U poređenju sa koaksijalnom antenom, antena sa diskom, koja takođe ima kružni uzorak zračenja i isti način napajanja, ima znatno veći propusni opseg. U poređenju sa konvencionalnim dipolom, pojačanje ove antene je -3dB. Ovo smanjenje pojačanja ne bi trebalo da bude iznenađujuće pošto antena sa diskom ima ispravan obrazac zračenja u veoma velikom opsegu. Dizajn disk-konus antene prikazan na Sl. 11-40, prema navedenim dimenzijama i direktnom napajanju preko koaksijalnog kabla sa karakterističnom impedancijom od 60 Ohma, ima pojas propusnosti od 85 do 500 MHz.

Fig.1

Konus je napravljen u obliku roga od lima bakra ili nekog drugog materijala koji se lako lemi. Kabl za napajanje je provučen unutar konusa i njegova vanjska pletenica je zalemljena na konus, a očišćeni dio unutrašnjeg jezgra dužine 100 mm je zalemljen na metalni disk. Disk se drži u vodoravnom položaju pomoću izolacijskih nosača.

Za uspostavljanje daljinskih radio komunikacija u rasponima od 144-146 MHz, a posebno na 420-425 MHz, potrebno je koncentrirati zračenje elektromagnetne energije u obliku uskog snopa i usmjeriti ga što bliže horizontu. . Istovremeno, potrebno je i mogućnost uspostavljanja radio komunikacije sa dopisnicima koji se nalaze u različitim smjerovima od radio stanice sa fiksnom antenom. U tom slučaju, antena mora imati uzorak zračenja u vertikalnoj ravnini u obliku izdužene osmice, au horizontalnoj ravnini - u obliku kruga. Sličan dijagram se može dobiti projektovanjem bikonične antene (slika 2), koja se sastoji od dva metalna konusa, od kojih je jedan spojen na srednju jezgru kabla, a drugi na njegovu pletenicu. Nedostatak takve antene je potreba za simetričnom pobudom.

Fig.2

Širokopojasna bikonična disk-konusna antena (slika 3), u kojoj disk igra ulogu gornjeg konusa, ne zahtijeva simetričnu pobudu. U tabeli 1 prikazane su dimenzije disk-konusnih antena dizajniranih za rad u amaterskim opsezima.

Tabela 1
	Dimenzije, mm
Radni opseg
frekvencija MHz

Uz odabrane dimenzije antene, preporučljivo je raditi u području najnižih radnih frekvencija, jer kako se radna frekvencija povećava, povećava se kut između smjera maksimalnog zračenja i horizonta. Antena se napaja kablom sa karakterističnom impedancijom od oko 60-70 oma bez odgovarajućih uređaja. Disk je izolovan od konusa, koji se može uzemljiti. Za rad u opsegu od 38-40 MHz, konus i disk su napravljeni od iglica prečnika 3 - 5 mm (slika 4). Maksimalni razmak između iglica ne bi trebao biti veći od 0,05L.

Odlučio sam da dublje proučim pitanje kako radi diskone antena kako bih shvatio da li je to zaista izbor koji mi treba. I znate, ovo je zaista zanimljiva antena koja se može razviti kako bi se dobio dobar potencijal. Možda ću slijediti put onih koji dizajniraju antene složenog tipa. Ali ja ću postaviti tako složenu antenu na dachi, u gradu će mi odgovarati antena s manje zahtjeva.

Dakle, koje su karakteristike antene koje me zanimaju:

• Kružni uzorak zračenja,
• širokopojasni,
• otpornost na vjetar,
• niska potrošnja materijala.

Ranije sam pisao da sam mogao birati između log-periodične i disk-konusne antene. Razmislio sam o svojoj odluci i došao do zaključka da je za moje specifične zadatke praćenja radijskih emisija prikladnija diskone antena. A zbog specifične lokacije parcele na dači, na dači će mi biti zgodnije pratiti NOAA satelite i prolaze na daljinu u rasponu CB i deset metara.

Dakle, šta je diskon antena? Kao što naziv govori, antena disk-konus se sastoji od diska (zrači element) i konusa (protivteža zračećem elementu). Započeću analizu ove antene sa ovom klasičnom verzijom.

Ovaj zamršeni oblik antene dovodi do zablude da diskon antena ima horizontalnu polarizaciju. U stvari, polarizacija ove antene je vertikalna. Antena je beskonačan broj antena u obliku slova V nagnutih prema horizontu (aktivni element je gore, a protivteg je dolje). Kada bi dio diska bio jedan krak antene, a drugi drugi, tada bi polarizacija bila horizontalna. U našem slučaju, jedno rame je nagnuto vodoravno, a drugo pod uglom od horizonta do tla. Rezultat je uzorak zračenja u obliku krafne.

