друг другу. Этот тип антенны имеет повышенное усиление и направленность в Е-плоскости.Удвоение количества дипольных элементов должно удвоить усиление. Однако на практике обычно меньше, чем из-за потерь. В этом примере коллинеарный массив, работающий на частоте 3,2 ГГц, моделируется с помощью HFWorks.

Рисунок 1 — Антенная решетка

Конструкция антенны напоминает использование принципа Франклина при соединении нескольких излучающих диполей для суммирования интенсивностей всех излучений. Используя фазовый сдвиг на 180 ° между диполями для предотвращения деструктивных сумм, антенна может быть реализована с другими типами антенных диполей, такими как микрополосковая патч-антенна.

Размеры

Все размеры указаны в мм. На схеме показано только соединение между двумя из трех диполей: второе соединение построено точно таким же образом.

Твердые тела и материалы

Питание антенны расположено на боковой грани одного из ее концов; другой конец — обрыв цепи. Каждый диполь обрабатывается как изолирующий слой подложки Duroid 5880 с внутренним и внешним проводящими слоями PEC. Все диполи погружены в воздушный ящик, боковые поверхности которого имитируют безэховую камеру.

Создание сетки

Сетка в этом примере должна быть достаточно точной на диполях круглой формы, чтобы симулятор понимал, что модели имеют довольно круглую форму.

Результаты

После создания сетки мы запускаем моделирование антенны в диапазоне частот от 0,5 ГГц до 3,5 ГГц, чтобы точно визуализировать поведение антенны вокруг заданной частоты.

Рисунок 3 — Коэффициент отражения на порте 1

Как мы видели в размерном разделе, полная длина волны составляет около 100 миллиметров, что почти соответствует частоте около 3 ГГц.Согласно приведенной выше кривой, мы достигли хорошего уровня возвратных потерь на частоте 3,25 ГГц: кривая продолжает уменьшаться, достигая приемлемого согласования и подтверждая принцип конструктивных сумм трех излучающих диполей. Далее показан рисунок излучаемого полного поля.

Рисунок 4- Распределение ближнего электрического поля

Рисунок 5 — Распределение дальнего поля

Мы можем уточнить шаги углов во время создания исследования, чтобы получить гладкие графики в 2D или 3D.На этом рисунке мы изобразили трехмерное излучение электрического поля.

Заключение

Эта антенна была оптимизирована для соответствия спецификациям предполагаемого применения, проверяя точность и принцип работы антенны Franklyn; Как мы видели, антенна демонстрирует приемлемые характеристики, работая в правильном частотном диапазоне и с хорошими уровнями обратных потерь около 3 ГГц. Дальнейшие тесты для других типов антенн Franklyn (например, микрополосковых антенн) можно проверить в HFWorks.

Расчет конструкции коллинеарной коаксиальной антенны

Примечания, факты и советы:

Только для RX

Длина каждого сегмента коллинеарной антенны должна быть одинаковой. Допуск на различия логарифмически уменьшается с увеличением частоты. Например: 1/4 волновые ВЧ сегменты антенны (допустим, диапазон 40 метров [7 МГц]) составляют 10,5 метров. Более или менее 1 см не сильно повлияет на резонансную частоту.Но если частота 7 ГГц, то длина волны 1/4 будет 10,7 см, здесь отклонение в 1 см будет катастрофическим. Мораль истории: чем выше частота = РАЗМЕР ПРОБЛЕМЫ точность очень важна и становится решающей.

Если вы разрежете сегменты точно на 1/4 длины волны (как и должно быть в теории), это означает, что при объединении элементов во время построения коллинеарной антенны расстояние между элементами (теоретически) должно быть 0 мм. .На практике это невозможно, и должна иметь изоляцию для предотвращения нежелательных коротких замыканий, особенно с изношенным коаксиальным кабелем с оплеткой . Я использую изоляционную ленту толщиной 0,18 мм. Я был проинформирован энтузиастом, что антенна вообще не работает на выбранной частоте, но работает на много МГц ниже в диапазоне. После дальнейшего допроса, нейлоновые пуговицы (для одежды) толщиной около 4 мм использовались в качестве изоляции между элементами антенны ADSB (1 ГГц +). Гениальная идея и решение! Но тогда компенсирует лишнюю длину изоляции при обрезке элементов по размеру.Эмпирическое правило: 1/2 толщины удаленной кнопки (обрезанной или измеренной короче) на каждой стороне элемента антенны, который контактирует с «кнопкой» (6 мм = 3 мм), должно помочь и сохранить выбранный частота соответствует конструкции антенны.

