Antenă disco-con. Schema, descriere. BowTie Cone Antena Teoria Specificații principale

Am decis să studiez mai profund problema cum funcționează o antenă discone pentru a înțelege dacă este într-adevăr alegerea de care am nevoie. Și știți, aceasta este o antenă cu adevărat interesantă care poate fi dezvoltată pentru a obține un potențial bun.

Poate voi urma calea celor care proiectează antene de tip complex.

• Dar voi instala o antenă atât de complexă la dacha din oraș, mi se va potrivi o antenă cu mai puține cerințe.
• Deci, care sunt caracteristicile antenei care mă interesează:
• Model circular de radiație,
• bandă largă,

rezistenta la vant, consum redus de material. Mai devreme am scris că aveam de ales între o antenă log-periodică și o antenă disc-con.

M-am gândit la decizia mea și am ajuns la concluzia că pentru sarcinile mele specifice de monitorizare a emisiunilor radio, o antenă discone este mai potrivită. Și datorită locației specifice

cabana de vara , la dacha îmi va fi mai convenabil să monitorizez sateliții NOAA și trecerile pe distanțe lungi în intervalul CB și zece metri. Deci, ce este o antenă discone? După cum sugerează și numele, o antenă disc-con constă dintr-un disc (element radiant) și un con (contragreutate la elementul radiant). Voi începe analiza acestei antene cu această versiune clasică.

Această formă complicată de antenă duce la opinie eronată că o antenă discone are polarizare orizontală. De fapt, polarizarea acestei antene este verticală. Antena este un număr infinit de antene în formă de V înclinate spre orizont (elementul activ este sus și contragreutatea este în jos). Dacă o parte a discului ar fi un braț al antenei și celălalt celălalt, atunci polarizarea ar fi orizontală. În cazul nostru, un umăr este înclinat orizontal, iar celălalt într-un unghi de la orizont la sol. Rezultatul este un model de radiație în formă de gogoașă.

Prin manipularea materialelor și structurilor discului și conului, sunt create mase de diferite antene disc-con. Una dintre cele mai comune antene discone este antena feroviară. Ca exemplu, luați în considerare antena de la VIAM-RADIO. Această antenă este proiectată să funcționeze cu stații radio de locomotivă în intervalele 151-156 MHz și 307-344 MHz. Din cauza viteze mariși cerințele pentru caracteristicile de rezistență, antena a fost realizată sub forma unei structuri sudate cu elemente suplimentare care întăresc structura.

Antena locomotiva AL/23 disc-con

Există abordări alternative pentru a crește lățimea de bandă. În intervalele de la sute la mii de megaherți, dimensiunile antenelor disc-con rămân acceptabile, dar pe măsură ce frecvența scade, dimensiunile devin incomode atât pentru instalare, cât și pentru calculele de proiectare.

Dar există o opțiune alternativă pentru a crește lățimea de bandă la aproximativ 25 MHz. Pentru a face acest lucru, un pin suplimentar este conectat la disc (sau conductorii care îl înlocuiesc), crescând astfel lățimea de bandă. Dar dacă conectați doar pinul, influența acestuia va înrăutăți parametrii și ar trebui să funcționeze doar pe „propria sa gamă”.

Pentru a face acest lucru, pinul este tăiat de pe disc folosind inductanță.

Dar această opțiune transformă imediat antena într-una mare și, în plus, transmisia nu poate fi efectuată în intervalul suplimentar. O bucată suplimentară de gamă este adăugată numai pentru recepție. De fapt, o astfel de antenă este ideală pentru scanere.

Imediat ce calculez dimensiunile de care am nevoie, le voi publica. Apoi voi începe să adun materiale pentru a construi această antenă.

Conul este realizat sub forma unui corn dintr-o foaie de cupru sau alt material care este ușor de lipit. Cablul de alimentare este trecut în interiorul conului și împletitura sa exterioară este lipită de con, iar o secțiune curățată a miezului interior de 100 mm lungime este lipită pe un disc metalic. Discul este ținut în poziție orizontală folosind suporti izolatori.

Pentru a stabili comunicații radio la distanță lungă în intervalele 144-146 MHz și mai ales la 420-425 MHz, este necesar să se concentreze radiația de energie electromagnetică sub formă de fascicul îngust și să o direcționeze cât mai aproape de orizont. . Totodată, este necesar să se poată stabili comunicații radio cu corespondenți aflați în direcții diferite față de postul de radio cu antenă fixă. În acest caz, antena trebuie să aibă un model de radiație în plan vertical sub forma unei figuri alungite opt, iar în plan orizontal - sub formă de cerc. O diagramă similară poate fi obținută prin proiectarea unei antene biconice (Fig. 2), care constă din două conuri metalice, dintre care unul este conectat la miezul de mijloc al cablului, iar la celălalt împletitura sa. Dezavantajul unei astfel de antene este necesitatea excitației simetrice.

Puc.2

O antenă disc-con biconică de bandă largă (Fig. 3), în care discul joacă rolul conului superior, nu necesită excitație simetrică. Tabelul 1 prezintă dimensiunile antenelor disc-con proiectate pentru funcționarea în benzile de amatori.