Disk i konus su dobri, ali ovaj dizajn stvara divlje vjetrove. Stoga se u komercijalnim razvojima disk i konus zamjenjuju žičanom strukturom. Ovakav pristup omogućava smanjenje opterećenja vjetrom, smanjenje troškova procesa proizvodnje, smanjenje utroška materijala za izradu antene i pojednostavljenje njene montaže. A to je upravo put kojim ću ići kada pravim svoju antenu.

Manipuliranjem materijala i struktura diska i konusa stvaraju se mase raznih antena disk-konus. Jedna od najčešćih diskonskih antena je željeznička antena. Kao primjer, razmotrite antenu iz VIAM-RADIO. Ova antena je dizajnirana za rad sa lokomotivskim radio stanicama u opsegu 151-156 MHz i 307-344 MHz. Zbog velikih brzina i zahtjeva za karakteristike čvrstoće, antena je izrađena u obliku zavarene konstrukcije s dodatnim elementima koji ojačavaju konstrukciju.

Antena lokomotive AL/23 disk-konus

Postoje alternativni pristupi za povećanje propusnosti. U rasponima od stotina do hiljada megaherca, dimenzije antena disk-konus ostaju prihvatljive, ali kako se frekvencija smanjuje, dimenzije postaju nezgodne i za instalaciju i za proračune dizajna. Ali postoji alternativna opcija za povećanje propusnog opsega na otprilike 25 MHz. Da biste to učinili, dodatni pin je spojen na disk (ili vodiči koji ga zamjenjuju), čime se povećava propusnost. Ali ako samo spojite pin, njegov utjecaj će pogoršati parametre i trebao bi raditi samo na “svojom dometu”. Da biste to učinili, pin se odsječe od diska pomoću induktivnosti.

Ali ova opcija odmah pretvara antenu u veliku, a osim toga, prijenos se ne može izvršiti u dodatnom rasponu. Dodatni dio dometa se dodaje samo za prijem. Zapravo, takva antena je idealna za skenere.

Čim izračunam dimenzije koje su mi potrebne, objaviću ih. Onda ću početi da prikupljam materijal za izgradnju ove antene.

Dakle, dva vodiča prečnika 2 mm na udaljenosti od 25 mm sa zračnim rasporom imaju otpor od 386Ω

Uzmimo kao primjer kratku liniju od 0,3λ (gledajući unaprijed, recimo da će to biti polovina optimalnog razmaka između etaža, tj. ovo će biti dužina linije od jednog od spratova do dodatka T-a do dovoda ) i hajde da vidimo kako transformiše sopstveni otpor zračenja vibratora u opseg frekvencije

Jedna linija je 25/2 mm (386Ω), druga je 25/1 mm (469Ω), a treća je duplo duža od 25/2 mm (386Ω) za poređenje:

Plava boja (Direct) označava intrinzičnu impedanciju konusnog vibratora za kravatu mašnu kada je ulagač direktno povezan.

Kao što vidimo, sabirna linija ima veoma jak uticaj na rezultujuću impedanciju. Štaviše, koeficijent transformacije u manjoj mjeri ovisi o otporu transformatora, a više o njegovoj dužini (u odnosu na valnu dužinu). Jer Za različite frekvencije, isti dio transformatora predstavlja vrlo različite dužine.

Za izračunavanje ovog otpora postoji formula

Kada je ZA=Z0, tada je Zin=Z0. Linija koja se podudara sa izvorom ne mijenja rezultujuću impedanciju.
U drugim slučajevima, Z0 se množi sa koeficijentom koji zavisi od f*L (tj. talasne dužine) i zavisi od ZA i ZO

Dužina sabirnih vodova u sinfaznom nizu teoretski može biti bilo koja (sve dok je jednaka, tako da signali stižu u fazi i zbrajaju se), ali iz tehnoloških razloga ih je racionalno izvoditi u najkraći mogući način, spajajući etaže u pravu liniju. Ovim pristupom, dužina vodova će biti postavljena na osnovu optimalne udaljenosti između spratova, a usklađivanje će se morati poboljšati samo variranjem otpora vodova: promenom prečnika provodnika ili rastojanja između njih.

Prilikom izgradnje 3 ili više etaža, tehnološki je vrlo nepraktično praviti samostalne vodove od svake sljedeće etaže do zbrajalice. Na sreću, možete dodati signal sa susjednih spratova direktno na susjedove terminale. Jer podovi se nalaze otprilike na dužini od 1/2λ između sebe, a onda kada se prođe duž sabirne linije dužine 1/2λ, faza signala se mijenja u suprotnu za 180 stepeni. Da bi se takvi signali zbrali, a ne poništili jedni druge, provodnici moraju biti povezani u antifazi. Svi spratovi su međusobno povezani samo u antifazi, sa linijama koje se preklapaju. Izuzetak je mrežno napajanje (feeder, balun), jer nalazi se na jednakoj udaljenosti od spratova (ne nužno najkraći put), tada će signal na njemu biti u fazi kada se poveže ne preklapajući, već direktno.

Oblik dijagrama zračenja (DP) zajedničkog antenskog niza određen je shemom antena koje čine niz i konfiguracijom samog niza (broj redova, broj spratova i udaljenosti između njih).

