Palyginti su koaksialine antena, disko kūgio antena, taip pat turinti apskritą spinduliuotės modelį ir tą patį maitinimo būdą, turi žymiai didesnį pralaidumą. Palyginti su įprastu dipoliu, šios antenos stiprinimas yra -3 dB. Šis stiprinimo sumažėjimas neturėtų stebinti, nes disko kūgio antena turi tinkamą spinduliavimo modelį labai dideliu dažnių juostos plotiu. Diskinės kūgio antenos konstrukcija, parodyta Fig. 11-40, atsižvelgiant į nurodytus matmenis ir tiesioginį maitinimo šaltinį per bendraašį kabelį, kurio būdingoji varža yra 60 omų, pralaidumo juosta yra nuo 85 iki 500 MHz.

1 pav

Kūgis pagamintas rago pavidalu iš vario lakšto ar kitos medžiagos, kurią lengva lituoti. Maitinimo kabelis vedamas kūgio viduje, o jo išorinė pynė yra prilituota prie kūgio, o išvalyta 100 mm ilgio vidinės šerdies dalis prilituojama prie metalinio disko. Diskas laikomas horizontalioje padėtyje, naudojant izoliacines atramas.

Norint užmegzti tolimojo radijo ryšį 144-146 MHz diapazone ir ypač 420-425 MHz, reikia sutelkti elektromagnetinės energijos spinduliuotę siauro pluošto pavidalu ir nukreipti jį kuo arčiau horizonto. . Tuo pačiu metu taip pat būtina turėti galimybę užmegzti radijo ryšį su korespondentais, esančiais skirtingomis kryptimis nuo radijo stoties su stacionaria antena. Šiuo atveju antena turi turėti spinduliavimo piešinį vertikalioje plokštumoje pailgos aštuonių figūros pavidalu, o horizontalioje plokštumoje - apskritimo pavidalu. Panašią schemą galima gauti suprojektavus bikoninę anteną (2 pav.), kurią sudaro du metaliniai kūgiai, kurių vienas yra prijungtas prie kabelio vidurinės šerdies, o kitas - jo pynė. Tokios antenos trūkumas yra simetrinio sužadinimo poreikis.

2 pav

Plačiajuostei dvikūgio disko kūgio antena (3 pav.), kurioje diskas atlieka viršutinio kūgio vaidmenį, simetrinio sužadinimo nereikia. 1 lentelėje pateikti diskinių kūgių antenų, skirtų veikti mėgėjų juostose, matmenys.

1 lentelė
	Matmenys, mm
Veikimo diapazonas
dažnį MHz

Su pasirinktais antenos matmenimis darbus patartina atlikti žemiausių veikimo dažnių srityje, nes didėjant veikimo dažniui didėja kampas tarp didžiausios spinduliuotės krypties ir horizonto. Antena maitinama kabeliu, kurio būdinga varža yra apie 60-70 omų, be atitinkamų įrenginių. Diskas yra izoliuotas nuo kūgio, kurį galima įžeminti. Kad veiktų 38-40 MHz diapazone, kūgis ir diskas yra pagaminti iš 3 - 5 mm skersmens kaiščių (4 pav.). Didžiausias atstumas tarp kaiščių neturi viršyti 0,05 l.

Nusprendžiau nuodugniau išnagrinėti disko antenos veikimo klausimą, kad suprasčiau, ar tai tikrai man reikalingas pasirinkimas. Ir žinote, tai tikrai įdomi antena, kurią galima sukurti norint įgyti gerą potencialą. Galbūt eisiu tų, kurie kuria kompleksinio tipo antenas, keliu. Bet aš sumontuosiu tokią sudėtingą anteną vasarnamyje, man tiks antena su mažesniais reikalavimais.

Taigi, kokios mane dominančios antenos savybės:

• Apvalus spinduliavimo modelis,
• plačiajuostis ryšys,
• atsparumas vėjui,
• mažas medžiagų suvartojimas.

Anksčiau rašiau, kad galiu rinktis tarp log-periodinės ir diskinės kūgio antenos. Pagalvojau apie savo sprendimą ir padariau išvadą, kad mano specifinėms užduotims stebėti radijo transliacijas labiau tinka disko antena. O dėl konkrečios vasarnamio sklypo vietos, vasarnamyje man bus patogiau stebėti NOAA palydovus ir tolimuosius praėjimus CB ir dešimties metrų diapazone.

Taigi, kas yra disko antena? Kaip rodo pavadinimas, disko kūgio antena susideda iš disko (spinduliuojančio elemento) ir kūgio (atsvara spinduliuojančiam elementui). Šios antenos analizę pradėsiu nuo šios klasikinės versijos.

Dėl šios sudėtingos antenos formos susidaro klaidinga nuomonė, kad diskonuota antena turi horizontalią poliarizaciją. Tiesą sakant, šios antenos poliarizacija yra vertikali. Antena yra begalinis skaičius V formos antenų, pasvirusių į horizontą (aktyvusis elementas yra aukštyn, o atsvara žemyn). Jei dalis disko būtų viena antenos ranka, o kita - kita, tada poliarizacija būtų horizontali. Mūsų atveju vienas petys pasviręs horizontaliai, o kitas – kampu nuo horizonto iki žemės. Rezultatas yra spurgos formos spinduliuotės modelis.