Tabelul 1

Gama de frecvență de operare, MHz	Dimensiuni, mm

Cu dimensiunile antenei selectate, este recomandabil să lucrați în zona celor mai joase frecvențe de operare, deoarece pe măsură ce frecvența de funcționare crește, unghiul dintre direcția radiației maxime și orizont crește. Antena este alimentată de un cablu cu o impedanță caracteristică de aproximativ 60-70 ohmi fără dispozitive potrivite. Discul este izolat de con, care poate fi împământat. Pentru a funcționa în intervalul 38-40 MHz, conul și discul sunt realizate din știfturi cu un diametru de 3 - 5 mm (Fig. 4). Distanța maximă dintre pini nu trebuie să depășească 0,05 L.

Puc.3,4

Literatură:

1. K. Rothhammel. Antene. Moscova „Energie”. 1979
2. F. Burdeyny și alții Shortwave Directory. De la DOSAAF, Moscova. 1959

Deci, doi conductori cu un diametru de 2 mm la o distanță de 25 mm cu un spațiu de aer au o rezistență de 386Ω

Să luăm ca exemplu o linie scurtă de 0,3λ (privind înainte, să presupunem că aceasta va fi jumătate din distanța optimă de separare dintre etaje, adică aceasta va fi lungimea liniei de la unul dintre etaje până la tee-ul de adăugare la alimentator ) și să vedem cum transformă rezistența la radiații proprie a vibratorului în intervalul de frecvență

O linie este de 25/2 mm (386Ω), a doua este de 25/1 mm (469Ω), iar a treia este de două ori mai lungă decât 25/2 mm (386Ω) pentru comparație:

Culoarea albastră (Direct) indică rezistența complexă intrinsecă a vibratorului cu con BowTie la conexiune directă alimentator

După cum putem vedea, linia de colectare are o influență foarte puternică asupra impedanței rezultate. Mai mult decât atât, coeficientul de transformare depinde într-o măsură mai mică de rezistența transformatorului, și mai mult de lungimea acestuia (față de lungimea de undă). Deoarece Pentru frecvențe diferite, aceeași secțiune a transformatorului reprezintă lungimi foarte diferite.

Pentru a calcula această rezistență există o formulă

Când ZA=Z0, atunci Zin=Z0. O linie potrivită cu sursa nu modifică impedanța rezultată.
În alte cazuri, Z0 este înmulțit cu un coeficient care depinde de f*L (adică, lungimea de undă) și depinde de ZA și ZO

Lungimea liniilor colectoare într-o matrice în fază poate fi teoretic orice (atâta timp cât este egală, astfel încât semnalele să ajungă în fază și să se adună), dar din motive tehnologice este rațional să le efectuăm în cel mai scurt posibil, conectând podelele în linie dreaptă. Cu această abordare, lungimea liniei va fi stabilită pe baza distanței optime dintre etaje, iar potrivirea va trebui îmbunătățită doar prin variarea rezistenței liniei: modificarea diametrului conductorilor sau a distanței dintre ele.

Când construiți 3 sau mai multe etaje, este foarte imposibil din punct de vedere tehnologic să faceți linii independente de la fiecare etaj următor până la sumator. Din fericire, puteți adăuga semnalul de la etajele învecinate direct la terminalele vecinului. Deoarece podelele sunt situate aproximativ la o lungime de 1/2λ între ele, apoi la trecerea de-a lungul unei linii colectoare cu o lungime de 1/2λ, faza semnalului se schimbă în sens opus cu 180 de grade. Pentru ca astfel de semnale să se însumeze și să nu se anuleze reciproc, conductorii trebuie să fie conectați în antifază. Toate etajele sunt conectate între ele doar în antifază, cu linii suprapuse. Excepție este punctul de alimentare al rețelei (feeder, balun), deoarece este situat la o distanță egală de etaje (nu neapărat calea cea mai scurtă), atunci semnalul de pe acesta va fi în fază atunci când este conectat nu suprapus, ci direct.

Forma modelului de radiație (DP) al unei rețele de antene în mod comun este determinată de modelul antenelor care alcătuiesc rețeaua și de configurația rețelei în sine (numărul de rânduri, numărul de etaje și distanțele dintre ele).

Cu două antene omnidirecționale așezate una lângă alta la 1/2λ (între axele antenelor), modelul în plan orizontal are forma unei figuri de opt și nu există recepție din direcții laterale perpendiculare pe cea principală. Dacă măriți distanța dintre antene, lățimea lobului principal al modelului de radiație scade, dar lobii laterali apar cu maxime în direcții perpendiculare pe cel principal.

La o distanță de 0,6λ, nivelul lobilor laterali este de 0,31 din nivelul lobului principal, iar lățimea modelului la jumătate de putere este redusă de 1,2 ori față de matricea cu o distanță între antene egală cu 2/ 2.

La o distanță de 0,75λ, nivelul lobilor laterali crește la 0,71 din nivelul lobului principal, iar lățimea modelului scade de 1,5 ori. La o distanță de 1λ, nivelul lobilor laterali atinge nivelul lobului principal, dar lățimea diagramei de radiație este redusă cu un factor de 2 față de distanța dintre antene de jumătate de lungime de undă.

Din acest exemplu este clar că este mai oportun să alegeți distanțe între antene egale cu lungimea de undă. Aceasta asigură cea mai mare îngustare a lobului principal al diagramei de radiație. Nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la prezența lobilor laterali, deoarece atunci când antenele direcționale sunt utilizate ca parte a unei matrice, acestea nu primesc semnale din direcții perpendiculare pe cea principală.

Acest recomandari generale, pentru orice tip de antene. Așa se montează de obicei antenele atunci când sunt pliate printr-un cablu coaxial. Secțiunile de cablu flexibil de lungime arbitrară (atât timp cât aceeași) sunt așezate într-un mod arbitrar. Modificarea distanței dintre antene nu perturbă în niciun fel potrivirea și însumarea, așa că puteți alege orice distanță de la 0,5 la 1λ.