Sa dvije omnidirekcione antene postavljene jedna pored druge na 1/2λ (između osa antena), dijagram u horizontalnoj ravni ima oblik osmice i nema prijema iz bočnih pravaca okomitih na glavni. Ako povećate udaljenost između antena, širina glavnog režnja dijagrama zračenja se smanjuje, ali se bočni režnjevi pojavljuju s maksimumima u smjerovima okomitim na glavni.

Na udaljenosti od 0,6λ, nivo bočnih režnjeva je 0,31 od nivoa glavnog režnja, a širina uzorka pri pola snage je smanjena za 1,2 puta u odnosu na niz sa razmakom između antena jednakim 2/ 2.

Na udaljenosti od 0,75λ, nivo bočnih režnjeva se povećava na 0,71 nivoa glavnog režnja, a širina uzorka se smanjuje za 1,5 puta. Na udaljenosti od 1λ, nivo bočnih režnjeva dostiže nivo glavnog režnja, ali je širina dijagrama zračenja smanjena za faktor 2 u odnosu na udaljenost između antena od pola talasne dužine.

Iz ovog primjera je jasno da je svrsishodnije odabrati udaljenosti između antena jednake talasnoj dužini. Ovo osigurava najveće sužavanje glavnog režnja uzorka zračenja. Nema potrebe da brinete o prisustvu bočnih režnjeva, jer kada se usmerene antene koriste kao deo niza, one ne primaju signale iz pravaca okomitih na glavni.

Ovo su opšte preporuke za bilo koju vrstu antene. Ovako se obično montiraju antene kada su presavijene kroz koaksijalni kabl. Sekcije savitljivog kabla proizvoljne (koliko iste) dužine polažu se na proizvoljan način. Promjena udaljenosti između antena ne remeti uparivanje i zbrajanje, tako da možete odabrati bilo koju udaljenost od 0,5 do 1λ.

Razmotrimo specifičan uzorak mreže od 2 vibratora BowTie sa reflektorom, ovisno o razmaku između podova.

Šablon zračenja sa 2 polja za vertikalni stog od 0,4 - 1λ

Za dvoetažni niz konusnih antena, možete odabrati bilo koju udaljenost od 0,4 do 1λ. Ali kako se razmak povećava preko 0,6λ, povećava se i veličina ekrana i dužina noseće grede, tj. potrošnja materijala, težina se povećava i snaga se pogoršava, bez povećanja parametara.

Osim toga, kao što smo već vidjeli, povećanje dužine neusporedive sabirne linije značajno utiče na njen omjer transformacije. Stoga, iz praktičnih razloga, dvospratne mreže su projektovane sa minimalnim razmakom od 0,5-0,6λ.

Za 3 ili više spratova, neracionalno je prikupljati signale pomoću pojedinačnih linija (trebalo bi da budu u procepu između vibratora i reflektora, dalje od metalnih predmeta) od svakog sprata do T-a, ali je strukturno mnogo jednostavnije zbrojiti susjedni podovi direktno na vibrator. Ako udaljenost nije višestruka od 0,5λ, onda kašnjenje signala u liniji neće biti višestruko od 180 stepeni i signali se neće zbrajati u fazi. Stoga je za direktnu vezu duž najkraćeg puta prikladan samo razmak od 0,5 ili 1λ. Na 0,5λ linije bi se trebale preklapati (da bi se faza rotirala za 180 stepeni), na 1λ direktno (bez rotacije faze). Iz praktičnih razloga opisanih za mrežu na 2 kata, razmak od 1λ se ne koristi.

Dio VI / Usklađivanje pomoću transformatora impedancije

Za pretvaranje otpora antene u otpor fidera, koriste se tri vrste struktura:
1) Širokopojasni transformatori sa fiksnim faktorom konverzije. Obično se izvode na feritnim jezgrama ili štampaju na mikrotrakastim (patch) linijama. Omjer transformacije određen je konfiguracijom namotaja i omjerom broja zavoja u njima.
2) Širok izbor shunt kola sa L i C elementima.
3) Transformatori koji koriste sekcije talasnih linija

Nedostatak širokopojasnih transformatora je cijena njihove proizvodnje i teškoća dobivanja nevišestrukih (proizvoljnih) omjera transformacije. Niska cijena se može postići samo masovnom proizvodnjom, što znači za ograničeni asortiman. Samo 4:1 baluni se mogu nazvati de facto dostupnim. Potreba za proizvodnjom baluna u drugačijem omjeru (6:1, 8:1) stavlja tačku na masovnu proizvodnju i na domaće proizvode.

Nedostaci šant kola su složenost proizvodnje (kao kod nestandardnih baluna), uski propusni opseg i potreba da se uzorak prilagodi instrumentima.

