Антенны дмв характеристики: рейтинг 2020 года по версии экспертов

рейтинг 2020 года по версии экспертов

Переход России на массовое цифровое вещание поставил перед владельцами телевизоров немало проблем. Одна из них – это конструкция эфирных телеантенн. Нужна ли специальная цифровая антенна или достаточно обычной, которая раньше использовалась для приема аналогового телевидения?

Какую модель выбрать для приема DVB-T2 в условиях города, дачи или деревни? Представляем вам подборку лучших антенн для цифрового ТВ по состоянию на II квартал 2020 года.

Какая антенна подойдет

Чтобы разобраться, какое приемное устройство нужно, необходимо помнить принцип, на котором основано цифровое вещание.

Передача происходит с помощью коротких импульсов, каждый из которых можно имеет значения (0 или 1). Затем эти цифры по специальному алгоритму, вложенному в основу , декодируются и превращаются в низкочастотные сигналы, передающие видео- и аудиоряд телепередач.

Школьная физика подсказывает: чем короче сигнал, тем меньше и длина волны, необходимая для его передачи. Поэтому все цифровое вещание происходит в дециметровом диапазоне (ДМВ) – это оптимальное соотношение между скоростью передачи и особенностями распространения сигнала. Поэтому для того чтобы принимать цифровое телевидение, необходима антенна, работающая на прием ДМВ-диапазона.

Самое главное при выборе модели – определение нужного форм-фактора. Для городской квартиры не нужна дальнобойная конструкция, а на даче вряд ли выручит комнатная. Поэтому прежде чем продолжить чтение этой статьи, рекомендуем ознакомиться с инструкцией по .

ТОП-10 антенн для цифрового ТВ

Рейтинги типа «Лучшие уличные индивидуальные телеантенны» составлялись неоднократно. Однако они, как правило, заказываются производителями или продавцами соответствующего оборудования и рассчитаны на то, что пользователь, прочитав отзывы, захочет купить конкретную наружную или внутрикомнатную модель.

Если же подходить к особенностям принимающих устройств объективно, изучить более 500 отзывов покупателей и сравнить их с обещаниями производителей, то однозначно лучшими можно назвать всего несколько моделей. Вот они:

Комнатные пассивные

Место#

Название

Оценка эксперта

Дальность

Всеволновая

#10

Selenga 100

до 8 км

#9

Дельта К131

до 12 км

Комнатные активные

Место#

Название

Оценка эксперта

Дальность

Всеволновая

#8

РЭМО BAS-5107-5V Mini Digital

до 15 км

#7

Locus L 941.10 КАЙМАН

до 20 км

Внешние пассивные

Место#

Название

Оценка эксперта

Дальность

Всеволновая

#6

LUMAX DA2505P

до 35 км

#5

Locus Мeридиан-12F

до 65 км

Внешние активные

Место#

Название

Оценка эксперта

Дальность

Всеволновая

#4

LUMAX DA2501A

до 100 км

#3

Locus Меридиан-07AF Turbo

до 80 км

Самые мощные дальнобойные антенны

Место#

Название

Оценка эксперта

Дальность

Всеволновая

#2

Locus Мeридиан-12AF Turbo

до 120 км

#1

Locus Мeридиан-60AF Turbo

до 130 км

Комнатные пассивные

Selenga 100

#10

Дешевле некуда. Только для ближнего поля. Ловит цифровые и аналоговые каналы на расстоянии до 8 км

Оценка эксперта:

Эта конструкция, в отличие от «Дельты», относится к категории плоских. Представляет собой кольцо из проводника, которое направляется в сторону фронта набегающей волны.

Плюсы:

• Компактность. В отличие от «Дельты» ее можно поставить где угодно.
• Помехоустойчивость. Большая плоскость ДМВ-элементов позволяет не обращать внимание на экранирующие поверхности.
• Снабжена «усами» — двумя вибраторами МВ-диапазона. При необходимости с ее помощью можно ловить и аналоговое местное телевидение там, где оно продолжает вещать.

Минусы:

• Низкая чувствительность. Для сельской местности или дачи она не годится: устойчивый прием гарантирован на расстоянии до 10 километров от ретранслятора.
• Короткий кабель. Антенну придется ставить недалеко от работающего телевизора и мириться с наводками от него, либо подсоединять удлинитель.
• Производитель откровенно экономит на упаковке. При заказе доставки почтой просите продавца положить товар в дополнительную коробку с демпфером: слишком велик риск повреждений.