Să luăm în considerare un model specific al unei rețele de 2 vibratoare BowTie cu un reflector, în funcție de distanța dintre podele.

Model de radiație cu 2 locații pentru stiva verticală de 0,4 - 1λ

Pentru o serie de antene cu 2 etaje, puteți alege orice distanță de la 0,4 la 1λ. Dar pe măsură ce distanța crește dincolo de 0,6λ, dimensiunea ecranului și lungimea grinzii de susținere cresc și ele, adică consumul de material, greutatea crește și rezistența se deteriorează, fără a crește parametrii.

În plus, după cum am văzut deja, creșterea lungimii unei linii de colectare de neegalat afectează semnificativ raportul de transformare al acesteia. Prin urmare, din motive practice, grilele cu 2 etaje sunt proiectate cu o distanță minimă de 0,5-0,6λ.

Pentru 3 sau mai multe etaje, este irațional să colectați semnale folosind linii individuale (ar trebui să fie în spațiul dintre vibrator și reflector, departe de obiecte metalice) de la fiecare etaj până la tee, dar este mult mai simplu din punct de vedere structural să însumați etajele adiacente direct la vibrator. Dacă distanța nu este un multiplu de 0,5λ, atunci întârzierea semnalului în linie nu va fi un multiplu de 180 de grade și semnalele nu se vor aduna în fază. Prin urmare, pentru o conexiune directă de-a lungul drumului cel mai scurt, este potrivită doar o distanță de 0,5 sau 1λ. La 0,5λ liniile ar trebui să se suprapună (pentru a roti faza cu 180 de grade), direct la 1λ (fără rotație de fază). Din motive practice descrise pentru o grilă cu 2 etaje, nu se utilizează o distanță de 1λ.

Partea VI / Potrivirea folosind un transformator de impedanță

Pentru a converti rezistența antenei în rezistență de alimentare, sunt utilizate trei tipuri de structuri:
1) Transformatoare de bandă largă cu un factor de conversie fix. Acestea sunt de obicei efectuate pe miezuri de ferită sau imprimate pe linii de microbandă (petice). Raportul de transformare este determinat de configurația înfășurărilor și raportul dintre numărul de spire din ele.
2) O mare varietate de circuite de derivație cu elemente L și C.
3) Transformatoare care utilizează secțiuni de linii de undă

Dezavantajul transformatoarelor de bandă largă este costul fabricării lor și dificultatea de a obține rapoarte de transformare nemultiple (arbitrare). Costul scăzut poate fi obținut doar prin producție în masă, ceea ce înseamnă pentru o gamă limitată. Doar balunurile 4:1 pot fi numite disponibile de facto. Necesitatea de a produce un balun într-un raport diferit (6:1, 8:1) pune capăt atât producției de masă, cât și produselor de casă.

Dezavantajele circuitelor de șunt sunt complexitatea producției (ca și în cazul balun-urilor non-standard), lățimea de bandă îngustă și necesitatea de a ajusta proba în funcție de instrumente.

Segmentele de linii de undă nu complică foarte mult proiectarea vibratorului (pot fi continuarea lui constructivă), ele simplifică instalatie tehnologica cutii cu un balun (sau o placă combinată Balun+LNA) prin mutarea cutiei dincolo de spațiul vibratorului. Ele pot fi proiectate și fabricate pentru a converti aproape orice rezistență în oricare prin selectarea lungimii segmentului și a propriei rezistențe.

Să luăm în considerare mai detaliat formula fundamentală pentru transformarea rezistențelor dată în secțiunea anterioară

Din această formulă rezultă o serie de observații:

• Când lungimea liniei este 0 sau un multiplu de 1/2λ, rezistența rezultată este egală cu rezistența sursei, linia nu modifică impedanța deoarece tangentea unghiurilor care sunt multipli de 180 este zero.
• Cu o lungime a liniei cu o deplasare de 1/4λ de la multipli de 1/2λ, rezistența rezultată se modifică maxim, deoarece tangentea unghiurilor 90 și 270 tinde spre infinit
• O linie cu o rezistență egală cu rezistența sursei (potrivită) nu modifică impedanța rezultată pentru nicio lungime de linie
• O linie cu o lungime geometrică fixă ​​se va comporta diferit pe o bandă largă de frecvență pe măsură ce lungimea de undă se modifică. Dacă, cu o modificare a frecvenței, lungimea liniei în lambda se apropie de 0 sau este un multiplu de 1/2λ, atunci contribuția liniei scade dacă lungimea se apropie de 1/4λ, contribuția liniei crește brusc; Această proprietate poate fi utilizată pentru a egaliza impedanța proprie a vibratorului

Să creăm Excel pentru a funcționa cu această formulă: goo.gl/w8z9U2 (Google Docs)

Să presupunem că vibratorul nostru BowTie are o rezistență de Z = 750 +j0 la frecvența primei rezonanțe.
Pentru a converti 750 ohmi la 300 (pentru conectarea la un balun 4:1), puteți utiliza un ghid de undă simetric cu o lungime de numai 0,1λ (5 cm pentru o frecvență de 600 MHz) cu o rezistență de 231 ohmi.
Folosind calculatorul de mai sus coax_calc puteți selecta o combinație de diametrul firului și distanța dintre ele pentru a obține 231 ohmi.