Presjeci valnih linija ne komplikuju mnogo dizajn vibratora (mogu biti njegov strukturni nastavak), pojednostavljuju tehnološku ugradnju kutije s balunom (ili kombiniranom Balun + LNA pločom) pomjeranjem kutije izvan otvora vibratora . Mogu se dizajnirati i proizvesti da pretvore gotovo svaki otpor u bilo koji odabirom dužine segmenta i vlastitog otpora.

Razmotrimo detaljnije osnovnu formulu za pretvaranje otpora datu u prethodnom odjeljku

Iz ove formule slijedi niz zapažanja:

• Kada je dužina linije 0 ili višekratnik 1/2λ, rezultujući otpor je jednak otporu izvora, linija ne mijenja impedanciju jer je tangens uglova koji su višestruki od 180 jednak nuli
• Sa dužinom linije sa pomakom od 1/4λ od višekratnika 1/2λ, rezultujući otpor se maksimalno menja, jer tangenta uglova 90 i 270 teži beskonačnosti
• Linija s otporom jednakim otporu izvora (usklađeno) ne mijenja rezultujuću impedanciju za bilo koju dužinu linije
• Linija fiksne geometrijske dužine će se ponašati drugačije u širokom frekventnom opsegu kako se talasna dužina menja. Ako se, s promjenom frekvencije, dužina linije u lambdama približi 0 ili je višekratnik 1/2λ, tada doprinos linije opada; ako se dužina približi 1/4λ, doprinos linije naglo raste. Ovo svojstvo se potencijalno može koristiti za izjednačavanje vlastite impedanse vibratora

Kreirajmo Excel za rad s ovom formulom: goo.gl/w8z9U2 (Google dokumenti)

Recimo da naš vibrator mašne ima otpor Z = 750 +j0 na frekvenciji prve rezonancije.
Da biste pretvorili 750 Ohma u 300 (za povezivanje na balun 4:1), možete koristiti simetrični talasovod dužine od samo 0,1λ (5 cm za frekvenciju od 600 MHz) sa otporom od 231 Ohma.
Koristeći gornji kalkulator coax_calc možete odabrati kombinaciju promjera žice i udaljenosti između njih kako biste dobili 231 ohma.

Dio VII / Studije slučaja

Opseg primjene konusnih antena je vrlo ograničen. Na frekvencijama ispod 300 MHz, takve antene su neprihvatljivo velike veličine u poređenju sa polutalasnim dipolom, koji ima zamah od 0,5λ naspram 1λ.

Na frekvencijama iznad 800 MHz gotovo da nema radio tehnologije gdje su potrebne visoko usmjerene antene. CDMA, GSM, GPS, LTE, WiFi zahtijevaju ili omnidirekcione antene na pretplatniku, ili sektorske antene sa jasno predvidljivim sektorskim oblikom na strani operatera.
Među pretplatnicima fiksne mreže postoji mala potražnja za visoko usmjerenim antenama. Koristeći BowTie radijatore, teoretski je moguće proizvesti LTE-700, CDMA2000/LTE 800 Mhz, GSM/UMTS/LTE-900 i CDMA2000/LTE 450 Mhz antene. Industrija nije proizvodila takve antene, ali Dio VIII pokušaćemo da konstruišemo takvu antenu, istovremeno proveravajući koliko je takav dizajn efikasan i konkurentan.

Na frekvencijama iznad 2 GHz, konusne antene se mogu proizvoditi samo štampanom metodom (mikrotrakasta); nema prednosti u parametrima ili jednostavnosti dizajna i proizvodnje u odnosu na patch antene na takvim frekvencijama.

U opsegu između 300 i 800 MHz radi samo televizijsko emitovanje: PAL/SECAM/NTSC (analogno) ili DVB-T/T2/T2 HD (digitalno).

Tržište pretplatničkih antena za TV emitovanje donelo je konusnim antenama neviđenu popularnost.

U 1960-im, takve antene su osvojile veliki udio na tržištu u geografski velikim zemljama: Kanadi i Sjedinjenim Državama. Velike površine, uglavnom ravne, dovele su do manje gustine izgradnje televizijskih tornjeva u odnosu na Evropu. Za velike radijuse pokrivanja bile su potrebne antene sa povećanim pojačanjem od 10...16 dB. Postizanje takvog pojačanja od antena sa jednim talasnim kanalom je veoma problematično, a korišćenje in-faznih nizova od 2-4 antena talasnog kanala je teško i skupo, u poređenju sa jednostavnošću konusne antene sa više spratova sa reflektorom.

Najširu distribuciju ovakvih antena u istočnoj Evropi omogućila je pojava velikog broja TV kanala male snage u UHF opsegu (1-5 kW u poređenju sa 20-25 kW za tri centralna televizijska kanala), za čiji prijem potrebne su antene sa pojačanjem od 10+ dB, kao i širokopojasni sa hvatanjem (iako sa malim pojačanjem) sekcija SN opsega, čime je eliminisana potreba za održavanjem dodatne SN antene, dodatnih kablova, pojačala, kombinatora itd.