Дельта К131

#9

Недорогая и надежно собранная антенна пассивного типа, ловит каналы на удалении до 12 км от телевышки

Оценка эксперта:

Устройство, производимое ЗАО «НПП ОСТ». Это ленинградское предприятие существует уже больше четверти века, выпуская преимущественно комнатные и уличные логопериодические модели под маркой «Дельта». За эти годы название бренда уже стало среди мастеров по телекоммуникационному оборудованию нарицательным, и в просторечии «дельтой» часто называют любую модель схожей конструкции.

Конкретно же «Дельта К131» – это комнатная пассивная антенна с коэффициентом усиления не менее 4 дБ.

Ее выпуск начался еще в 2007 году, но до сих пор эта модель популярна. Конструкция не менялась, современные телеантенны отличаются от выпущенных в прошлом десятилетии только способом окраски металлических частей: новые партии лучше защищены от повреждений или коррозии. При желании ее можно даже использовать как уличную настенную, достаточно только заделать герметиком (например, строительной пеной или резиновым клеем) технологические швы, стыки и изготовить крепежный каркас.

Особенность этой модели в том, что у нее нет отдельных «штырей»-вибраторов: прием обеспечивает единый проводник, согнутый в форме треугольной гармошки. Угол при вершине равен 64 градусам, а период структуры – 0,85. Это куда лучше большинства других логопериодических антенн: чем ближе к единице и меньше угол, тем лучше прием.

Плюсы:

• Высокое качество приема. Даже на расстоянии свыше 20 км правильно ориентированная «Дельта» может принять сигнал.
• Надежность. Из-за простоты конструкции и хорошей сборке практически не ломается.
• Прочность. Сделана из стали, так что даже случайное падение ей не навредит.

Минусы:

• Низкая высота, поэтому, если ставить ее на окно с пластиковыми рамами, надо выбирать место, где нет металлического каркаса. Иначе придется делать какую-то дополнительную подставку.
• Устройство легкое (всего 200 гр.), поэтому, нечаянно потянув за кабель, его можно опрокинуть. Так что заранее продумайте, где расположить телеантенну так, чтобы ее не задевать.

Кроме пассивной «Дельты К131» есть ее активные варианты (например, «Дельта К131А.02» или К131А.03, она же «Дельта DIGITAL») с питанием от приставки или от электросети. Это те же телевизионные антенны для городской квартиры, но снабженные микросхемой усиления.

Комнатные активные

РЭМО BAS-5107-5V Mini Digital

#8

Сочетание уверенного приема с приятным минималистичным дизайном. До 15 км от ретранслятора.

Оценка эксперта:

Плоская конструкция в форме трапециевидной рамки. Блок усиления запитывается от ресивера или цифрового ТВ-приемника. Качественная бюджетная активная комнатная антенна.

Плюсы:

• В городе обеспечивает прием с любого направления. Некоторые пользователи просто кидают ее плашмя на стол и умудряются получить качественный телесигнал.
• Встроенный фильтр. Отсекает паразитные наводки от сетей сотовой связи и GSM.
• Не нужен внешний адаптер.
• Высокий коэффициент усиления — до 33 дБ.
• Всеволновая. Цифра и аналог в одном флаконе.

Минусы:

• Короткий кабель. 1.8 м может оказаться недостаточно, чтобы дотянуться до окна, где качество приема самое стабильное.
• Слабые присоски. Для размещения все-таки лучше выбирать горизонтальную плоскость.
• Прямой штекер не очень удобен для настенных телевизоров.

Locus L 941.10 КАЙМАН

#7

Классический дизайн и образцовое соотношение цены и качества. Уверенный прием на дистанции до 20 км от телевышки

Оценка эксперта:

Компактная и удобная логопериодическая комнатная антенна с блоком усиления. По конструкции и особенностям работы похожа на «Дельту». Ненаправленный прием в силу своей конструкции физически не поддерживает, но отклонение на 10–20 градусов прощает.

Плюсы:

• Тяжелая и устойчивая. Случайно перевернуть не получится.
• Высокий коэффициент усиления — 11 дБ.
• Внешний источник питания не нужен.

Минусы:

• Серьезных не выявлено. Подходящая DVB-T2-антенна для города и ближних окрестностей.

Внешние пассивные

LUMAX DA2505P

#6

Эффективная и качественно собранная. Дистанция — до 35 км

Оценка эксперта:

Широкодиапазонная антенна, пригодная для приема как цифрового телевидения в ДМВ-диапазоне, так и аналогового телесигнала. Изготавливается из алюминия и ударопрочного пластика. При необходимости всегда можно дополнить усилителем.