Partea VII / Studii de caz

Domeniul de aplicare al antenelor cu con este foarte limitat. La frecvențe sub 300 MHz, astfel de antene au dimensiuni inacceptabil de mari în comparație cu un dipol cu ​​jumătate de undă, care are o oscilație de 0,5λ față de 1λ.

La frecvențe de peste 800 MHz nu există aproape nicio tehnologie radio care să aibă nevoie de antene cu direcție puternică. CDMA, GSM, GPS, LTE, WiFi necesită fie antene omnidirecționale la abonat, fie antene sectoriale cu o formă de sector clar previzibilă din partea operatorului.
Există o cerere mică pentru antene cu direcție puternică în rândul abonaților de telefonie fixă comunicatii celulare. Folosind radiatoare BowTie, teoretic este posibil să se producă antene LTE-700, CDMA2000/LTE 800 Mhz, GSM/UMTS/LTE-900 și CDMA2000/LTE 450 Mhz. Industria nu producea astfel de antene, dar Partea a VIII-a vom încerca să construim o astfel de antenă, verificând în același timp cât de eficient și competitiv este un astfel de design.

La frecvențe de peste 2 GHz, antenele conice pot fi fabricate doar folosind o metodă tipărită (microstrip) nu există avantaje în parametri sau ușurință în proiectare și fabricare în comparație cu antenele cu patch la astfel de frecvențe;

În intervalul între 300 și 800 MHz, funcționează doar transmisia de televiziune: PAL/SECAM/NTSC (analogic) sau DVB-T/T2/T2 HD (digital).

Piața antenelor pentru abonați pentru difuzarea TV a fost cea care a adus antenelor conice o popularitate fără precedent.

În anii 1960, astfel de antene au câștigat o cotă mare de piață în țările mari din punct de vedere geografic: Canada și Statele Unite. Suprafețele mari, în mare parte plate, au dus la o densitate mai mică a construcției de turnuri de televiziune în comparație cu Europa. Pentru raze mari de acoperire au fost necesare antene cu amplificare crescută de 10...16 dB. Realizarea unei astfel de amplificari de la antene cu un singur canal de undă este foarte problematică, iar utilizarea rețelelor în fază de antene cu 2-4 canale de undă este dificilă și costisitoare, în comparație cu simplitatea unei antene cu mai multe etaje cu un reflector.

Cea mai largă distribuție a unor astfel de antene în Europa de Est a contribuit la apariție cantitate mare canale TV de putere redusă în gama UHF (1-5 kW față de 20-25 kW pentru trei canale de televiziune centrală), a căror recepție necesită antene cu un câștig de 10+ dB, precum și bandă largă cu captură (deși cu amplificare redusă) din gama secțiunilor HF, ceea ce a eliminat necesitatea menținerii unei antene MV suplimentare, cabluri suplimentare, amplificatoare, combinatoare etc.

Prezentăm cititorului 7 modele de antene, atent optimizate (folosind scripturi Python folosind motorul NEC pentru modelare) pentru a maximiza câștigul mediu în intervalul 470-700 MHz (21-50 canale UHF) și a minimiza SWR (SWR) mediu. Din 2017, astfel de antene sunt relevante doar pentru recepția DVB-T/T2.

Fara reflector:

1) 2-Bag: 50x55 cm, mustață 8x279 mm

Cu reflector/ecran:

6) 4-Log: 102x86 cm
7) 6-Log: 152x84 cm

Câștig, S.W.R.

Câștigul de antenă în medie în banda de 470-700 MHz variază de la 7 la 42 de ori sau de la 8,5 la 16,3 dBi.
A treia coloană arată aria de proiecție frontală în m2, iar ultima coloană arată câștigul specific, în timpi pe 1 m2 de suprafață frontală.

Spre comparație, antena canalului de undă (Uda-Yagi), special optimizată pentru aceeași gamă, are un câștig mediu de 10 dBi (de la 8,1 la 12,1) în configurația 1R-5D (1 reflector, 5 directori, vibrator buclă, 624x293x45). mm) și 12,7 dBi în configurație 2R-15D (2 reflectoare, 15 directori, vibrator buclă, L=1621 mm)

Concluzii: Când se proiectează antene cu un câștig mediu de până la 10 dBi, antenele tradiționale cu canale de undă sunt mai simple, mai compacte, mai ușoare, mai ușor de fabricat (atât de casă, cât și industriale) și mai durabile. Dacă este necesar un câștig >10 dBi, atunci adăugarea directorilor la Uda-Yagi adaugă foarte puțin la directivitate (1R5D = 10 dBi, 2R10D = 11,5 dBi, 2R15D = 12,7 dBi), în timp ce chiar și o antenă cu 2 etaje cu reflector oferă o câștig mediu de 13,1 dBi .

Când este necesar un câștig mediu de 15-16 dBi, nu există nicio alternativă la antenele cu 4 și 6 etaje. În segmentul antenelor cu un câștig de 10-13 dB, o antenă conică cu 2 etaje este mai compactă și mai simplă decât canalele cu unde lungi cu 10 sau mai mulți directori).

Aici vedere generalăși modelele celor șapte antene, în ordinea numerotată mai sus:

Vedere 3D, model @ 600 MHz

1) 2-Bag: 50x55 cm, mustață 8x279 mm

2) 3-locuri: 60x50 cm, mustață 12x241 mm

3) 3 locașuri (1 mic): 80x65 cm, mustață 4x276, 4x302 și 4x190 mm

4) 1-Bag: 25x72 cm (50+2x12,5 cm laturi), mustață 4x222 mm (din exemplul din articol)

5) 2-Bag: 86x57 cm, mustață 4x254 mm

6) 4-Log: 102x86 cm

7) 6-Log: 152x84 cm

Toate cele 7 modele în format *.NEC pot fi descărcate și vizualizate dimensiuni detaliate(inclusiv crearea de desene as-built) folosind programul gratuit 4NEC2.