Čitaocu predstavljamo 7 dizajna antena, pažljivo optimizovanih (koristeći Python skripte koristeći NEC-engine za modeliranje) da maksimiziraju prosječno pojačanje u rasponu od 470-700 MHz (21-50 UHF kanala) i minimiziraju prosječni SWR (SWR). Od 2017. takve antene su relevantne samo za DVB-T/T2 prijem.

Bez reflektora:

1) 2-Bay: 50x55 cm, brkovi 8x279 mm

Sa reflektorom/ekranom:

6) 4 ležišta: 102x86 cm
7) 6 ležišta: 152x84 cm

Gain, S.W.R.

Pojačanje antene u prosjeku u opsegu 470-700 MHz kreće se od 7 do 42 puta ili od 8,5 do 16,3 dBi.
Treća kolona prikazuje površinu frontalne projekcije u m2, a posljednja kolona pokazuje specifični dobitak, u vremenima po 1 m2 frontalne površine.

Poređenja radi, antena talasnog kanala (Uda-Yagi), posebno optimizovana za isti opseg, ima prosečno pojačanje od 10 dBi (od 8,1 do 12,1) u 1R-5D konfiguraciji (1 reflektor, 5 direktora, petlji vibrator, 624x293x45 mm) i 12,7 dBi u 2R-15D konfiguraciji (2 reflektora, 15 direktora, loop vibrator, L=1621 mm)

Zaključci: Prilikom dizajniranja antena s prosječnim pojačanjem do 10 dBi, tradicionalne dipolne antene valnog kanala su jednostavnije, kompaktnije, lakše, lakše za proizvodnju (i domaće i industrijske) i izdržljivije. Ako je potrebno pojačanje >10 dBi, tada dodavanje direktora Uda-Yagi-u vrlo malo doprinosi usmjerenosti (1R5D = 10 dBi, 2R10D = 11,5 dBi, 2R15D = 12,7 dBi), dok čak i dvospratna konusna antena sa reflektorom daje prosječno pojačanje od 13,1 dBi.

Kada je potrebno prosječno pojačanje od 15-16 dBi, ne postoji alternativa konusnim antenama sa 4 i 6 spratova. U segmentu antena sa pojačanjem od 10-13 dB, dvospratna konusna antena je kompaktnija i jednostavnija od dugovalnih kanala sa 10 ili više direktora).

Ovdje je opći prikaz i shema sedam antena, gore navedenim redoslijedom:

3D prikaz, uzorak @ 600 MHz

1) 2-Bay: 50x55 cm, brkovi 8x279 mm

2) 3-Bay: 60x50 cm, brkovi 12x241 mm

3) 3-Bay (1 mala): 80x65 cm, brkovi 4x276, 4x302 i 4x190 mm

4) 1-Bay: 25x72 cm (50+2x12,5 cm strane), brkovi 4x222 mm (iz primjera u članku)

5) 2-Bay: 86x57 cm, brkovi 4x254 mm

6) 4 ležišta: 102x86 cm

7) 6 ležišta: 152x84 cm

Svih 7 modela u *.NEC formatu mogu se preuzeti, a detaljne dimenzije mogu se vidjeti (uključujući i kreiranje crteža) pomoću besplatnog 4NEC2 programa.

Odricanje od odgovornosti: 6 predstavljenih UHF-TV antena razvili su članovi foruma DigitalHome Canada uz korisničko vodstvo holl_ands I mclapp.

Dio VIII / Analiza dizajna industrijske antene

4-katne antene tipa ASP-8 stekle su široku popularnost u ZND.
Ove antene imaju mnogo modifikacija koje se malo razlikuju jedna od druge (u malim detaljima).
Starije antene su imale duže brkove na gornjem spratu (i bile su označene kao antene od 47-860 MHz).
Nove antene (koje su prodate 2017. godine) imaju nešto kraći gornji kat od starih, vjerovatno zbog boljeg učinka u UHF, gdje trenutno rade DVB-T/DVB-T2.

Za analizu, dimenzije su uzete iz takvog uzorka koji košta 3,6 dolara (cijena je ista kao i 3-elementna zatvorena Yagi Volna-1)

Antena ima sledeće elemente:
1) Reflektorski ekran 75x50 cm, širina središnjeg dijela 36 cm, bočne ivice 2x8 cm savijene 4,5 cm naprijed.
Ekran se sastoji od 2x6 horizontalnih provodnika prečnika 2,1 mm, svaka od dve grupe ima visinu od 33 cm, a između njih (u centralnom delu antene) razmak od 9 cm.
Pomak sita od vibratora - 85 mm

2) Razmak između brkova vibratora na sva 4 sprata je 34 mm (u središtima talasovodnih linija)

3) Gornji vibrator 4x254 mm brkovi prečnika 5 mm, sa uglom otvaranja od 45 stepeni

4) Tri donja sprata - vibratori 4x140 mm brkovi prečnika 4 mm, sa uglom otvaranja od 50 stepeni

5) Sabirni dvožični vod od čeličnih provodnika prečnika 2,1 mm, razmak između provodnika je 34 mm na ulaznim mestima u nosač vibratora. Prilikom ulaska u kutiju 30 mm odozdo i do 72 mm odozgo.