Diskas ir kūgis yra geri, tačiau šis dizainas sukuria laukinį vėją. Todėl komercinėje plėtroje diskas ir kūgis pakeičiami vielos konstrukcija. Šis metodas leidžia sumažinti vėjo apkrovą, sumažinti gamybos proceso sąnaudas, sumažinti antenos gamybos medžiagų sąnaudas ir supaprastinti jos surinkimą. Ir būtent tokiu keliu eisiu kurdamas savo anteną.

Manipuliuojant disko ir kūgio medžiagomis ir struktūromis, sukuriamos įvairios disko-kūginės antenos. Viena iš labiausiai paplitusių disko antenų yra geležinkelio antena. Kaip pavyzdį apsvarstykite VIAM-RADIO anteną. Ši antena skirta dirbti su lokomotyvų radijo stotimis 151-156 MHz ir 307-344 MHz diapazonuose. Dėl didelio greičio ir reikalavimų stiprumo charakteristikoms antena buvo pagaminta suvirintos konstrukcijos su papildomais konstrukciją sutvirtinančiais elementais.

Lokomotyvo antena AL/23 diskinis kūgis

Yra alternatyvių būdų, kaip padidinti pralaidumą. Diapazonuose nuo šimtų iki tūkstančių megahercų diskinių kūgių antenų matmenys išlieka priimtini, tačiau dažniui mažėjant matmenys tampa nepatogūs tiek montavimui, tiek projektiniams skaičiavimams. Tačiau yra alternatyvi galimybė padidinti pralaidumą iki maždaug 25 MHz. Norėdami tai padaryti, prie disko (arba jį pakeičiančių laidininkų) prijungiamas papildomas kaištis, taip padidinant pralaidumą. Bet jei tik prijungsite kaištį, jo įtaka pablogins parametrus ir jis turėtų veikti tik „savo diapazone“. Norėdami tai padaryti, kaištis nupjaunamas nuo disko naudojant induktyvumą.

Tačiau ši parinktis iš karto paverčia anteną didele, be to, perdavimas negali būti atliekamas papildomame diapazone. Papildomas asortimentas pridedamas tik priėmimui. Tiesą sakant, tokia antena idealiai tinka skaitytuvams.

Kai tik paskaičiuosiu man reikalingus matmenis, juos paskelbsiu. Tada pradėsiu rinkti medžiagas šiai antenai pastatyti.

Taigi dviejų 2 mm skersmens laidininkų 25 mm atstumu su oro tarpu varža yra 386Ω

Paimkime kaip pavyzdį trumpą 0,3 λ liniją (tarkime, kad tai bus pusė optimalaus atstumo tarp aukštų, t. y. tai bus linijos ilgis nuo vieno iš aukštų iki papildomo trišakio iki tiektuvo ) ir pažiūrėkime, kaip jis transformuoja paties vibratoriaus atsparumą spinduliuotei diapazone

Palyginimui, viena linija yra 25/2 mm (386 Ω), antroji yra 25/1 mm (469 Ω), o trečioji yra dvigubai ilgesnė už 25/2 mm (386 Ω):

Mėlyna spalva (tiesioginė) rodo vidinę BowTie kūgio vibratoriaus varžą, kai tiektuvas yra tiesiogiai prijungtas.

Kaip matome, surinkimo linija turi labai didelę įtaką gaunamai varžai. Be to, transformacijos koeficientas mažiau priklauso nuo transformatoriaus varžos, o labiau nuo jo ilgio (bangos ilgio atžvilgiu). Nes Skirtingiems dažniams ta pati transformatoriaus dalis reiškia labai skirtingus ilgius.

Norėdami apskaičiuoti šį pasipriešinimą, yra formulė

Kai ZA=Z0, tai Zin=Z0. Linija, suderinta su šaltiniu, nekeičia gaunamos varžos.
Kitais atvejais Z0 dauginamas iš koeficiento, kuris priklauso nuo f*L (t.y. bangos ilgio) ir priklauso nuo ZA ir ZO

Surinkimo linijų ilgis fazės matricoje teoriškai gali būti bet koks (jeigu jis yra lygus, kad signalai atkeliautų tolygiu etapu ir sumuotų), tačiau dėl technologinių priežasčių racionalu juos atlikti trumpiausiu būdu, jungiant grindis tiesia linija. Taikant šį metodą, linijos ilgis bus nustatomas pagal optimalų atstumą tarp aukštų, o derinimą teks pagerinti tik keičiant linijos varžą: keičiant laidų skersmenį arba atstumą tarp jų.

Statant 3 ir daugiau aukštų, technologiškai labai nepraktiška daryti nepriklausomas linijas nuo kiekvieno kito aukšto iki sumatoriaus. Laimei, signalą iš gretimų aukštų galite pridėti tiesiai į kaimyno terminalus. Nes grindys yra maždaug 1/2λ atstumu tarpusavyje, tada einant išilgai surinkimo linijos, kurios ilgis yra 1/2λ, signalo fazė pasikeičia į priešingą 180 laipsnių kampu. Kad tokie signalai sumuotų ir vienas kito nepanaikintų, laidininkai turi būti sujungti priešfazėje. Visos grindys tarpusavyje sujungiamos tik priešfazėje, sutampančiomis linijomis. Išimtis yra tinklo maitinimo taškas (tiektuvas, balūnas), nes jis yra vienodu atstumu nuo grindų (nebūtinai trumpiausias kelias), tada signalas ant jo bus fazinis, kai prijungtas ne persidengęs, o tiesiogiai.