Плюсы:

• Отличный прием цифрового телевидения.
• Высокий уровень усиления за счет формы — 17 Дб.
• Легкая. За счет применения алюминия и ABS-пластика весит всего 2 кг.

Минусы:

• Стандартный кабель коротковат. Если используется высокая мачта, придется браться за паяльник и подключать длинный провод своими руками.
• Качество приема аналоговых каналов крайне плохое. Устройство предназначено для цифрового вещания в ДМВ. Если нужно принимать аналоговый сигнал местных станций, то лучше обзавестись дополнительной метровой антенной.

Locus Мeридиан-12F

#5

Мощная и недорогая ДМВ-антенна. Дальность — до 65 км от ретранслятора

Оценка эксперта:

Алюминиевая внешняя антенна для приема телесигнала с большого расстояния. В силу конструкции не боится гроз, поэтому смело можно устанавливать на возвышенности.

Плюсы:

• Высокая чувствительность. Коэффициент усиления от 10 до 15 дБ.
• По паспорту может принимать сигнал с расстояния до 65 км. В реальных условиях может работать на удалении до 80 км.
• Устройство типа «установил и забыл». При правильном монтаже дополнительное обслуживание не требуется.

• Минусы:
  • Чувствительна к месту установки. При монтаже на крыше поднимать не менее чем на 2 метра, чтобы избежать наводок от кровельного материала.

Внешние активные

LUMAX DA2501A

#4

Мощная модель для слабого сигнала. Принимает на расстоянии до 100 км

Оценка эксперта:

Логопериодическая наружная антенна, оборудованная дополнительно блоком усиления телесигнала. Подходит для использования в частном доме как в городе, так и за его пределами. Усиление — 30 Дб.

Плюсы:

• Возможность питания от активного гнезда приставки или цифрового телевизора. Дополнительное подключение к розетке не требуется.
• Уверенный прием ЦТВ в деревне и на даче.

Минусы:

• Кронштейн для крепления надо приобретать отдельно.
• Короткий кабель – всего 5 м.

Locus Меридиан-07AF Turbo

#3

Компактная и недорогая, четко справляется с приемом ЦЭТВ и не «шумит». Предел — 80 км по прямой видимости

Оценка эксперта:

Предназначена для места с плохим уровнем сигнала. Устройство оснащено балансным усилителем.

Конструкция — симбиоз логопериодической модели и «волнового канала». Может принимать телепрограммы с дальнего расстояния (до 50 км), обеспечивая при этом стабильность картинки и звука. Работает с телеканалами с 21-го по 60-й, то есть с частотами с 470 по 790 МГц. Коэффициент усиления – до 30 дБ. Сам по себе усилитель малошумный, не выше 0,7 дБ.

Плюсы:

• Уверенное качество приема на средних и дальних дистанциях.
• Не требует высокого подъема. Без проблем работает даже на трехметровой мачте.

Недостатки:

• Дальность приема чуть ниже конкурентов. 80 против 100.

Самые мощные дальнобойные антенны

Locus Мeридиан-12AF Turbo

#2

Старшая сестра пассивной 12AF, снабженная усилителем, ловит в 120 км до передатчика

Оценка эксперта:

По  конструкции предназначена для работы только с цифровым вещанием в ДМВ-диапазоне. Оснащена балансным усилителем, может работать с инжектором серии LI. Для питания требует всего 5 вольт.

Плюсы:

• Дальнобойность. Если позволяют условия (нет препятствий между телеантенной и ретранслятором), возможен прием и с более дальнего расстояния.

Минусы:

• Штатный кронштейн слишком хлипкий, требуется усиление конструкции.

Locus Мeридиан-60AF Turbo

#1

Папа всех дальнобойных антенн. Ловит там, где пасуют все остальные

Оценка эксперта:

Мощная дециметровая антенна для приема цифрового телевещания. Производитель гарантирует прием на расстоянии до 85 км от ретранслятора, но по отзывам на форумах работает на космической для ДМВ дистанции 130 км. Питание усилительного контура осуществляется по коаксиальному кабелю.

Плюсы:

• Малый вес. Масса всей конструкции 1,5 кг, поэтому особо крепкий кронштейн не нужен.
• Высокий коэффициент усиления – до 37 дБ.