6) Razmak između spratova (1. - vrh): 1-2 = 183 mm, 2-3 = 192 mm, 3-4 = 178 mm

7) Dužina spojnih vodova: 200mm između 1-2 i 3-4. 84+132 = 223 mm između spratova 2-3. Priključci kutije za napajanje nalaze se 84 mm od vrha i 132 mm od dna.

8) Na svakom spratu je traverza sa 5 kratkih direktora.

9) Noseći greben antene je aluminijumski šuplji profil 12x6 mm na udaljenosti od 28 mm iza talasovoda

Recimo odmah da traverzi sa 5 direktora nemaju nikakav uticaj na antenu na frekvencijama do 900 MHz. Na frekvencijama iznad 800 MHz oni dodaju samo +0,1 dB usmjerenosti.
Njihova funkcija je isključivo dekorativna - uništavanje antene dodatnim mehaničkim opterećenjem i privlačenje ptica da unište antenu.

Predstavimo glavne komponente geometrije antene u talasnim dužinama, u različitim delovima deklarisanog radnog opsega

Dimenzije svih elemenata ove antene su krajnje čudne: dužina brkova, razmak između spratova, širina reflektora, namerno pomeranje (defaziranje) tačke napajanja.

Razmotrimo svojstva pojedinačnih vibratora (uzimajući u obzir uticaj sita).
Bay-1: Gornji dugi vibrator ima rezonantnu frekvenciju od 490 MHz i otpor od 850Ω. Druga rezonanca je na 780 MHz i otpor je 31Ω. Na frekvencijama ispod 300-320 MHz, otpornost na zračenje R je zanemarljiva, 320 MHz se može smatrati nižom radnom frekvencijom. Pojačanje ovog jednog sprata dostiže 10 dBi, ali je dijagram zračenja blago (1 dB) pomeren naniže za 30 stepeni, poput visećeg stomaka

Bay-2: Drugi vibrator odozgo ima rezonantnu frekvenciju od 780 MHz i otpor od 515Ω. Druga rezonanca je iznad 1000 MHz. Na frekvencijama ispod 460 MHz, otpor na zračenje R je zanemarljiv, 460 MHz se može smatrati nižom radnom frekvencijom. Pojačanje ovog sprata dostiže 11 dBi, ali je dijagram zračenja JAKO pomeren naniže za 35 stepeni. Pojačanje naprijed je samo 6 dBi, a prema dolje za 35 stepeni - do 11,1 dBi

Bay-3: Treći vibrator odozgo ima rezonantnu frekvenciju od 790 MHz i otpor od 620Ω. Druga rezonanca je iznad 1000 MHz. Na frekvencijama ispod 440 MHz otpornost na zračenje R je zanemarljiva; 440 MHz se može smatrati nižom radnom frekvencijom. Pojačanje ovog jednog sprata dostiže 10,6 dBi, oblik uzorka nije izobličen, već gleda unapred

Bay-4: Donji vibrator ima rezonantnu frekvenciju od 810 MHz i otpor od 570Ω. Druga rezonanca je iznad 1000 MHz. Na frekvencijama ispod 440 MHz otpornost na zračenje R je zanemarljiva; 440 MHz se može smatrati nižom radnom frekvencijom. Pojačanje ovog jednog sprata dostiže 9,6 dBi, oblik šablona je izobličen prema gore za 20 stepeni (2-3 dB jače nego napred). Drugi usmjereni mjehur je usmjeren prema dolje pod uglom od 30 stepeni.

Proizvođač je napravio vrlo čudan izbor dužine od 3 brka na 3 sprata - sa rezonancom blizu 800 MHz, a ne u sredini UHF opsega (u rasponu od 600...700 MHz).
Također vrlo čudan izbor razmaka podova i dužine sabirnih vodova. Dužina talasovoda koji se preklapaju je centrirana na 750 MHz. Na frekvenciji od 470 MHz, fazno kašnjenje u takvoj liniji je 112 umjesto 180 stepeni.

ASP-8, 3D, Gain, SWR, Pattern

Kao što vidite, parametri antene su vrlo nestabilni u širokom rasponu deklariranog frekvencijskog raspona. U nekim područjima, SWR podudaranje<2 (приемлимо), в некоторых КСВ=2...3.2 (приемлимо при нагрузке на МШУ, иначе в кабеле снижения резко растет затухание), а на 21-м канале (470 МГц) КСВ=3.6
Obrazac zračenja je također nestabilan i ima lokalne anomalije. Ovaj primjerak ima anomaliju na 565 MHz (+30/-40 MHz) - uzorak se raspada gore-dolje, zračenje naprijed je samo 5 dBi

Pored ove freeco antene, analiziraćemo i dvospratnu antenu ChannelMaster 4251, popularnu u Severnoj Americi.
Njegove dimenzije su znatno manje: 38x35 cm (nasuprot 75x50 cm)

CM4251, pojačanje, SWR, 3D

Pojačanje se glatko povećava od 8 do 10 dBi, uzorak je savršeno ravan, a SWR je umjeren. Nema rezonantnih anomalija između 400 i 900 MHz.
CM4251 s frontalnom projekcijom 2,8 puta manjom od one kod ASP-8, radi približno isto, ali bez anomalnih dijelova frekvencijskog odziva i bez SWR prenapona.