Для антенн, которые используются только для приема … Чем ближе вы подойдете к резонансу, тем лучше, однако, немного отклониться от частоты — это не полная катастрофа. Антенна по-прежнему будет принимать очень хорошо, поскольку она будет действовать как полосовой фильтр, при условии, что на реальной резонансной частоте антенны нет сильных передающих станций.

Для RX и TX

Если вы планируете использовать антенну в трубе из ПВХ и снаружи в среде с колебаниями температуры, которые могут привести к достижению нужной точки внутри трубы из ПВХ… тогда. (1). Настройте антенну В ПВХ ТРУБЕ, и желательно зимой с низкой влажностью, прежде чем герметизировать трубу. Корпус действительно влияет на резонанс, так как объекты, которые не являются воздухом (предпочтительно вакуумом) (например, трубка из ПВХ), вызовут электромагнитные отклонения в ближнем поле антенны.

(2) Подача ВЧ-мощности на антенну приведет к тому, что часть коаксиальной линии питания станет частью антенны, следовательно, феррит на длине волны примерно 1/4 (окончательный шлейф согласования настройки). Мы не хотим RF на линии питания. Этот феррит также является вашим устройством для точной настройки, чтобы вы могли попасть в место посадки антенны.

(3) Если вы опасаетесь точки росы и конденсации воды в трубе, вставьте небольшую сумку с силиконовыми шариками в основание (там, где соединяется фидер), это поможет антенне поддерживать частоту в различных погодных условиях.Существуют и другие решения с клапанами, но за это нужно платить.

Эта антенна очень интересна из-за потенциального усиления (усиления) принимаемых радиосигналов на определенной частоте, однако получить правильное с первого раза — настоящая проблема !! Все дело в материалах, окружающей среде и точности строительства, и даже в этом случае мать-природа иногда заставляет вещи идти боком. Вроде ржавый винт на креплении антенны. Поверьте, это действительно может быть проблемой!

Неисправность феррита на фидерной линии в качестве подходящего шлейфа (у меня нет феррита!), Небольшая «земляная плоскость» или искусственное заземление (см. Конструкцию 1/4 волновой антенны) также могут работать, однако 45 градусов 1/4 волны не применяется, нужно будет поэкспериментировать.Также длина будет меньше 1/4 волны.

Коллинеарная антенна из стекловолокна, всенаправленная коллинеарная антенна из стекловолокна, всенаправленная коллинеарная антенна Дели, Индия

Всенаправленная коллинеарная антенна из стекловолокна

Модель SCL серии

SEC Antenna использует самые современные методы проектирования и производства для производства всенаправленной коллинеарной антенны из стекловолокна, имеющей следующие характеристики:

Инновационный дизайн для уникального качества всенаправленной монопольной антенны.
Многонаправленная диаграмма направленности стекловолоконной коаксиальной антенны с высоким коэффициентом усиления.
Низкий КСВН для всего диапазона рабочих частот коллинеарной антенны из стекловолокна.
Высокая производительность в неблагоприятных условиях окружающей среды благодаря жесткому и очень прочному обтекателю из стекловолокна и корпусу из алюминиевого сплава.
Heavy Duty используется для изготовления всенаправленной коллинеарной антенны.

Специальное монтажное оборудование поставляется с всенаправленной коллинеарной антенной из стекловолокна для монтажа.Если вам нужно другое крепежное оборудование для всенаправленной коаксиальной антенны из стекловолокна, мы изготовим его для вас и поставим вместе с коллинеарной антенной нашего производства.

Наши антенны спроектированы и изготовлены для обеспечения наилучших показателей усиления в соответствии с требованиями однодиапазонного, двухдиапазонного, трехдиапазонного или любого конкретного приложения, в котором будет использоваться беспроводная коллинеарная антенна из стекловолокна.

Трехдиапазонная коллинеарная антенна сотового телефона

SMBJCL Модельный ряд

SEC антенна производство и торговля высококачественной трехдиапазонной коллинеарной антенной из стекловолокна.

В этой серии моделей трехдиапазонных коллинеарных антенн из стекловолокна три разные частоты объединены и изготовлены в одном антенном блоке. Для установки трехдиапазонной коллинеарной антенны из стекловолокна поставляется специальное монтажное оборудование L-типа.