Disclaimer: Cele 6 antene UHF-TV prezentate au fost dezvoltate de membrii forumului DigitalHome Canada cu îndrumări ale utilizatorului hol_andsŞi mclapp.

Partea VIII / Analiza unui proiect de antenă industrială

Antenele cu 4 etaje de tip ASP-8 au câștigat o mare popularitate în CSI.
Aceste antene au multe modificări care diferă ușor unele de altele (în mici detalii).
Antenele mai vechi aveau mustăți mai lungi la ultimul etaj (și erau etichetate ca antene de 47-860 MHz).
Noile antene (care se vând în 2017) au un etaj ceva mai scurt decât cele vechi, probabil pt. munca mai bunaîn UHF, unde funcționează acum DVB-T/DVB-T2.

Pentru analiză, dimensiunile au fost luate dintr-un astfel de eșantion care costă 3,6 USD (prețul este același cu cel al unui Yagi Volna-1 de interior cu 3 elemente)

Antena are următoarele elemente:
1) Ecran reflector 75x50 cm, 36 cm lățime a părții centrale, margini laterale 2x8 cm îndoite 4,5 cm înainte.
Ecranul este format din 2x6 conductoare orizontale cu diametrul de 2,1 mm, fiecare dintre cele două grupuri având o înălțime de 33 cm, iar între ele (în partea centrală a antenei) un spațiu de 9 cm.
Decalaj ecran de la vibratoare - 85 mm

2) Distanța dintre mustățile vibratoarelor de pe toate cele 4 etaje este de 34 mm (la centrele liniilor de ghidare de undă)

3) Vibrator superior 4x254 mm mustata cu diametrul de 5 mm, cu un unghi de deschidere de 45 grade

4) Trei etaje inferioare - vibratoare 4x140 mm mustati cu diametrul de 4 mm, cu un unghi de deschidere de 50 de grade

5) Linie de colectare cu două fire din conductori de oțel cu diametrul de 2,1 mm, distanța dintre conductori este de 34 mm la punctele de intrare la suportul vibratorului. La intrarea în cutia de alimentare la 30 mm de jos și până la 72 mm de sus.

6) Distanța dintre etaje (1 - sus): 1-2 = 183 mm, 2-3 = 192 mm, 3-4 = 178 mm

7) Lungimea liniilor de legătură: 200 mm între 1-2 și 3-4. 84+132 = 223 mm între etajele 2-3. Terminalele cutiei de alimentare sunt situate la 84 mm de sus și 132 mm de jos.

8) La fiecare etaj este o traversă cu 5 regizori scurti.

9) Coasta de susținere a antenei este un profil gol din aluminiu 12x6 mm la o distanță de 28 mm în spatele ghidajelor de undă

Să spunem imediat că traversările cu 5 directori nu au deloc efect asupra antenei la frecvențe de până la 900 MHz. La frecvențe de peste 800 MHz, acestea adaugă doar +0,1 dB la directivitate.
Funcția lor este pur decorativă - să distrugă antena cu sarcini mecanice suplimentare și să atragă păsările pentru a distruge antena.

Să prezentăm principalele componente ale geometriei antenei în lungimi de undă, în diferite părți ale domeniului de funcționare declarat

Dimensiunile tuturor elementelor acestei antene sunt extrem de ciudate: lungimea mustaților, distanța dintre etaje, lățimea reflectorului, deplasarea (defazarea) deliberată a punctului de alimentare.

Să luăm în considerare proprietățile vibratoarelor individuale (ținând cont de influența ecranului).
Golful-1: Vibratorul lung superior are o frecvență de rezonanță de 490 MHz și o rezistență de 850Ω. A doua rezonanță este la 780 MHz și rezistența este de 31Ω. La frecvențe sub 300-320 MHz, rezistența la radiații R este neglijabilă 320 MHz poate fi considerată frecvența de operare mai mică. Câștigul acestui etaj atinge 10 dBi, dar modelul de radiație este ușor (1 dB) deplasat în jos cu 30 de grade, ca o burtă atârnată.

Golful-2: Al doilea vibrator de sus are o frecvență de rezonanță de 780 MHz și o rezistență de 515Ω. A doua rezonanță se află peste 1000 MHz. La frecvențe sub 460 MHz, rezistența la radiații R este neglijabilă 460 MHz poate fi considerată frecvența de operare mai mică. Câștigul acestui etaj atinge 11 dBi, dar modelul de radiație este puternic deplasat în jos cu 35 de grade. Câștigul înainte este de numai 6 dBi și în jos cu 35 de grade - până la 11,1 dBi

Golful-3: Al treilea vibrator de sus are o frecvență de rezonanță de 790 MHz și o rezistență de 620Ω. A doua rezonanță se află peste 1000 MHz. La frecvențe sub 440 MHz, rezistența la radiații R este neglijabilă 440 MHz poate fi considerată frecvența de operare mai mică. Câștigul acestui etaj atinge 10,6 dBi, forma modelului nu este distorsionată, dar așteaptă cu nerăbdare

Golful-4: Vibratorul inferior are o frecvență de rezonanță de 810 MHz și o rezistență de 570Ω. A doua rezonanță se află peste 1000 MHz. La frecvențe sub 440 MHz, rezistența la radiații R este neglijabilă 440 MHz poate fi considerată frecvența de operare mai mică. Câștigul acestui etaj atinge 9,6 dBi, forma modelului este distorsionată în sus cu 20 de grade (cu 2-3 dB mai puternic decât înainte). A doua bulă direcțională este îndreptată în jos la 30 de grade.