Предыдущая

АнтеннаВыбор антенного усилителя для телевизора: топ-4 лучших моделей

Следующая

АнтеннаРасчет и изготовление логопериодической антенны для DVB-T2

10.10. Антенны дециметровых волн. | Техническая библиотека lib.qrz.ru

10.10. Антенны дециметровых волн

В диапазоне АМВ из-за уменьшения действующей длины приемной антенны при повышении частоты на входе антенны развивается меньшее напряжение, чем при тех же условиях в метровом диапазоне. Поэтому возникает необходимость устанавливать антенны с большим коэффициентом усиления. В антеннах типа «Волновой канал» это достигается при увеличении числа директоров, создании синфазных решеток из многоэлементных антенн (рис. 10.30). Так как размеры элементов антенн соседних каналов отличаются незначительно, обычно их приводят для группы каналов (табл. 10.20).

Т а б л и и а 10.20

13-элементная антенна типа «Волновой канал» состоит из трех рефлекторов, активного петлевого вибратора и 9 директоров. Расстояния между торцами петлевого вибратора А равняется 10…20 мм. Диаметр вибраторов антенны — 4…8 мм. Коэффициент усиления антенны равен 11,5 дБ, угол раствора основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях 40°.

19-элементная антенна типа Волновой канал для диапазона ДМВ (рис. 10.31) состоит из трех рефлекторов, активного петлевого вибратора и 15 директоров. Вибраторы изготовлены из проволоки и трубок диаметром 4 мм. Они крепятся любым способом к несущей стреле диаметром 20 мм. Длина стрелы для любой группы каналов составляет 2145 мм (табл. 10.21). Коэффициент усиления антенны составляет 14…15 дБ, угол раствора основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях равен 30…32.

Широкополосная антенна типа «Волновой канал» для приема в каналах 21…41 (рис. 10.32).

В зависимости от расстояния до телевизионного передатчика и зоны уверенного приема его сигналов количество элементов (директоров) антенны можно уменьшать до 8,11 или 15.

В случае когда предпочтение отдано приему в одном телевизионном канале (например, прием программы НТВ из пос. Колодищи), размеры элементов антенны и расстояния между ними можно пересчитать на этот канал.

Таблица 10.21

Наибольший коэффициент усиления (13 дБ) широкополосная антенна ДМВ имеет в 28-м канале, средняя частота которого составляет 500 МГц. Коэффициент пересчета (Кп) в этом случае определяется по формуле

Кп=530/fcp

где fcp — средняя частота канала ДМВ, МГц. Для 37-го канала, средняя частота которого 562 МГц, Кп равен:

Кп=530/562=0,943.

Умножив размеры элементов и расстояния между ними на 0,943, получим размеры антенны для 37-го канала (рис. 10.33). Так же можно пересчитать широкополосную антенну на любой канал (или группу каналов) ДМВ. Средняя частота канала (группы каналов) приведена в табл. 10.2, длина полуволновой петли — в табл. 10.1. При использовании металлической несущей стрелы (траверсы) полученные при пересчете размеры элементов увеличивают на половину ее диаметра.

Коэффициент усиления канальной антенны возрастает до 14…15 дБ. Антенну из восьми элементов используют на расстоянии до 20…30 км от пос. Колодищи, из 11 — до 30…40, из 15 элементов — до 50…60 км. За зоной уверенного приема на расстоянии до 70…90 км используют антенну из 24 элементов. Для обеспечения хорошего качества принимаемого изображения непосредственно на мачте устанавливают антенный усилитель.

Антенна мало подвержена влиянию близко расположенных предметов и имеет хорошую повторяемость. Допустимы отклонения до 2 мм от расчетных размеров практически без ухудшения параметров антенны.

Антенна типа «Волновой канал» со сложным пассивным рефлектором (рис. 10.34; табл. 10.22…10.24) состоит из решетчатого рефлектора (рис. 10.35, а), два полотна которого установлены под углом 90° на конце несушей стрелы, активного петлевого вибратора (рис. 10.35, б) и 18 директоров.

При этом два первых директора (А1 и Д2) являются двухэтажными и разнесены по вертикали на толщину несущей стрелы (табл. 10.23).

Таблица 10.22

Главным достоинством такой антенны является надежная экранировка задней полусферы благодаря увеличению КЗД при установке сложного рефлектора. Последний концентрирует энергию полезного сигнала в направлении активного вибратора, что способствует повышению коэффициента усиления антенны.

Таблица 10.23

Таблица 10.24

На рис. 10.36 показан вид сбоку описанной выше антенны. 6-элементная антенна предназначена для ближнего приема на расстоянии до 10…15 км от телевизионного передатчика:

10-элементная — 15…25; 15-элементная — 25…40; 20-элементная — на расстоянии 40…60 км и более.