Bendrojo režimo antenos matricos spinduliuotės modelio (DP) formą lemia matricą sudarančių antenų raštas ir pačios matricos konfigūracija (eilučių skaičius, aukštų skaičius ir atstumai tarp jų).

Kai dvi vienakryptės antenos yra viena šalia kitos 1/2λ (tarp antenų ašių), modelis horizontalioje plokštumoje yra aštuonių figūrų formos, o iš šoninių krypčių, statmenų pagrindinei, nėra. Jei padidinsite atstumą tarp antenų, pagrindinės spinduliuotės skilties plotis mažėja, tačiau šoninės skiltys pasirodo su maksimumais statmenai pagrindinei.

Esant 0,6λ atstumui, šoninių skilčių lygis yra 0,31 pagrindinės skilties lygio, o modelio plotis esant pusei galios sumažėja 1,2 karto, palyginti su matrica, kai atstumas tarp antenų yra 2/ 2.

Esant 0,75λ atstumui, šoninių skilčių lygis padidėja iki 0,71 pagrindinės skilties lygio, o rašto plotis sumažėja 1,5 karto. 1λ atstumu šoninių skilčių lygis pasiekia pagrindinės skilties lygį, tačiau spinduliuotės modelio plotis sumažėja 2 kartus, palyginti su pusės bangos ilgio atstumu tarp antenų.

Iš šio pavyzdžio aišku, kad tikslingiau pasirinkti atstumus tarp antenų, lygius bangos ilgiui. Tai užtikrina didžiausią radiacijos modelio pagrindinės skilties susiaurėjimą. Nereikia nerimauti dėl šoninių skilčių buvimo, nes kai kryptinės antenos naudojamos kaip masyvo dalis, jos negauna signalų iš krypčių, statmenų pagrindinei.

Tai yra bendros rekomendacijos bet kokio tipo antenoms. Taip dažniausiai montuojamos antenos, kai jos sulenktos per koaksialinį kabelį. Savavališkai klojamos savavališko (to paties ilgio) lankstaus kabelio atkarpos. Atstumo tarp antenų keitimas nesutrikdo suderinimo ir sumavimo, todėl galite pasirinkti bet kokį atstumą nuo 0,5 iki 1λ.

Panagrinėkime konkretų 2 BowTie vibratorių su atšvaitu tinklelio modelį, priklausomai nuo atstumo tarp aukštų.

2 zonų spinduliuotės modelis, skirtas 0,4–1 λ vertikaliam kaminui

Dviejų aukštų kūginių antenų masyvei galite pasirinkti bet kokį atstumą nuo 0,4 iki 1 λ. Bet padidėjus tarpui virš 0,6λ, didėja ir ekrano dydis bei atraminės sijos ilgis, t.y. medžiagų suvartojimas, svoris didėja ir stiprumas blogėja, nepadidinant parametrų.

Be to, kaip jau matėme, neprilygstamos surinkimo linijos ilgio padidinimas labai paveikia jos transformacijos koeficientą. Todėl praktiniais sumetimais 2 aukštų tinkleliai projektuojami su minimaliu 0,5-0,6 λ atstumu.

3 ar daugiau aukštų signalus rinkti naudojant atskiras linijas (jos turi būti tarpe tarp vibratoriaus ir reflektoriaus, toliau nuo metalinių daiktų) nuo kiekvieno aukšto iki trišakio neracionalu, tačiau struktūriškai daug paprasčiau susumuoti gretimas grindis tiesiai į vibratorių. Jei atstumas nėra 0,5 λ kartotinis, signalo uždelsimas linijoje nebus kartotinis 180 laipsnių ir signalai nesudės fazės. Todėl tiesioginiam ryšiui trumpiausiu keliu tinka tik 0,5 arba 1λ atstumas. Esant 0,5 λ linijos turi persidengti (pasukti fazę 180 laipsnių), ties 1 λ tiesiogiai (be fazės sukimosi). Dėl praktinių priežasčių, aprašytų 2 aukštų tinkleliui, 1λ tarpas nenaudojamas.

VI dalis / Suderinimas naudojant varžos transformatorių

Norint paversti antenos varžą į tiektuvo varžą, naudojamos trijų tipų konstrukcijos:
1) Plačiajuosčiai transformatoriai su fiksuotu konversijos koeficientu. Paprastai jie atliekami ant ferito šerdies arba spausdinami ant mikrojuostelių (patch) linijų. Transformacijos santykį lemia apvijų konfigūracija ir jose esančių apsisukimų skaičiaus santykis.
2) Įvairios šunto grandinės su L ir C elementais.
3) Transformatoriai, naudojantys bangų linijų dalis

Plačiajuosčių transformatorių trūkumas yra jų gamybos kaina ir sunkumas gauti ne kelis (savavališkus) transformacijos koeficientus. Mažą kainą galima gauti tik masinės gamybos būdu, o tai reiškia ribotą asortimentą. Tik 4:1 balūnai gali būti vadinami de facto prieinamais. Būtinybė gaminti baluną skirtingu santykiu (6:1, 8:1) nutraukia tiek masinę gamybą, tiek naminius gaminius.

Šuntų grandinių trūkumai yra gamybos sudėtingumas (kaip ir nestandartinių balunų atveju), siauras pralaidumas ir poreikis pakoreguoti pavyzdį pagal instrumentus.