Producătorul a făcut o alegere foarte ciudată a lungimii a 3 mustăți pe 3 etaje - cu o rezonanță aproape de 800 MHz, și nu la mijlocul gamei UHF (în intervalul 600....700 MHz).
De asemenea, o alegere foarte ciudată a distanței dintre podele și a lungimii liniilor de colectare. Lungimea ghidurilor de undă care se suprapun este centrată la 750 MHz. La o frecvență de 470 MHz, întârzierea de fază într-o astfel de linie este de 112 în loc de 180 de grade.

ASP-8, 3D, Câștig, SWR, Model

După cum puteți vedea, parametrii antenei sunt foarte instabili într-o gamă largă a intervalului de frecvență declarat. În unele zone, potrivirea SWR<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
Modelul de radiație este, de asemenea, instabil și prezintă anomalii locale. Acest specimen are o anomalie la 565 MHz (+30/-40 MHz) - modelul se destramă în sus și în jos, radiația directă este de numai 5 dBi

Pe lângă această antenă freeco, vom analiza și antena cu 2 etaje ChannelMaster 4251, populară în America de Nord.
Dimensiunile sale sunt semnificativ mai mici: 38x35 cm (față de 75x50 cm)

CM4251, Câștig, SWR, 3D

Câștigul crește ușor de la 8 la 10 dBi, modelul este perfect plat, iar SWR este moderat. Nu există anomalii de rezonanță între 400 și 900 MHz.
CM4251 cu o proiecție frontală de 2,8 ori mai mică decât cea a ASP-8, funcționează aproximativ la fel, dar fără secțiuni anormale ale răspunsului în frecvență și fără supratensiuni SWR.

Ambele antene sunt semnificativ inferioare antenei cu 2 etaje din articol, optimizate folosind CAD.
Dimensiunile optime pentru 2 etaje sunt 86x57 cm (86 - lățime), acest ecran este puțin mai mare decât cel al unui „uscător polonez”, dar întors într-o parte.
Încercările de a încadra 4 etaje într-o astfel de zonă sunt foarte nereușite și sunt doar de natură de marketing.
Versiunea americană, deși nu are o amplificare remarcabilă, este de dimensiuni reduse.

Partea XIX / Calculul unei antene transceiver cu înaltă direcție

Un radiator conic cu reflector permite teoretic producerea de antene cu un câștig de aproximativ 10 dBi pentru 1 etaj, 12-13 dBi pentru 2 etaje, 14-16 dBi pentru 4 etaje, 16-18 dBi pentru 6 etaje.
Când lucrați cu polarizare orizontală, rețeaua de mod comun va avea un aspect vertical. Cu 2 etaje, diagrama de radiație va fi aceeași atât pe verticală, cât și pe orizontală: atenuare 3 dB la unghiuri de ±25 în orice direcție față de fasciculul principal.
La 4 și 6 etaje, selectivitatea azimutului nu se modifică, dar fasciculul vertical devine foarte îngust, așa că la 16 dBi atenuarea este de 3 dB deja la ±8 grade vertical.

O caracteristică distinctivă a antenelor transceiver de la antenele pur de recepție (de televiziune) sunt:
- rezistenta alimentatorului 50Ω
- cerințe crescute pentru SWR scăzut

Antenele pură de recepție sunt mai tolerante la nepotrivire (SWR mare), deoarece pierderile din cablu (inclusiv pierderile suplimentare de la SWR ridicat) pot fi nivelate prin instalarea unui LNA direct în antenă la bornele vibratorului.

Pierderile de putere de semnal la intrarea în LNA sunt de obicei estimate prin creșterea echivalentă a factorului de zgomot (deteriorarea SNR) din nepotrivire.
Din formula

primim formula
Nf (eficient) = Nf (nominal) + 10*log((2+SWR+1/SWR)/4)

SWR=2 și SWR=3 sunt echivalente cu deteriorarea factorului de zgomot LNA cu 0,5 și, respectiv, 1,25 dB.

SWR este considerat acceptabil pentru transmițătoarele SWR<2, а хорошим КСВ<1.5

Folosind cunoștințele teoretice din capitolele anterioare, să încercăm să calculăm o matrice în mod comun de 2 etaje cu un SWR bun pentru o sarcină de 50Ω.

Ca exemplu, să alegem intervalul 821-894 MHz (858 ±37 MHz), în care funcționează standardul CDMA2000/EV-DO.

Vom proiecta antena să funcționeze la frecvențe apropiate de cele rezonante, pentru că cu o mare parte imaginară a rezistenței complexe, SWR va fi departe de 1 chiar dacă alimentatorul este potrivit cu rezistența complexă.