Эта серия антенн используется для усиления сигналов мобильных или сотовых телефонов в диапазонах 3G GSM-900, GSM-1800, CDMA и WCDMA-2100 в определенной области. Эта серия моделей очень полезна для пользователей сотовых телефонов, которые сталкиваются со слабым сигналом в таких рабочих местах, как офис или дома.

Существенные особенности:

Коллинеарная антенна также известна как всенаправленная несимметричная антенна. Коллинеарная конструкция корпуса антенны изготовлена из стекловолоконного обтекателя и алюминиевого сплава. Стекловолокно обладает отличными свойствами прозрачности радиосигнала и имеет высокую прочность. Надежная структура, выдерживающая все плохие погодные условия. Гладкая поверхность не допускает образования большого количества льда и может разорвать очень ветреную погоду. Всенаправленная коллинеарная антенна из стекловолокна состоит из элементов фазовой решетки, обеспечивающей плавную всенаправленную диаграмму направленности.Наши всенаправленные коллинеарные антенны из стекловолокна легки по весу и легко устанавливаются на антенную мачту или мачту. Всенаправленная коллинеарная антенна из стекловолокна обеспечивает отличное решение для многоточечных аналоговых и цифровых систем связи на большие расстояния. Коллинеарные антенны из стекловолокна очень легко установить, даже один человек может установить их на антенной вышке или мачте большой высоты. По запросу мы можем предоставить более высокую пропускную способность или усиление.

Производство:

Излучающие элементы изготовлены из высококачественной латуни.Метод коаксиального шлейфа используется для обеспечения плавного КСВН по всей полосе частот. Все элементы добавлены синхронно для обеспечения высокого усиления и идеальной ненаправленной диаграммы направленности. Крышка обтекателя изготовлена из высокопрочного стекловолокна. Коллинеарная антенна поставляется с полным монтажным комплектом. Все винты, гайки и болты коллинеарной антенны изготовлены из нержавеющей стали.

Сделай мудрый шаг !!!

Если вы ищете качества и производительности антенн, тогда свяжитесь с нами .

2-метровая 440 Вертикальная коллинеарная антенна, проект W7LPN

W7LPN 2-440 Вертикальный Коллинеарная антенна проекта
с 6-метровым сюрпризом!
от W7LPN ~ Рик Frazier

ОБНОВЛЕНИЕ!
Загрузите обновленное и удобное для build (12-08) версия
Это файл в формате pdf, размер файла менее 1 мегабайта. Adobe Reader требуется.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Хочу поделиться с вами мои открытия и мой дизайн хорошо известной вертикальной коллинеарной антенны, автор глядя на работу двух других радиолюбителей:

http: // www.Repeater-builder.com/antenna/n1bug-construction.html

И: http://home.comcast.net/~ross_anderson/sc.htm

Я переделал эти две идеи и придумали действительно коммерческую антенну, которую вы можете строить дома.

Простая коллинеарная антенна честно слишком длинный, долговязый и высокий, чтобы быть практичным.

Вы можете сразу увидеть возможности объединить эти два проекта или встретить их посередине.

более распространенный коллинеарный коаксиальный кабель требует обтекателя из ПВХ, чтобы придать ему жесткость и защита от атмосферных воздействий, и сборка может быть затруднена.
«Простой» Коллинеарность «очень длинная, долговязая и тяжелая, требует нескольких парней и является трудно поднять. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~
2 — 440 Коллинеарная вертикаль в этом проекте проста в построении и расширении, полу жесткие, самонесущие, водонепроницаемые, электрически надежные и профессиональный внешний вид после завершения.

Начало работы:

Сначала посмотрите на мой рисунок ниже, и решите, какой длины антенна вы хотите, приблизительно.Затем набросайте это из. Начните снизу с 1/4 волны 19 дюймов и 1/2 волны 38 дюймов. раздел разделен точкой подачи.
Имейте в виду, что каждые 1/2 WL секция добавляет примерно 2,14 дБ.

Примечание на картинке выше, Самая внешняя часть антенны — это алюминиевая трубка.

Я начал со стекловолокна 3/4 «и 1/2» трубки от Max-Gain и алюминиевый корпус антенны 0,79 «и 0,59» от MFJ.

Соберите секции стекловолоконной трубки 0,79 дюйма с помощью 2-компонентной эпоксидной смолы (не шпатлевка), с короткими секциями из стекловолокна 1/2 дюйма, вставленными для усиления суставы.