Bangų linijų atkarpos labai neapsunkina vibratoriaus konstrukcijos (gali būti jo struktūrinis tęsinys), supaprastina technologinį dėžės su balunu (arba kombinuota Balun + LNA plokšte) montavimą, perkeliant dėžę už vibratoriaus tarpo. . Jie gali būti suprojektuoti ir pagaminti taip, kad paverstų beveik bet kokią varžą į bet kokią, pasirenkant segmento ilgį ir savo varžą.

Leiskite mums išsamiau apsvarstyti pagrindinę varžų konvertavimo formulę, pateiktą ankstesniame skyriuje

Iš šios formulės matyti keletas pastebėjimų:

• Kai linijos ilgis yra 0 arba 1/2λ kartotinis, gauta varža yra lygi šaltinio varžai, linija nekeičia varžos, nes kampų, kurie yra 180 kartotiniai, liestinė yra lygi nuliui
• Kai linijos ilgis yra 1/4λ poslinkis nuo 1/2λ kartotinių, gaunamas pasipriešinimas pasikeičia maksimaliai, nes kampų 90 ir 270 liestinė linkusi į begalybę
• Linija, kurios varža lygi šaltinio varžai (suderinta), nekeičia gaunamos varžos jokiam linijos ilgiui
• Fiksuoto geometrinio ilgio linija plačioje dažnių juostoje elgsis skirtingai, kai keičiasi bangos ilgis. Jei, pasikeitus dažniui, linijos ilgis lambdomis artėja prie 0 arba yra 1/2λ kartotinis, tada linijos indėlis mažėja, jei ilgis artėja prie 1/4λ, linijos įnašas smarkiai padidėja. Ši savybė gali būti naudojama paties vibratoriaus varžai išlyginti

Sukurkime „Excel“, kad veiktų pagal šią formulę: goo.gl/w8z9U2 („Google“ dokumentai)

Tarkime, mūsų BowTie vibratoriaus varža Z = 750 +j0 pirmojo rezonanso dažniu.
Norėdami konvertuoti 750 omų į 300 (prijungimui prie 4:1 balun), galite naudoti simetrišką bangolaidį, kurio ilgis yra tik 0,1 λ (5 cm, kai dažnis yra 600 MHz), kurio varža yra 231 omas.
Naudodami aukščiau pateiktą skaičiuotuvą coax_calc galite pasirinkti vielos skersmens ir atstumo tarp jų derinį, kad gautumėte 231 omą.

VII dalis / Case Studies

Kūginių antenų taikymo sritis yra labai ribota. Esant žemesniems nei 300 MHz dažniams, tokios antenos yra nepriimtinai didelės, palyginti su pusės bangos dipoliu, kurio svyravimas yra 0,5 λ, palyginti su 1 λ.

Esant dažniams, viršijantiems 800 MHz, beveik nėra radijo technologijos, kur reikalingos labai kryptingos antenos. CDMA, GSM, GPS, LTE, WiFi reikalingos arba daugiakryptės antenos prie abonento, arba sektorinės antenos su aiškiai nuspėjama sektoriaus forma operatoriaus pusėje.
Tarp fiksuotojo ryšio korinio ryšio abonentų didelės krypties antenų paklausa yra nedidelė. Naudojant BowTie radiatorius, teoriškai galima pagaminti LTE-700, CDMA2000/LTE 800 Mhz, GSM/UMTS/LTE-900 ir CDMA2000/LTE 450 Mhz antenas. Pramonė tokių antenų negamino, bet VIII dalis bandysime sukonstruoti tokią anteną, tuo pačiu tikrindami, kiek efektyvi ir konkurencinga tokia konstrukcija.

Esant dažniams, viršijantiems 2 GHz, kūginės antenos gali būti gaminamos tik naudojant spausdintą metodą (mikrojuostos), palyginti su tokiais dažniais, nėra jokių pranašumų dėl parametrų ar dizaino ir gamybos paprastumo.

300–800 MHz diapazone veikia tik televizijos transliavimas: PAL/SECAM/NTSC (analoginis) arba DVB-T/T2/T2 HD (skaitmeninis).

Tai buvo abonentinių antenų, skirtų televizijos transliavimui, rinka, kuri atnešė kūgio antenos precedento neturintį populiarumą.

1960-aisiais tokios antenos užėmė didelę rinkos dalį geografiškai didelėse šalyse: Kanadoje ir JAV. Didelės teritorijos, dažniausiai plokščios, lėmė mažesnį televizijos bokštų statybos tankumą, palyginti su Europa. Dideliems aprėpties spinduliams reikėjo antenų, kurių stiprinimas padidintas 10...16 dB. Pasiekti tokį stiprinimą naudojant vieno banginio kanalo antenas yra labai problematiška, o 2–4 bangų kanalų antenų fazių masyvų naudojimas yra sudėtingas ir brangus, palyginti su daugiaaukštės kūginės antenos su reflektoriumi paprastumu.

Plačiausią tokių antenų pasiskirstymą Rytų Europoje palengvino daugybė mažos galios televizijos kanalų UHF diapazone (1-5 kW, palyginti su 20-25 kW trims centriniams televizijos kanalams), kurių priėmimui. reikalingos antenos, kurių stiprinimas 10+ dB, taip pat plačiajuostis ryšys su MV diapazono atkarpų fiksavimu (nors ir su mažu stiprėjimu), todėl nebereikėjo prižiūrėti papildomos MV antenos, papildomų laidų, stiprintuvų, kombainerių ir kt.