Obje antene su znatno inferiornije u odnosu na 2-spratne antene iz članka, optimizirane pomoću CAD-a.
Optimalne dimenzije za 2 sprata su 86x57 cm (86 - širina), ovaj ekran je nešto veći od onog kod "poljskog sušara", ali je okrenut na jednu stranu.
Pokušaji da se u takvom prostoru uklope 4 sprata su vrlo neuspješni i samo su marketinške prirode.
Američka verzija, iako nema izvanredno pojačanje, male je veličine.

Dio XIX / Proračun visoko usmjerene primopredajne antene

Konusni radijator sa reflektorom omogućava teoretski proizvodnju antena sa pojačanjem od oko 10 dBi za 1 sprat, 12-13 dBi za 2 sprata, 14-16 dBi za 4 sprata, 16-18 dBi za 6 spratova.
Kada radite s horizontalnom polarizacijom, uobičajena rešetka će imati vertikalni raspored. Sa 2 sprata, dijagram zračenja će biti isti i vertikalno i horizontalno: slabljenje 3 dB pod uglovima ±25 u bilo kom smeru od glavnog snopa.
Na 4 i 6 spratu selektivnost azimuta se ne menja, ali vertikalni snop postaje veoma uzak, tako da je pri 16 dBi slabljenje 3 dB već na ±8 stepeni vertikalno.

Prepoznatljive karakteristike primopredajnih antena od čisto prijemnih (televizijskih) antena su:
- otpor fidera 50Ω
- povećani zahtjevi za niskim SWR-om

Čisto prijemne antene su tolerantnije na neusklađenost (visok SWR) jer se gubici u kablu (uključujući dodatne gubitke od visokog SWR-a) mogu izravnati instaliranjem LNA direktno u antenu na terminalima vibratora.

Gubici snage signala na ulazu u LNA obično se procjenjuju ekvivalentnim povećanjem faktora šuma (pogoršanje SNR) zbog neusklađenosti.
Iz formule

dobijamo formulu
Nf (efektivna) = Nf (nominalna) + 10*log((2+SWR+1/SWR)/4)

SWR=2 i SWR=3 su ekvivalentni pogoršanju faktora šuma LNA za 0,5 i 1,25 dB, respektivno.

SWR se smatra prihvatljivim za SWR predajnike<2, а хорошим КСВ<1.5

Koristeći teorijsko znanje iz prethodnih poglavlja, pokušajmo da izračunamo dvospratni niz uobičajenog načina rada sa dobrim SWR-om za opterećenje od 50Ω.

Kao primjer, izaberimo opseg 821-894 MHz (858 ±37 MHz), u kojem radi standard CDMA2000/EV-DO.

Projektovaćemo antenu da radi na frekvencijama bliskim rezonantnim, jer sa velikim imaginarnim dijelom kompleksnog otpora, SWR će biti daleko od 1 čak i ako se fider uskladi sa kompleksnim otporom.

Stvarna otpornost na zračenje ® konusnog vibratora, kao što već znamo, je reda veličine 400-1000Ω i zavisi od tri glavna faktora:
- prečnik provodnika vibratora (jaka inverzna veza, što je provodnik deblji, to je niži R)
- udaljenost do reflektora (jaka direktna zavisnost, što je dalje od ekrana to je veći R)
- prisutnost drugih mrežnih vibratora u blizini (slaba ovisnost)

Ovaj red veličine R je veoma daleko od 50Ω, tako da je upotreba otpornog transformatora neizbežna.
Čak i ako je R=50Ω, i dalje je potrebno koristiti Bal-Un 1:1, jer Vibrator mašne je simetričan, a koaksijalni kabl za napajanje je asimetričan.
Najlakši način je korištenje kombiniranog BalUn transformatora.
Kada koristite transformator 4:1, potrebno je izračunati antenu sa izlazom od 200Ω, kada koristite transformator 6:1 - za 300Ω.

Prilikom dodavanja signala sa 2 kata na T-u, izlazni otpor niza je 2 puta manji od otpora podova. One. potrebno je izračunati jedan vibrator za 400Ω ili 600Ω.
Sabirni vodovi moraju imati isti otpor kao jedan vibrator, tj. 400Ω ili 600Ω, inače će djelovati kao transformatori sa nepredvidivim efektom.