Проложите длинный провод № 22 по всей длине стекловолокна. при сборке. Нарезать нитку намного сложнее потом, если вы этого не сделаете. При пайке или присоединении концов проводов №22, удалите любое покрытие до оголенного провода.

Оставьте побольше лишней длины на каждый конец для вытягивания и прикрепления к каждой секции.Слишком много смолы в банке Поднимите свой проект и повесьте тонкий провод.

ПРИМЕЧАНИЕ. Нумерация разделов элементов начинается снизу. антенна.
12-дюймовая секция из 1-дюймового ПВХ, приклеенная к нижнему концу Стекловолокно, установленное заподлицо с концом, действует как хорошая монтажная заглушка.

Непосредственно над ним поместите элемент №1, алюминий 19 «X 0,79». секция НКТ (1/4 wl). Прямо над ним просверлите отверстие в стеклопластик, достаточно большой, чтобы протянуть экран и центральный проводник вашего уговорить.

Затем поместите элемент №2 непосредственно в секцию размером 38 «X 0,79». над этим, обеспечивая доступ к просверленному целому.

Используйте Ox-Guard или Пенетрокс и заклепки или винты для крепления экрана к нижнему элементу потянув его в стороны и вниз.

Затем потяните за центральный провод через отверстие, соблюдая осторожность, чтобы отделить их, потянув вверх и от подключение экрана.

Как на чертеже протянуть тонкую проволоку через отверстие кровоостанавливающим зажимом или пинцетом и немного вытащить рабочая длина.

Отрежьте полоску с обоих концов, прикрепите пайкой к экрану рядом с только что выполненным подключением.

Сверло еще одно отверстие между элементами № 2 и № 3, плотно натяните провод и прикрепите Проведите к нижнему концу №3 с помощью винта или заклепки.
Повторите процесс между элементами №2 и №3.

Присоедините провод к верхнему концу №2.
Протяните его через единое целое между элементами №3 и №4.
Вырезать обрезать и повторить этот процесс и закончить с 1/4 ширины X 0.59 дюймов алюминий подключен только к тонкому проводу.

Таким образом, вы можете увидеть, что №1 переходит к №3, №2 переходит к №4 и т. Д., Пока вы не остановитесь на 19-дюймовом конце.

Некоторые заключительные примечания по конструкции:
Начните с 1 / 4wl -19 дюймов внизу и в конце 1/4 wl -19 дюймов вверху посередине. расширяемый. Я поместил ферритовые бусины на коаксиальный кабель примерно на 38 дюймов ниже основание антенны, отрегулируйте расстояние для лучшего КСВ.
Имейте в виду, больше разница между диаметром трубки
и размером тонкой проволоки, и чем больше размер трубки, тем ниже КСВ, шире пропускная способность, и тем проще настройка.

Уплотнение каждого стыка.
Я использовал горячий клей и термоусадочную трубку. Наконечник:
Я залил горячим приклеил и натянул небольшой кусок термоусадки внутрь себя и к сторону, затем сжал ее до конца.

Готовая антенна в картинка выше работает нормально … около 6,5 дБ.