Skaitytojui pristatome 7 antenų dizainus, kruopščiai optimizuotus (modeliavimui naudojant Python scenarijus naudojant NEC variklį), kad būtų maksimaliai padidintas vidutinis stiprinimas 470-700 MHz diapazone (21-50 UHF kanalų) ir sumažintas vidutinis SWR (SWR). Nuo 2017 m. tokios antenos aktualios tik DVB-T/T2 priėmimui.

Be atšvaito:

1) 2 įlanka: 50x55 cm, ūsai 8x279 mm

Su atšvaitu/ekranu:

6) 4-ių skyrių: 102x86 cm
7) 6 skyrius: 152x84 cm

Gain, S.W.R.

Vidutinis antenos stiprinimas 470–700 MHz juostoje svyruoja nuo 7 iki 42 kartų arba nuo 8,5 iki 16,3 dBi.
Trečiasis stulpelis rodo priekinės projekcijos plotą m2, o paskutiniame stulpelyje rodomas specifinis padidėjimas, išreikštas 1 m2 priekinio ploto.

Palyginimui, specialiai tam pačiam diapazonui optimizuotos bangų kanalo antenos (Uda-Yagi) vidutinis stiprinimas yra 10 dBi (nuo 8,1 iki 12,1) 1R-5D konfigūracijoje (1 reflektorius, 5 režisieriai, kilpinis vibratorius, 624x293x45). mm) ir 12,7 dBi 2R-15D konfigūracijoje (2 atšvaitai, 15 krypčių, kilpinis vibratorius, L=1621 mm)

Išvados: Projektuojant antenas, kurių vidutinis stiprinimas yra iki 10 dBi, tradicinės bangų kanalų dipolio antenos yra paprastesnės, kompaktiškesnės, lengvesnės, lengviau gaminamos (tiek naminės, tiek pramoninės) ir patvaresnės. Jei reikalingas stiprinimas > 10 dBi, tada Uda-Yagi pridedant režisierius labai mažai padidėja kryptingumas (1R5D = 10 dBi, 2R10D = 11,5 dBi, 2R15D = 12,7 dBi), o net 2 aukštų kūginė antena su reflektoriumi suteikia vidutinis padidėjimas 13,1 dBi.

Kai reikalingas vidutinis 15-16 dBi stiprinimas, 4 ir 6 aukštų kūginėms antenoms alternatyvos nėra. Antenų, kurių stiprinimas yra 10–13 dB, segmente 2 aukštų kūgio antena yra kompaktiškesnė ir paprastesnė nei ilgųjų bangų kanalai su 10 ar daugiau režisierių).

Štai bendras septynių antenų vaizdas ir modelis aukščiau nurodyta tvarka:

3D vaizdas, raštas @ 600 MHz

1) 2 įlanka: 50x55 cm, ūsai 8x279 mm

2) 3 skyrius: 60x50 cm, ūsai 12x241 mm

3) 3 skyrių (1 mažas): 80x65 cm, ūsai 4x276, 4x302 ir 4x190 mm

4) 1 skyrius: 25x72 cm (50+2x12,5 cm šonai), ūsai 4x222 mm (iš pavyzdžio straipsnyje)

5) 2 įlankos: 86x57 cm, ūsai 4x254 mm

6) 4-ių skyrių: 102x86 cm

7) 6 skyrius: 152x84 cm

Visus 7 modelius *.NEC formatu galima atsisiųsti ir peržiūrėti detalius matmenis (įskaitant brėžinių kūrimą) naudojant nemokamą 4NEC2 programą.

Atsisakymas: 6 pateiktas UHF TV antenas sukūrė DigitalHome Canada forumo nariai, vadovaudamiesi naudotojo nurodymais holl_ands Ir mclap.

VIII dalis / Antenos pramoninio dizaino analizė

4 aukštų ASP-8 tipo antenos įgijo didelį populiarumą NVS šalyse.
Šios antenos turi daug modifikacijų, kurios šiek tiek skiriasi viena nuo kitos (mažomis detalėmis).
Senesnės antenos turėjo ilgesnius viršutinio aukšto ūsus (ir buvo pažymėtos kaip 47–860 MHz antenos).
Naujosios antenos (kurios parduodamos 2017 m.) turi šiek tiek trumpesnį viršutinį aukštą nei senosios, tikriausiai dėl geresnio veikimo UHF, kur šiuo metu veikia DVB-T/DVB-T2.

Analizei buvo paimti matmenys iš tokio mėginio, kainuojančio 3,6 USD (kaina tokia pati kaip 3 elementų patalpų Yagi Volna-1)

Antena turi šiuos elementus:
1) Atšvaitas ekranas 75x50 cm, centrinės dalies plotis 36 cm, šoniniai kraštai 2x8 cm išlenkti 4,5 cm į priekį.
Ekranas susideda iš 2x6 horizontalių laidininkų, kurių skersmuo yra 2,1 mm, kiekvienos iš dviejų grupių aukštis yra 33 cm, o tarp jų (centrinėje antenos dalyje) yra 9 cm tarpas.
Ekrano poslinkis nuo vibratorių - 85 mm

2) Atstumas tarp vibratorių ūsų visuose 4 aukštuose yra 34 mm (bangos laidų linijų centruose)

3) Viršutinis vibratorius 4x254 mm ūsai, kurių skersmuo 5 mm, atsidarymo kampas 45 laipsnių

4) Trys apatiniai aukštai - vibratoriai 4x140 mm ūsai, kurių skersmuo 4 mm, atidarymo kampas 50 laipsnių

5) Surenkama dviejų laidų linija, pagaminta iš plieninių 2,1 mm skersmens laidininkų, atstumas tarp laidininkų yra 34 mm vibratoriaus laikiklio įėjimo taškuose. Įeinant į maitinimo dėžutę 30 mm nuo apačios ir iki 72 mm iš viršaus.