В диапазоне ДМВ широко используются рамочные антенные Тройной квадрат, рамки которых выполнены из цельного куска медного, латунного провода диаметром 2…3 мм. При размерах дециметрового диапазона (табл. 10.25) антенна обладает достаточной жесткостью. Провод необходимо изогнуть определенным образом (рис. 10.37). В точках А, Б и В провода необходимо зачистить и спаять. В этой конструкции вместо шлейфа (см. рис. 10.12), изготовленного из куска коаксиального кабеля, используется четвертьволновой корот-

козамкнутый мостик (см. рис. 10.11) той же длины, что и шлейф (см. табл. 10.5). Расстояние между проводами мостика остается прежним (30 мм). Конструкция такой антенны достаточно жесткая, и нижняя стрела здесь не нужна.

Фидер подвязывают к правому проводу мостика с наружной стороны. При подходе фидера к вибраторной рамке оплетку кабеля припаивают к точке X’ центральный проводник — к точке X. Левый провод мостика закрепляют на диэлектрической стойке или в случае наружной антенны — на мачте. Важно, чтобы в пространстве между проводами мостика не находились фидер и стойка мачты.

При наличии медных, латунных или алюминиевых полосок

можно сделать ромбовидную антенну (рис. 10.38). Полоски (1) скрепляют внахлест винтами и гайками. В точке соприкосновения пластин должен быть надежный электрический контакт. Толщина полосок произвольная.

Ромбовидная антенна может работать в полосе частот каналов 21…60, коэффициент усиления ее равен 6…8 дБ. Для его повышения антенну можно снабдить рефлектором (рис. 10.39).

Простейший рефлектор представляет собой плоский экран, изготовленный из трубок или отрезков толстого провода. Диаметр элементов рефлектора некритичен (3…10 мм). Полотно рефлектора (2) крепится с помощью стоек-опор (3)

Таблица 10.25

к металлической или деревянной мачте (4). Точки 0 имеют нулевой потенциал, относительно земли, поэтому стойки (2) могут быть металлическими.

Фидер (5) — кабель типа РК с волновым сопротивлением 75 Ом прокладывают к точкам питания А и Б. Оплетку кабеля припаивают к точке Б, а центральный проводник — к точке А. При дальнем приеме ромбовидная антенна может быть оснащена широкополосным усилителем (6).

2-элементная Швейцарская антенна (см. рис. 10.21) также может использоваться в диапазоне ДМВ (табл. 10.26).

Таблица 10.26

5. Телевизионные антенны для приема ТВ-сигналов в дециметровом диапазоне.

Глава пятая

ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЕМА ТВ-СИГНАЛОВ В ДЕЦИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ

Для мастеров-радиолюбителей большой интерес представляют ТА дециметрового диапазона, которые позволяют значительно расширить возможности лампово-полупроводниковых моделей телевизоров. В данной главе предлагаются для повторения только три типа ТА ДМВ, так как автор подготовил к изданию новую книгу, полностью посвященную ТЛ для приема ДМВ и спутникового телевидения.

В соответствии с принятой классификацией прием телепередач на 21—61-м каналах обеспечивается в диапазоне ДМВ на частотах свыше 300 МГц. В большинстве случаев владельцы телевизоров, оборудованных соответствующими селекторами каналов, применяют комнатные индивидуальные малогабаритные антенны. Но на садово-огородных участках эти антенны не всегда дают положительный результат. Поэтому в большинстве случаев приходится использовать самодельные дециметровые антенны, которые рассматриваются в настоящей главе.

Каждый цветной телеприемник имеет три антенных ввода: два для подключения антенны метровых волн (MB), один из которых обеспечивает ослабление сигнала в 10 раз, и специальный ввод для подключения антенны ДМВ. Все антенные вводы рассчитаны на подключение коаксиального радиочастотного кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

Подключение антенны к дециметровому вводу специальной конструкции должно обеспечивать такое же высокое качество основных технических характеристик телевизора, как и при приеме в диапазоне MB.

Важнейшей характеристикой, определяющей качество изображения и чистоты звукового сопровождения, является чувствительность. В диапазоне MB чувствительность канала изображения должна быть не хуже 100 мкВ,

а в диапазоне ДМВ — не хуже 500 мкВ. Для современных телевизоров чувствительность звукового сопровождения в диапазоне MB должна быть не хуже 50 мкВ. а в диапазоне ДМВ — не хуже 200 мкВ.