Тестовая установка коллинеарной антенны 6 u O / 4 с усилением 8,5 дБи и …

Контекст 1

… P TX — мощность, передаваемая трансивером.RSSI как функция расстояния между измерительной станцией и BTS представлена на рис. 1. Темная сплошная линия иллюстрирует значения RSSI по измерениям, выполненным авторами на резервуаре. Мы принимаем RSSI равным -68dBm как минимальный уровень, необходимый для безупречной работы GPRS-связи. На рис. 1 этот уровень представлен горизонтальной линией. В качестве справки также приведены характеристики для: вакуумного пространства, сельской местности и городской местности. Измерительная станция была основана на промышленном микрокомпьютере Moxa W345, который имеет встроенный GSM-модем, способный предоставлять GPRS класса 10, что делает доступным подключение к Интернету и расширенные протоколы.Результаты теоретического анализа должны были быть сопоставлены с тестами реального RSSI, доступного в зоне развертывания системы на резервуаре. Во время этих испытаний, которые проводились летом 2011 года, погода была неблагоприятной для радиопередачи — пасмурные дни, туман чередовался с ливнями. Однако очевидно, что система должна работать независимо от погодных условий, поэтому полученные значения даже лучше, чем в яркий солнечный день. Во время тестов авторы оценили подходящий уровень RSSI (-61 дБм), необходимый для поддержания надлежащей связи GPRS.После обработки необработанных данных стало возможным создать карту RSSI, которая показана на рис. 2. Чем темнее пятно, тем более затухающий сигнал GSM в этом месте наблюдался. Была протестирована только область в пределах области интереса конечного пользователя системы измерения, а все остальное оставлено белым. Измеренные значения были нанесены на карту, а затем смешаны с использованием фильтра Гаусса. Что важно, на карте указаны не конкретные значения, а общая характеристика проблем, с которыми столкнулись авторы при настройке системы.Наблюдаются серьезные нарушения в распространении GSM-сигнала на водохранилище. В некоторых областях, где необходима измерительная станция, уровень сигнала слишком слаб для обеспечения надежной связи. Обычно это происходит в бухтах или там, где берег сильно наклонен. В этой системе непредвиденная потеря связи недопустима, поэтому связь должна быть обеспечена другим способом, например, по радиоканалу ближнего и среднего радиуса действия. Для повышения качества связи между измерительными станциями и сервером системы мы решили создать «точку доступа» (ТД) на берегу водохранилища.Задача этого системного элемента — маршрутизация информации от измерительной станции к серверу системной базы данных. Один из его интерфейсов — это GSM / GPRS или проводное соединение с Интернетом, а другой интерфейс — это радиосвязь с плавучим буем. Задача заключалась в том, чтобы выбрать оптимальный стандарт ближней радиосвязи без увеличения эксплуатационных расходов. Радиосвязь на основе направленной антенны была невозможна по нескольким причинам. Измерительная станция подготовлена к закреплению на дне резервуара, но все еще плавает на поверхности воды и, следовательно, может свободно вращаться или даже немного изменять свое положение.Кроме того, уровень воды в Добчицком озере может колебаться до 7 метров. Причем AP должен работать с несколькими станциями, расположенными в разных частях резервуара. Поэтому все антенны должны быть всенаправленными. Исходя из этих ограничений, можно было рассмотреть один из стандартов радиосвязи, которые показаны в Таблице 1. Первые три стандарта, перечисленные в Таблице I, относятся к полосе частот, которая, к сожалению, лицензирована в Польше, и требуется значительная плата. Однако другие интерфейсы работают в бесплатных диапазонах ISM, и для всех этих стандартов мы рассчитали бюджеты каналов, предполагая, что к каждому модему подключена антенна λ / 4 с коэффициентом усиления 0 дБи и всенаправленной диаграммой направленности, а также антенна измерительной станции. находится на высоте 2 м над поверхностью воды.Уравнение Фрииса и модель Окумура-Хата использовались для расчета бюджетов каналов для стандартов в диапазоне от 143 МГц до 1500 МГц. Исключением был IEEE 802.11 (WiFi), для которого применялось только уравнение Фрииса. Результаты представлены на рис. 3. Максимальное расстояние связи для вышеуказанных стандартов представлено в таблице 2. Расстояние было определено в зависимости от RSSI и чувствительности модемного приемника. Наибольшее расстояние — для случаев 1–3, которые, к сожалению, лицензированы в Польше. Чтобы избежать дорогостоящих сборов и административных процедур, мы выбрали для дальнейшего исследования диапазон 868 МГц.Модемы для этой частоты популярны, дешевы и потребляют мало энергии, что важно для станции, которая должна работать без линии электропередачи и только от батареи, питаемой от возобновляемого источника энергии. Мы провели тест, чтобы определить реальную продолжительность связи. Мы использовали модемы, максимальная мощность передачи которых составляла 500 мВт, использовалась модуляция с кодовой манипуляцией CCK. Во время теста точка доступа периодически, каждые 200 мс, отправляла пакет управляющих данных на мобильную станцию. Максимальная дальность связи была определена, когда полученные данные (от мобильной станции) имели более 1% ошибок.На мобильной станции была установлена всенаправленная антенна λ / 4 с коэффициентом усиления 0 дБи. Точка доступа была протестирована с тремя разными антеннами, и результаты этого эксперимента представлены на рис. 4. Первый тест проводился с всенаправленной антенной λ / 4 с коэффициентом усиления 0 дБи, с которой можно было поддерживать связь в диапазоне до 1150 м. Это «случай а» на рис. 4. Второй вариант — это всенаправленная коллинеарная антенна 6 u λ / 4 с усилением 8,5 дБи. Это увеличило дальность связи до 3400 м (случай b на рис.4). Эта антенна с ее вертикальной диаграммой направленности представлена на рис. 5. В качестве альтернативы может использоваться направленная антенна, лучевая антенна с усилением 10: 5 дБи и шириной луча по половинной мощности (HPBW) 0, равной 60. Это изменение увеличило дальность связи лишь незначительно до 3800 м (случай c на рис. 4). Антенна и ее диаграмма направленности в горизонтальной плоскости представлены на рис. 6. Все антенны были испытаны в одинаковых условиях за короткий промежуток времени. Исходя как из практических наблюдений, так и из теоретического анализа нескольких типов беспроводной передачи, была выбрана связь средней дальности в диапазоне 868 МГц, дополненная GSM / GPRS для связи с сервером базы данных измерительной системы.В конечном итоге коммуникационная структура системы в той части, которая работает на озере, показана на рис. 7. При наличии надежно работающего оборудования были исследованы последствия распределенной автономной обработки данных в узлах системы. Основное предположение заключалось в том, что представленная система использует передачу данных в условиях мягкого реального времени. Это означает, что данные обычно отправляются сразу после того, как они становятся доступными на измерительной станции, и как можно быстрее становятся записью в базе данных.Это дает возможность мгновенного мониторинга качества воды по крайней мере по нескольким наиболее важным параметрам, упомянутым ранее. Такая станция становится частью распределенной, хорошо масштабируемой и жизненно важной системы поддержки принятия решений [6]. Каждая измерительная станция может вычислить числовое представление оценки ситуации. Когда значения достигают заранее определенных границ, скорость измерения данного параметра может быть увеличена для получения более точных характеристик изменения. Следовательно, эти ранние расчеты создают распределенную оценку риска загрязнения воды.Их объединение должно сократить время реакции на опасную ситуацию по сравнению с решениями, принимаемыми из некоторой центральной точки сбора данных, удаленной от проблемы. Выражение k (x) — это модель, которая показывает, насколько данный параметр воды неприемлем с точки зрения качества воды. Из этой функции мы отделяем два более простых фактора ka (y) и kb (y), которые соответственно: 1. Каждое измеренное значение xm данного параметра воды имеет безопасные границы (x min; x max), и внутри них есть некоторые level, который можно рассматривать как наиболее желаемое значение xd данного параметра.Чем дальше от этой хорошей точки, тем хуже состояние воды и важнее эта информация. В частном случае x d может быть средней точкой x min и x max, хотя в целом это произвольная точка в этих границах. 2. Значительное изменение параметра также является важным событием, поэтому оно также должно повышать важность сообщения. Его можно получить путем расчета коэффициента разницы. Перед сравнением оба фактора необходимо нормализовать. Поэтому мы нормализуем измеренное значение x в пределах (x; x…