6) Atstumas tarp grindų (1–viršus): 1–2 = 183 mm, 2–3 = 192 mm, 3–4 = 178 mm

7) Jungiamųjų linijų ilgis: 200 mm tarp 1-2 ir 3-4. 84+132 = 223 mm tarp 2-3 aukštų. Maitinimo dėžutės gnybtai yra 84 mm nuo viršaus ir 132 mm nuo apačios.

8) Kiekviename aukšte yra traversas su 5 trumpais režisieriais.

9) Atraminis antenos kraigas yra tuščiaviduris 12x6 mm aliuminio profilis 28 mm atstumu už bangolaidžių

Iš karto pasakykime, kad traversai su 5 režisieriais visai neveikia antenos iki 900 MHz dažnių. Esant dažniams, viršijantiems 800 MHz, jie prie kryptingumo prideda tik +0,1 dB.
Jų funkcija yra grynai dekoratyvinė – sunaikinti anteną papildomomis mechaninėmis apkrovomis ir pritraukti paukščius, kad jie sunaikintų anteną.

Pateiksime pagrindinius antenos geometrijos komponentus bangų ilgiais, skirtingose ​​deklaruojamo veikimo diapazono dalyse

Visų šios antenos elementų matmenys itin keisti: ūsų ilgis, tarpai tarp aukštų, reflektoriaus plotis, sąmoningas maitinimo taško poslinkis (defazavimas).

Panagrinėkime atskirų vibratorių savybes (atsižvelgiant į ekrano įtaką).
Bay-1: Viršutinio ilgio vibratoriaus rezonansinis dažnis yra 490 MHz, o varža - 850 Ω. Antrasis rezonansas yra 780 MHz, o varža yra 31Ω. Žemesniuose nei 300–320 MHz dažniuose 320 MHz spinduliavimo varža gali būti laikoma žemesniu veikimo dažniu. Šio vieno aukšto stiprinimas siekia 10 dBi, tačiau spinduliavimo modelis šiek tiek (1 dB) pasislenka 30 laipsnių žemyn, kaip kabantis pilvas.

Įlanka-2: Antrasis vibratorius iš viršaus turi 780 MHz rezonansinį dažnį ir 515Ω varžą. Antrasis rezonansas yra didesnis nei 1000 MHz. Žemesniuose nei 460 MHz dažniuose 460 MHz spinduliavimo varža gali būti laikoma žemesniu veikimo dažniu. Šio vieno aukšto stiprinimas siekia 11 dBi, tačiau spinduliuotės modelis STIPRIAI pasislenka žemyn 35 laipsniais. Stiprinimas į priekį yra tik 6 dBi, o žemyn 35 laipsniais - iki 11,1 dBi

Įlanka-3: Trečiojo vibratoriaus iš viršaus rezonansinis dažnis yra 790 MHz, o varža - 620 Ω. Antrasis rezonansas yra didesnis nei 1000 MHz. Žemesniuose nei 440 MHz dažniuose 440 MHz spinduliavimo varža gali būti laikoma žemesniu veikimo dažniu. Šio vieno aukšto stiprinimas siekia 10,6 dBi, rašto forma neiškreipta, bet žiūri į priekį

Įlanka-4: apatinio vibratoriaus rezonansinis dažnis yra 810 MHz, o varža - 570 Ω. Antrasis rezonansas yra didesnis nei 1000 MHz. Žemesniuose nei 440 MHz dažniuose 440 MHz spinduliavimo varža gali būti laikoma žemesniu veikimo dažniu. Šio vieno aukšto stiprinimas siekia 9,6 dBi, rašto forma į viršų iškreipiama 20 laipsnių (2-3 dB stipresnė nei į priekį). Antrasis krypties burbulas nukreiptas žemyn 30 laipsnių kampu.

Gamintojas labai keistai pasirinko 3 ūsų ilgį 3 aukštuose - su rezonansu netoli 800 MHz, o ne UHF diapazono viduryje (600...700 MHz diapazone).
Taip pat labai keistas grindų tarpų ir surinkimo linijų ilgių pasirinkimas. Bangolaidžių, kurie persidengia, ilgis yra 750 MHz centre. Esant 470 MHz dažniui, fazės vėlavimas tokioje linijoje yra 112, o ne 180 laipsnių.

ASP-8, 3D, stiprinimas, SWR, raštas

Kaip matote, antenos parametrai yra labai nestabilūs plačiame deklaruojamo dažnių diapazono diapazone. Kai kuriose srityse SWR suderinimas<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
Spinduliuotės modelis taip pat yra nestabilus ir turi vietinių anomalijų. Šiame pavyzdyje yra 565 MHz (+30/-40 MHz) anomalija – raštas suyra aukštyn ir žemyn, spinduliavimas į priekį yra tik 5 dBi

Be šios nemokamos antenos, mes analizuosime Šiaurės Amerikoje populiarią dviejų aukštų anteną ChannelMaster 4251.
Jo matmenys yra žymiai mažesni: 38x35 cm (palyginti su 75x50 cm)

CM4251, stiprinimas, SWR, 3D

Stiprinimas sklandžiai didėja nuo 8 iki 10 dBi, modelis yra visiškai plokščias, o SWR yra vidutinio sunkumo. Tarp 400 ir 900 MHz rezonansinių anomalijų nėra.
CM4251, kurio priekinė projekcija yra 2,8 karto mažesnė nei ASP-8, veikia maždaug taip pat, tačiau be anomalių dažnio atsako dalių ir be SWR šuolių.