Rezistența reală la radiații ® a unui vibrator cu con, după cum știm deja, este de ordinul 400-1000Ω și depinde de trei factori principali:
- diametrul conductorului vibratorului (relație inversă puternică, cu cât conductorul este mai gros, cu atât R mai mic)
- distanta fata de reflector (dependenta directa puternica, cu cat mai departe de ecran cu atat R este mai mare)
- prezența altor vibratoare grilă în apropiere (dependență slabă)

Acest ordin de mărime al lui R este foarte departe de 50Ω, astfel încât utilizarea unui transformator de rezistență este inevitabilă.
Chiar dacă R=50Ω, este totuși necesar să folosiți Bal-Un 1:1, deoarece Vibratorul BowTie este simetric, iar cablul de alimentare coaxial este asimetric.
Cel mai simplu mod este de a folosi un transformator BalUn combinat.
Când utilizați un transformator 4:1, este necesar să calculați o antenă cu o ieșire de 200Ω, atunci când utilizați un transformator 6:1 - pentru 300Ω.

Când adăugați un semnal de la 2 etaje la un tee, rezistența de ieșire a matricei este de 2 ori mai mică decât rezistența etajelor. Aceste. este necesar să se calculeze un singur vibrator pentru 400Ω sau 600Ω.
Liniile de colectare trebuie să aibă aceeași rezistență ca un singur vibrator, adică. 400Ω sau 600Ω, altfel vor acționa ca transformatoare cu efect imprevizibil.

Folosind programul coax_calc să încercăm să simulăm un ghid de undă simetric la 400Ω și 600Ω
Pentru a obține 600Ω, chiar și cu un conductor subțire d=1 mm, este nevoie de o distanță de 74-75 mm. Aceasta este atât o distanță destul de mare (față de lățimea totală a vibratorului, aproximativ 25-30 cm), cât și un conductor destul de subțire (nerigid). Pentru o separare atât de mare, crește și zona de protecție, unde nu ar trebui să existe obiecte metalice.

Pentru a obține 400Ω, dimensiunile liniei sunt destul de convenabile: distanță de 35 mm, cu fir d=2,5 mm (sârmă de 5 mm2, comun în electricitate)

Opțiunea de 400Ω este, de asemenea, mai convenabilă, deoarece balunurile 4:1 sunt disponibile pe scară largă la un preț ieftin, în timp ce un balun 6:1 va trebui făcut special.

Să începem calculul cu un ecran de 1λ lățime la frecvența centrală (349 mm pentru 858 MHz)

Pentru a reduce rezistența R la 400Ω, trebuie să luați cel mai gros conductor posibil pentru vibrator sau să scoateți vibratorul de pe ecran. Pentru comoditate tehnologică, vom alege un diametru al conductorului de mustață de 6 mm (acesta este diametrul mustații superioare în „Uscătorul polonez”). Cu o lungime de mustață de aproximativ 13-15 cm, vor avea suficientă rigiditate. Tuburile mai groase de ordinul a 10 mm vor fi mai scumpe și mai puțin convenabile de îndoit și fixat.

Creăm un model geometric al antenei, care include:
- ecran 1x1λ (din 21 conductoare orizontale, 2 mm diametru, ca in plasa de constructie zincata, cu pas de 0,05λ)
- distanța dintre mustățile vibratorului este de 35 mm
- un vibrator cu mustață cu diametrul de 6 mm, iar copia sa în oglindă la o distanță de 0,6λ (±0,3λ de la centrul ecranului)
- unghi mustata 33 grade

În mai multe iterații selectăm offset-ul de pe ecran pentru a obține R=400Ω la frecvența centrală (858 MHz), iar după fiecare iterație selectăm lungimea mustaților pentru a obține X=0Ω (faceți partea imaginară a rezistenței 0, adică reglați antena la rezonanță)

După 2-3 iterații, obținem o lungime a mustaților de 0,4442λ (138,5 mm), o deplasare față de reflector de 0,2455λ (86 mm)

Verificăm impedanța (R, Z), SWR într-o gamă largă de frecvențe (fără ghiduri de undă deocamdată, cu alimentare virtuală a vibratoarelor cu două surse de 400Ω).

3D, model, SWR

Adăugați etichete

Scop:

Antena Discone DA3000 conține 16 elemente de bici detașabile de lungimi diferite, care sunt atașate la o tijă verticală. Opt elemente orizontale de știft formează un disc, iar cele opt înclinate formează un con. Antena funcționează în intervalul de la 25 la 2000 MHz cu un model de radiație circular în plan orizontal și este furnizată cu un cablu de conectare și conectori. Pentru a extinde intervalul de frecvență, antenele Diamond D130 și D220 sunt proiectate ca o combinație de antene bici și discone cu un sfert de undă. Antena cu sfert de undă, care funcționează în partea inferioară a gamei, conține o tijă verticală superioară, un inductor de extensie și o contragreutate formată din 6 tije înclinate.

Pe măsură ce frecvența crește, pinul vertical este oprit de inductanță și începe să funcționeze o antenă disconică, formată din șase pini orizontali (disc) și șase înclinați (con). Antenele D190 și D220 funcționează în intervalele de 25 - 1300 MHz, 100 - 1500 MHz și, respectiv, 100 - 1600 MHz. Gama de frecvență a antenei D220, în special, este pe deplin în concordanță cu capacitățile oscilatoarelor programabile RS/N și RS/N232 de bandă largă.

Din punct de vedere structural, antenele D130, D220 si DA3000 sunt realizate sub forma unui catarg, la care sunt infiletate elementele pin. Ca urmare, dimensiunile antenei în timpul transportului sunt reduse semnificativ. Conectarea cablurilor coaxiale de 50 ohmi tip RG58A/U sau RG188A/U cu o lungime de 3,5 până la 10 metri sunt conectate la antenă și la receptor prin conectori MJ-MP de înaltă frecvență. Diamond furnizează, de asemenea, o varietate de elemente de montare a antenei: baze magnetice, suporturi, catarge și alte accesorii. Antenele Discone sunt disponibile la comandă specială.