Не менее важным электрическим параметром является избирательность, которая характеризуется способностью ослаблять сигналы помех вне рабочей полосы частот. Избирательность при настройке от несущей частоты изображения принимаемого канала на 1,5 МГц должна быть не хуже 40 дБ (100 раз), на 3,5 МГц — 40 дБ, на +6,5 МГц — 36 дБ, на +8 МГц — 40 дБ,

От качества изготовления антенн зависят также такие параметры, как контрастность и максимальная яркость. Величина контрастности зависит от размеров взаимного удаления темных и светлых элементов изображения. В общем случае контрастность должна быть не хуже 80:1 и выше. Максимальная яркость свечения определяется как яркость наиболее светлых крупных участков телеизображения, она может составлять до 100 кд/м^2.

Диапазон воспроизводимых звуковых частот должен находиться в пределах от 80 до 12 500 Гц.

При проектировании и изготовлении ТА дециметрового диапазона используются известные формулы, в основу которых входят следующие понятия: действующая длина антенны пропорциональна длине волны; коэффициенты усиления и защитного действия антенны ДМВ должны быть выше, чем у антенн метрового диапазона; с увеличением частоты возрастает затухание в коаксиальных кабелях, соединяющих антенну с входом телевизора; внутренние шумы входных цепей телевизоров в диапазоне ДМВ больше, чем в диапазоне MB.

Эти электрические параметры сравнительно легко реализуются в различных типах антенн за счет увеличения числа пассивных элементов. Например, в антеннах типа «волновой канал», логопериодических антеннах и антеннах для дальнего приема телевидения.

В диапазоне ДМВ все элементы антенны имеют малые конструктивные размеры, и при увеличении числа директоров габаритные размеры самой антенны остаются небольшими. (Интересное решение было опубликовано в журнале «Радио», № 2 за 1988 г.).

Зона уверенного приема ДМВ радиопередающей станцией, как правило, оценивается статистическими методами, она непостоянна во времени и зависит от диэлектрической проницаемости воздуха. В диапазоне ДМВ длины

волн короче 0,65 м — для работы в каналах с 21-го и выше. Минимальные потери при распространении ДМВ наблюдаются до тех пор, пока между передающей и приемной антеннами существует прямая видимость, за .пределами которой сигнал существенно уменьшается и уверенный прием становится невозможным.

В теоретических исследованиях распространение ДМВ представляют в виде окружности, радиус которой равен максимальному расстоянию прямой видимости, с тем допуском, что мощность, излучаемая передающей станцией, достаточно велика для приема непосредственно на границе. Известно, что чем выше частота радиосигнала, тем больше требуется напряженность поля в месте приема. Для первых каналов MB в месте установки приемной антенны напряженность поля находится в пределах от 300 до 700 мкВ, а для ДМВ — 3200 мкВ и выше. Напряженность поля по мере удаления от передающей станции уменьшается. Для ДМВ нельзя рассчитывать радиус зоны прямой, видимости по максимальному расстоянию прямой видимости, так как мощность станций недостаточна для приема на максимальном расстоянии прямой видимости. Например, минимальная напряженность поля для 33-го канала — 70 дБ (3200 мкВ).

Радиолюбителями разработано достаточно большое число антенных усилителей несложной конструкции, предназначенных для усиления сигналов в телевизионном диапазоне ДМВ, которые решают почти в полной мере изложенные проблемы и конкретные задачи.

Для приема ДМВ используются широкополосные направленные антенны, работающие без перестройки в широком диапазоне волн и для приема телепередач на расстоянии до 60—70 км от ТЦ.

Для расчета такой антенны необходимо знать крайние волны рабочего диапазона частот lдл.mах и lдл.min. Сначала определяют длину наибольшего вибратора l, которая должна быть равна (с определенным допуском) 0,55 lдл.max. Затем строится равнобедренный треугольник с заданным углом а при вершине, который лежит в пределах от 30 до 45°, и основанием треугольника, равным в масштабе построения длине наибольшего вибратора l. Второй вибратор располагается на расстоянии а1, которое определяется из пределов (0,15…0,18) • lдл.max от первого (в масштабе построения).

Длина второго вибратора в этом случае определяется

однозначно, исходя из построения, так как он должен полностью вписываться в треугольник. Далее определяется длина третьего вибритора, который располагается на расстоянии а2=а1•t, где t — коэффициент уменьшения длины вибратора. Затем строится четвертый вибратор на расстоянии а3=а2•t от третьего и т. д. Построение продолжается до тех пор, пока длина очередного вибратора, вписанного в треугольник, не будет равна (ориентировочно) (0,14…0.45.) • lдлmin. Этот вибратор и будет последним.

Логопериодические антенны сравнительно просты по конструкции, хорошо согласуются с 75-омным коаксиальным кабелем снижения, имеют КПД от 4 до 7 дБ. Все логопериодические антенны и существующие их разновидности могут быть представлены в виде замкнутой системы вибраторов, расположенных и горизонтальной плоскости.