Korištenje programa coax_calc hajde da pokušamo da simuliramo simetrični talasovod na 400Ω i 600Ω
Da biste dobili 600Ω, čak i sa tankim provodnikom d=1 mm, potreban je razmak od 74-75 mm. Ovo je i prilično veliki razmak (u odnosu na ukupnu širinu vibratora, oko 25-30 cm), i prilično tanak (nekrut) provodnik. Za tako veliko razdvajanje povećava se i zaštitna zona, gdje ne bi trebalo biti metalnih predmeta.

Za dobijanje 400Ω, dimenzije linija su prilično zgodne: razmak od 35 mm, sa žicom d=2,5 mm (žica od 5 mm2, uobičajena u elektrotehnici)

Opcija od 400Ω je takođe pogodnija, jer su baluni 4:1 široko dostupni po niskoj ceni, dok će balun 6:1 morati biti posebno napravljen.

Započnimo proračun sa ekranom širine 1λ na središnjoj frekvenciji (349 mm za 858 MHz)

Da biste smanjili otpor R na 400Ω, morate uzeti što deblji provodnik za vibrator, ili ukloniti vibrator sa ekrana. Radi tehnološke pogodnosti, izabrat ćemo promjer provodnika za brkove od 6 mm (ovo je promjer gornjih brkova u "poljskom sušilici"). S dužinom brkova od oko 13-15 cm, imat će dovoljnu krutost. Deblje cijevi od 10 mm bit će skuplje i manje pogodne za savijanje i pričvršćivanje.

Izrađujemo geometrijski model antene koji uključuje:
- ekran 1x1λ (od 21 horizontalnog provodnika, prečnika 2 mm, kao u pocinkovanoj građevinskoj mreži, nagiba 0,05λ)
- razmak između brkova vibratora je 35 mm
- vibrator za brkove prečnika 6 mm, i njegova zrcalna kopija na udaljenosti od 0,6λ (±0,3λ od centra ekrana)
- ugao brkova 33 stepena

U nekoliko iteracija biramo pomak sa ekrana da dobijemo R=400Ω na centralnoj frekvenciji (858 MHz), a nakon svake iteracije biramo dužinu brkova da dobijemo X=0Ω (napravimo imaginarni dio otpora 0, tj. podesiti antenu na rezonanciju)

Nakon 2-3 iteracije, dobijamo dužinu brkova od 0,4442λ (138,5 mm), pomak do reflektora od 0,2455λ (86 mm)

Provjeravamo impedanciju (R, Z), SWR u širokom frekventnom opsegu (za sada bez talasovoda, virtuelnim napajanjem vibratora sa dva izvora od 400Ω).

3D, Pattern, SWR

Dodaj oznake

svrha:

DA3000 Discone antena sadrži 16 uklonjivih elemenata različitih dužina koji su pričvršćeni na okomitu šipku. Osam horizontalnih igle formira disk, a osam kosih konus. Antena radi u opsegu od 25 do 2000 MHz sa kružnim dijagramom zračenja u horizontalnoj ravni i isporučuje se sa priključnim kablom i konektorima. Za proširenje frekvencijskog opsega, Diamondove D130 i D220 antene su dizajnirane kao kombinacija četvrttalasnih bič i diskon antena. Četvrtvalna antena, koja radi u donjem dijelu opsega, sadrži gornji vertikalni štap, produžni induktor i protuteg koji se sastoji od 6 kosih šipki.

Kako frekvencija raste, vertikalni pin se isključuje induktivnošću i diskon antena, koja se sastoji od šest horizontalnih (disk) i šest kosih (konus) pinova, počinje da radi. Antene D190 i D220 rade u opsegu od 25 - 1300 MHz, 100 - 1500 MHz i 100 - 1600 MHz, respektivno. Frekvencijski opseg antene D220 je u potpunosti u skladu sa mogućnostima širokopojasnih programabilnih RS/N i RS/N232 oscilatora.

Konstruktivno, antene D130, D220 i DA3000 izrađene su u obliku jarbola, na koji su pričvršćeni pin elementi. Kao rezultat toga, dimenzije antene tokom transporta su značajno smanjene. Povezujući koaksijalni 50-omski kablovi tipa RG58A/U ili RG188A/U dužine od 3,5 do 10 metara se spajaju na antenu i prijemnik preko visokofrekventnih MJ-MP konektora. Diamond također isporučuje razne elemente za montažu antena: magnetne baze, nosače, jarbole i drugu dodatnu opremu. Discone antene su dostupne po posebnoj narudžbi.

Glavne tehničke karakteristike:

Opseg radne frekvencije, (MHz) 25-2000
Karakteristična impedansa kabla, (Ohm) 50
Visina, (cm) 150
Prečnik, (cm) 170

Opis važeći od: 23.11.2006.

Da biste razjasnili tehničke karakteristike „16-elementne širokopojasne diskone antene u opsegu 25...2000 MHz „DA-3000““, kao i da biste dobili informacije o dostupnosti i uslovima isporuke, možete ispuniti obrazac za zahtjev u nastavku .

Pažnja! Oprema se isporučuje samo pravnim licima i to isključivo bankovnim transferom.