Principalele caracteristici tehnice:

Gama de frecvență de funcționare, (MHz) 25-2000
Impedanța caracteristică a cablului, (Ohm) 50
Înălțime, (cm) 150
Diametru, (cm) 170

Descrierea actuală la: 23.11.2006.

Pentru a clarifica caracteristicile tehnice ale „antenei discondă în bandă largă cu 16 elemente în gama 25...2000 MHz „DA-3000””, precum și pentru a obține informații despre disponibilitate și condițiile de livrare, puteți completa formularul de cerere de mai jos .

Atenţie! Echipamentele sunt furnizate numai persoanelor juridice și numai prin transfer bancar.

(Antena poate fi folosita ptteleviziune digitală)

Am aflat de ce depinde intervalul de recepție

Am luat în considerare problema selecției cablurilor

Conectați antena la televizor folosind o mufă

Am aflat din ce să facem antena (și vibratorul).

La ce tipuri de reflectoare ne uităm?

Metoda de montare a brațului de antenă selectată

Ansamblu antenă. Fixarea elementelor de antenă

Ne-am uitat la suportul antenei

Potrivirea vibratorului unei antene UHF industriale

Toate întrebările fabricarea antenei și proiectarea antenei Uite

Antenă disc-con. Antenă de bandă largă.

Cred că veți fi interesat să vă familiarizați cu antena de bandă largă disc-con, care are un foarte!

Lățimea mai mare a frecvențelor recepționate. Această antenă simplă nu este sensibilă la abaterile dimensionale atunci când este utilizată.

Fabricarea.

Astfel de antene discone sunt cel mai des folosite în intervalele de lungimi de undă de metri și decimetru. Discone

Antena constă dintr-un con de metal cu un disc metalic deasupra. In aceasta

În proiectarea din Fig. 1a, aceste antene de bandă largă sunt utilizate în intervalul decimetrului.

Dacă ai nevoie programepentru calcul antene pentru televiziune analogica si digitala, mobila

telefon, apoi descrierea lor și

În intervalul de lungimi de undă ale metrului, conul și discul sunt înlocuite cu tije metalice. De obicei, ei pariază pe ele de la 6 la 12

tije Fig. 1b.

Uneori, discul unei antene discone este realizat din plasă metalică (Fig. 1c). Cred că noi

Cel mai mult veți fi interesat de o antenă verticală disc-con pentru gama UHF

(și TV digital).1 Orez.

Antenă disc-con. Antenă de bandă largă. Antena verticala. Antena simpla.

Cablul TV trece în interiorul conului. Ecranul cablului este lipit de partea superioară a conului, iar miezul central la

centrul discului.

În practică, este necesar să fixați discul pe con, izolându-l unul de celălalt (prevenirea contactului 2 aceste piese metalice prin elemente de fixare). Pentru a face acest lucru, utilizați materiale dielectrice.

Orez.

Antenă disc-con. Antenă de bandă largă. Antena verticala.

Antena simpla. ... Dimensiunile teoretice optime ale unei antene discone de bandă largă:

d = 0,7Cmax

L = 0,25λ

0,33λ

S = 0,3 Cmin A = 50...70 de grade

Cmax = L

De obicei

Toate dimensiunile antenei sunt date în fracțiuni din lungimea de undă a semnalului. De regulă, se ia lungimea de undă medie, Interval primit. Am vorbit despre asta de multe ori, de exemplu, în articol.

În practica radioamatorilor, unghiul A este luat egal cu 60 de grade. Acum, dimensiunile conului de disc, bandă largă, Antena verticala pentru raza de actiune 100...600 MHz:

con - tablă, cum ar fi cuprul. Cmax = 730 mm; Cmin = 30 mm; L = 730 mm. Unghiul A este de 60 de grade.

disc - tablă Diametru d = 550 mm.

Lipim cablul de televiziune direct la antena disconei de bandă largă.

Dacă ecranul (sau folia) cablului nu poate fi lipit, atunci înfășurați-l strâns cu sârmă de cupru și fixați-l cu lipire.

Apoi lipiți aceste fire. Punctele de lipit sunt bine sigilate.

Conectați discul și conul într-o singură structură prin izolatori. Dacă discul sau conul este făcut din astfel de metale, este imposibil

Lipiți cablul la ele, apoi nituiți (atașați) bornele la ele și lipiți cablul la bornele. Punctele de lipit sunt bune

Sigiliu.

Dacă nu este posibil să se facă conul și discul unei antene de bandă largă, verticală din material folie, atunci

Folosiți tije metalice. 8 tije fiecare pentru disc și con vor fi suficiente.

Mai mult, în centru toate tijele

Acestea vor fi atașate de o placă metalică. În con, toate tijele vor fi atașate de o placă metalică

Sub formă de puc. Lungimea tijelor discului va fi egală cu raza discului, iar în con va fi egală cu L.

Această antenă de bandă largă, verticală, simplă acoperă atât benzi de metri, cât și benzi de decimetri

Frecvenţă Dar nu poți conta pe câștig cu această antenă de bandă largă. Veți obține o bandă largă,

Nu veți obține frecvențe recepționate, dar nu veți obține niciun câștig vizibil. Acest disc-con, antenă verticală poate fi

Utilizați într-o zonă de recepție fiabilă cu un semnal puternic în absența interferențelor și a semnalelor reflectate. Dacă ai nevoie