Схема плоской вибраторной логопериодической антенны (ЛПА) представлена на рис. 5.1. Антенна состоит из двухпроводной распределительной линии длиной А, в которую включены вибраторы различной длины и различного расположения. Наибольший вибратор состоит из двух отрезков, отстоящих друг от друга на расстоянии 2 d, где d — диаметр трубки распределительной линии.

Электрические параметры антенны определяются тремя основными составляющими: периодом структуры t, углом раствора а и длиной антенны L.

Параметры антенны рассчитываются так, чтобы внутри каждого интервала частот элементов антенны (например, f7 — f6) характеристики антенны менялись незначительно.

Первый параметр t характеризует частотную периодичность антенны, при которой каждый вибратор имеет свою резонансную частоту. На самой низкой частоте, в зависимости от выбранного канала, рабочего диапазона f1 = fmin резонирует первый вибратор 1 с длиной плеча l1, на следующей, более высокой, частоте f2 резонирует вибратор 2 с длиной плеча l2 = l1 • t и т. д.

Незначительное изменение характеристик антенны при расчете параметров должно быть во всем рабочем диапазоне частот, поэтому антенна, построенная по рассматриваемому принципу, и носит название логарифмически-периодической, или логопериодической.

Длина антенны L рассчитывается по формуле: L = (l1 —

т. е.зависит от угла и принимаемого диапазона

частот, который определяется, в свою очередь, размерами граничных элементов антенны l1 и l9. Здесь необходимо заметить, что количество элементов в антенне не ограничивается девятью элементами и может составлять от шести до двадцати двух.

Логопериодическая антенна может быть изготовлена для приема телепередач во всех диапазонах частот.

Расстояние между двумя соседними вибраторами можно определить также по формуле: а6= l6(1—t)ctg(а/2). При изготовлении антенны для приема телепередач на первых 12 каналах рекомендуется принять в расчетных формулах t = 0,84; а = 60°; L = 2285 мм; число вибраторов равно 13. Для антенны, предназначенной для приема первых 3 каналов, необходимо взять шесть вибраторов, тогда L = 1515 мм.

Антенну, работающую на первых каналах телевидения в метровом диапазоне волн, рекомендуется изготавливать из трубок с тонкими стенками диаметром 20 мм. Антенну для 6—12-го каналов можно сделать из дюралевых или латунных трубок диаметром 15 мм, а антенну для приема сигналов ДМВ — из трубок диаметром 8 мм, с толщиной стенки до 1 мм.

Второй вариант логопериодической антенны приведен на рис. 5.2, где проводники распределительной линии расположены в вертикальной плоскости, а вибраторы — в горизонтальной плоскости в два ряда. Все вибраторы поочередно направлены в разные стороны. Коаксиальный кабель снижения проложен внутри нижней трубки без верхней полиэтиленовой оболочки. Экран коаксиального кабеля припаян в точках б и г, а центральная жила кабеля припаивается в точке а.

Проводники распределительной линии, как правило, скрепляются между собой крепежными изоляторами в двух точках. Концы трубок распределительной линии в точках виг должны быть накоротко замкнуты металлической перемычкой. К вертикальной штанге логопериодическая антенна прикрепляется с помощью крепежных деталей, расположенных в центре тяжести собранной антенны.

Телевизионная антенна дециметрового диапазона для приема телепрограмм с 21-го по 40-й канал, которая по принятой классификации относится к антеннам типа «волновой канал», показана на рис. 5.3.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления …………. 2,8—4 (9,2…12 дБ)

КБВ, не менее ………………. 0,55—0,85

КЗД, не менее ………………. 14—24 .

входное сопротивление активного

петлевого вибратора …………. 292 Ом

волновое сопротивление фидера ….. 75 Ом

рабочая частота ……………… 470—622 МГц

неравномерность коэффициента

усиления …………………. 0,8

кпд, не менее ……………….. 0,96

количество принимаемых программ

без перестройки ……………. 20

внешние нагрузки в местностях

с климатом ……………….. УХЛ, ХЛ, В

диаграмма направленности односторонняя

в горизонтальной плоскости ……. узкая, объемная

ширина главного лепестка диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости …………………. 32—46

Как следует из рисунка, антенна имеет одиннадцать директоров, петлевой вибратор 3, рефлектор, состоящий

из трех элементов 1 и 2, и несущую стрелу 4, которая изготавливается из металлической трубки диаметром 20— 22 мм.