Abi antenos yra žymiai prastesnės nei 2 aukštų antenos iš straipsnio, optimizuotos naudojant CAD.
Optimalūs 2 aukštų matmenys yra 86x57 cm (86 - plotis), šis ekranas yra šiek tiek didesnis nei „lenkiškos džiovyklės“, tačiau pasuktas į vieną pusę.
Bandymai tokioje zonoje sutalpinti 4 aukštus yra labai nesėkmingi ir yra tik marketinginio pobūdžio.
Amerikietiška versija, nors ir neturi išskirtinio stiprinimo, yra mažo dydžio.

XIX dalis / Labai kryptingos siųstuvo-imtuvo antenos skaičiavimas

Kūginis radiatorius su reflektoriumi leidžia teoriškai gaminti antenas, kurių stiprinimas yra apie 10 dBi 1 aukšte, 12-13 dBi 2 aukštams, 14-16 dBi 4 aukštams, 16-18 dBi 6 aukštams.
Dirbant su horizontalia poliarizacija, bendrojo režimo grotelės bus vertikaliai išdėstytos. Esant 2 aukštams, spinduliuotės modelis bus vienodas tiek vertikaliai, tiek horizontaliai: slopinimas 3 dB kampu ±25 bet kuria kryptimi nuo tolimojo pluošto.
4 ir 6 aukštuose azimuto selektyvumas nesikeičia, tačiau vertikalus spindulys tampa labai siauras, todėl esant 16 dBi slopinimas yra 3 dB jau esant ±8 laipsniams vertikaliai.

Skiriamieji siųstuvų-imtuvų antenų bruožai nuo grynai priėmimo (televizijos) antenų yra šie:
- tiektuvo varža 50Ω
- padidinti reikalavimai mažiems SWR

Grynai priimančios antenos yra labiau tolerantiškos neatitikimui (didelis SWR), nes kabelio nuostolius (įskaitant papildomus nuostolius dėl didelio SWR) galima išlyginti įrengiant LNA tiesiai į anteną vibratoriaus gnybtuose.

Signalo galios nuostoliai prie LNA įėjimo paprastai įvertinami pagal lygiavertį triukšmo koeficiento padidėjimą (SNR pablogėjimą) dėl neatitikimo.
Iš formulės

gauname formulę
Nf (efektyvus) = Nf (vardinis) + 10*log((2+SWR+1/SWR)/4)

SWR=2 ir SWR=3 atitinka LNA triukšmo koeficiento pablogėjimą atitinkamai 0,5 ir 1,25 dB.

SWR laikomas priimtinu SWR siųstuvams<2, а хорошим КСВ<1.5

Pasitelkę teorines žinias iš ankstesnių skyrių, pabandykime apskaičiuoti 2 aukštų bendrojo režimo masyvą su geru SWR 50Ω apkrovai.

Kaip pavyzdį pasirinkime 821-894 MHz (858 ±37 MHz) diapazoną, kuriame veikia CDMA2000/EV-DO standartas.

Suprojektuosime anteną veikti artimais rezonansiniams dažniais, nes esant didelei įsivaizduojamai kompleksinio pasipriešinimo daliai, SWR bus toli nuo 1, net jei tiektuvas bus suderintas su kompleksine varža.

Tikrasis kūgio vibratoriaus atsparumas spinduliuotei ®, kaip jau žinome, yra 400-1000Ω ir priklauso nuo trijų pagrindinių veiksnių:
- vibratoriaus laidininko skersmuo (stiprus atvirkštinis ryšys, kuo storesnis laidininkas, tuo mažesnis R)
- atstumas iki reflektoriaus (stipri tiesioginė priklausomybė, kuo toliau nuo ekrano, tuo didesnis R)
- netoliese yra kitų tinklelio vibratorių (silpna priklausomybė)

Ši R dydžio tvarka yra labai toli nuo 50Ω, todėl varžos transformatoriaus naudojimas yra neišvengiamas.
Net jei R=50Ω, vis tiek būtina naudoti Bal-Un 1:1, nes „BowTie“ vibratorius yra simetriškas, o bendraašis maitinimo kabelis – asimetriškas.
Lengviausias būdas yra naudoti kombinuotą BalUn transformatorių.
Naudojant 4:1 transformatorių, reikia skaičiuoti anteną su 200Ω išėjimu, naudojant 6:1 transformatorių - 300Ω.

Pridedant signalą iš 2 aukštų į trišakį, masyvo išėjimo varža yra 2 kartus mažesnė už grindų varžą. Tie. reikia skaičiuoti vieną vibratorių 400Ω arba 600Ω.
Surinkimo linijos turi būti tokios pat varžos kaip ir vieno vibratoriaus, t.y. 400Ω arba 600Ω, kitaip jie veiks kaip transformatoriai, kurių poveikis nenuspėjamas.