Приобрести Усовершенствованную коллинеарную антенну Бесплатный образец сейчас

На сайте Alibaba.com представлены некоторые из самых современных наборов высококачественных и эффективных коллинеарных антенн . Эти умные гаджеты оснащены самыми революционными технологиями и дополнены функциями, которые делают их превосходными с точки зрения производительности. Продукты, предлагаемые на сайте, не только эффективны, но и достаточно долговечны. Эти изделия модны, красивы по дизайну и просты в установке.Купить их у ведущей коллинеарной антенны . поставщики и оптовики на сайте по выгодным сделкам и предложениям.

Когда клиенты покупают эти универсальные и высококачественные коллинеарные антенны . на платформе им предоставляется множество различных вариантов, основанных на характеристиках продукта, цвете, дизайне и возможностях. Эти продукты эффективны для работы в любых погодных условиях и полностью защищены от атмосферных воздействий. Они поставляются с корпусами из нержавеющей стали, которые оснащены типами входных разъемов N Female и имеют как вертикальную, так и горизонтальную поляризацию.Эти продукты имеют разную пропускную способность и защищены от молний.

Оцените широкий диапазон коллинеарной антенны . на Alibaba.com среди многих других, отвечающих индивидуальным требованиям, например, диапазон частот более 700 МГц, 850 МГц, диапазоны PCS и многие другие. Эти устройства защищены от ультрафиолетовых лучей, а некоторые продукты поставляются как с наклонными, так и с поворотными кронштейнами для масок.