Programos naudojimas coax_calc pabandykime imituoti simetrišką bangolaidį esant 400Ω ir 600Ω
Norint gauti 600Ω, net ir esant plonam laidininkui d=1 mm, reikia 74-75 mm atstumo. Tai ir gana didelis atstumas (palyginus su visu vibratoriaus pločiu, apie 25-30 cm), ir gana plonas (nestandartas) laidininkas. Esant tokiam dideliam atskyrimui, padidėja ir apsauginė zona, kurioje neturėtų būti metalinių daiktų.

Norint gauti 400Ω, linijos matmenys yra gana patogūs: 35 mm atstumas, su laidu d=2,5 mm (5 mm2 laidas, įprastas elektrikoje)

400Ω variantas taip pat patogesnis, nes 4:1 balun yra plačiai prieinami už pigią kainą, o 6:1 baluną teks gaminti specialiai.

Skaičiavimą pradėkime nuo 1λ pločio ekrano centriniu dažniu (349 mm 858 MHz)

Norint sumažinti varžą R iki 400Ω, reikia paimti kuo storesnį vibratoriaus laidą arba nuimti vibratorių nuo ekrano. Technologiniam patogumui ūsų laidininko skersmenį parinksime 6 mm (toks yra viršutinių ūsų skersmuo „lenkų džiovintuve“). Kai ūsų ilgis yra apie 13–15 cm, jie bus pakankamai tvirti. 10 mm storio vamzdžiai bus brangesni, o juos lankstyti ir tvirtinti bus mažiau patogu.

Sukuriame geometrinį antenos modelį, kurį sudaro:
- Ekranas 1x1λ (iš 21 horizontalaus laidininko, 2 mm skersmens, kaip ir cinkuoto konstrukcinio tinklelio, kurio žingsnis 0,05 λ)
- tarpas tarp vibratoriaus ūsų yra 35 mm
- 6 mm skersmens ūsų vibratorius ir jo veidrodinė kopija 0,6λ (±0,3λ atstumu nuo ekrano centro)
- ūsų kampas 33 laipsniai

Keliomis iteracijomis ekrane pasirenkame poslinkį, kad gautume R=400Ω esant centriniam dažniui (858 MHz), o po kiekvienos iteracijos pasirenkame ūsų ilgį, kad gautume X=0Ω (įsivaizduojamąją varžos dalį padarykite 0, t.y. sureguliuokite anteną pagal rezonansą)

Po 2–3 pakartojimų gauname 0,4442 λ (138,5 mm) ūsų ilgį, o reflektoriaus poslinkį 0,2455 λ (86 mm)

Tikriname varžą (R, Z), SWR plačiame dažnių diapazone (kol kas be bangolaidžių, su virtualiu vibratorių maitinimu su dviem 400Ω šaltiniais).

3D, raštas, SWR

Pridėti žymes

Paskirtis:

DA3000 Discone antenoje yra 16 nuimamų įvairaus ilgio plakinių elementų, pritvirtintų prie vertikalaus stulpo. Aštuoni horizontalūs kaiščio elementai sudaro diską, o aštuoni pasvirę – kūgį. Antena veikia diapazone nuo 25 iki 2000 MHz su apskrito spinduliavimo modeliu horizontalioje plokštumoje ir tiekiama su jungiamuoju kabeliu ir jungtimis. Siekiant išplėsti dažnių diapazoną, Diamond's D130 ir D220 antenos yra sukurtos kaip ketvirčio bangos ir disko antenų derinys. Ketvirčio bangos antena, kuri veikia apatinėje diapazono dalyje, turi viršutinį vertikalų strypą, prailginimo induktorių ir atsvarą, susidedantį iš 6 pasvirusių strypų.

Didėjant dažniui, vertikalus kaištis išjungiamas induktyvumu ir pradeda veikti disko antena, susidedanti iš šešių horizontalių (diskinių) ir šešių pasvirusių (kūginių) kaiščių. Antenos D190 ir D220 veikia atitinkamai 25 - 1300 MHz, 100 - 1500 MHz ir 100 - 1600 MHz diapazonuose. Visų pirma D220 antenos dažnių diapazonas visiškai atitinka plačiajuosčio programuojamo RS/N ir RS/N232 osciliatorių galimybes.

Struktūriškai D130, D220 ir DA3000 antenos yra pagamintos stiebo pavidalu, prie kurio prisukami kaiščių elementai. Dėl to antenos matmenys transportavimo metu žymiai sumažėja. Jungiamieji koaksialiniai 50 omų RG58A/U arba RG188A/U tipo kabeliai, kurių ilgis nuo 3,5 iki 10 metrų, jungiami prie antenos ir imtuvo per aukšto dažnio MJ-MP jungtis. Diamond taip pat tiekia įvairius antenos tvirtinimo elementus: magnetinius pagrindus, laikiklius, stiebus ir kitus priedus. Discone antenos yra prieinamos pagal specialų užsakymą.

Pagrindinės techninės charakteristikos:

Darbinių dažnių diapazonas, (MHz) 25-2000
Būdinga kabelio varža, (omų) 50
Aukštis, (cm) 150
Skersmuo, (cm) 170

Aprašymas dabartinis: 2006-11-23.

Norėdami išsiaiškinti „16 elementų plačiajuosčio disko antenos 25...2000 MHz diapazone „DA-3000“ technines charakteristikas, taip pat gauti informacijos apie prieinamumą ir pristatymo sąlygas, galite užpildyti žemiau esančią užklausos formą. .

Dėmesio! Įranga tiekiama tik juridiniams asmenims ir tik banko pavedimu.