Для изготовления активного 3 и пассивного вибраторов (директоров) используется дюралюминиевая трубка диаметром не менее 8 мм. Рефлектор можно выполнить из алюминиевой полоски толщиной 5 мм, но можно применить и меньшую толщину — до 2,5 мм. Ширина пассивных элементов рефлектора равна 16—20 мм. Средний элемент рефлектора крепится непосредственно к несущей стреле с помощью специальных шайб и крепежных деталей, а два других элемента рефлектора 1 — с помощью металлической стойки, которая также жестко прикреплена к стреле. Расстояние между этими элементами равно 49 мм при проекции на горизонтальную плоскость.

Петлевой вибратор выполнен из дюралюминиевой трубки диаметром 8—12 мм с толщиной стенки не менее 1 мм. Рекомендуется изготавливать петлевой вибратор из дюралюминиевой полоски толщиной 2.5 мм и шириной до 50 мм. Он может иметь фигурную конструкцию, удобную для крепления и, самое главное, обеспечивающую хорошее согласование во всем диапазоне частот принимаемых телепередач. Размеры основных элементов антенны — пассивных и активных — приведены в табл. 5.1. Длина четвертого элемента антенны рассчитывается, исходя из об-

щего количества вибраторов, и в данном случае равна 1400—1450 мм.

Наилучшие результаты дает подключение коаксиального кабеля снижения к петлевому вибратору через УСС типа «проволочный трансформатор». Изготавливается это УСС на двух ферритовых кольцевых сердечниках марки 100ВЧ размерами 8,4 х 3,5 х 2 мм. на которые виток к витку вплотную наматываются обмотки в два провода марки ПЭЛШО диаметром 0,23 мм. УСС должно обеспечивать КБВ, равный 0.75, в широкой полосе частот (от 470 до 622 МГц) со стороны подключения коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

В данной антенне можно применить другое УСС, изготовленное без ферритовых сердечников,— эквивалент кабельной петли, выполненной из отрезка спиральной полосовой линии, которая наматывается на ферритовый или

стальной стержень из электротехнической стали марки 3311, 3312, 3313. Спираль изготавливается из медной или латунной ленты толщиной до 0,1 мм, шириной до 1 мм, имеет 5,25 витка и укладывается в пазы, сделанные в диэлектрике, выполненном в виде трубки, которая устанавливается на этот стержень. Намотка спирали на стержень показана на рис. 5.4.

Эту антенну можно устанавливать на одной штанге с антенной MB, но расстояние между ними должно быть не менее 1,0—1,2 м.

4.2. Универсальные антенны типа «волновой канал»

4.2. Универсальные антенны типа «волновой канал»

Четырехэлементная антенна типа «волновой канал»

(рис. 4.1) предназначена для приема телепередач на одном выбранном канале на расстоянии 50—60 км от ТЦ или ретранслятора. Антенна обеспечивает получение высокого качества изображения и звука при высоком уровне помех и отраженных сигналов, имеет повышенные электрические параметры и технические характеристики.

Четырехэлементная антенна имеет диаграмму направленности, расположенную в трех координатах в виде вытянутой сигары в сторону ТЦ. Такая диаграмма образуется в результате сложения полей активного вибратора, рефлектора и двух директоров. При настройке антенны путем подбора размеров деталей антенны и расстояния между ними добиваются такого соотношения фаз всех

полей, чтобы они в направлении директора складывались, а в направлении рефлектора — вычитались, как бы образуя волновой канал, вдоль которого проходит поток ЭДС. Диаграмма направленности четырехэлементной антенны значительно уже, чем у трехэлементной.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления …………….. 2,5—2,8 дБ

КБВ …………………………. 0,58—0,85

входное сопротивление …………….. 40 Ом

волновое сопротивление фидера ……… 75 Ом

переходное сопротивление в деталях

крепления, между стрелой и

вибраторами, не более. . …………. 0,1 Ом

коэффициент затухания в кабеле

снижения на частоте 50—200 МГЦ …. 0,76—2 дБ

кпд ………………………….. 0,97

рабочая частота …………………. 48,5—230 МГц

неравномерность коэффициента усиления. . 0,8 дБ помехозащищенность ……………… -(14…20) дБ

ширина главного лепестка диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости. ……………………. 60

При выборе конструкции антенны типа «волновой канал» необходимо учитывать как качественные характеристики, так и обращать внимание на настройку антенны на частоту передающей телестанции. На садовых участках обычно нет необходимых измерительных приборов, и поэтому настройку производят непосредственно при приеме сигналов — по контрастности изображения на экране телевизора. Сначала антенну точно по азимуту устанавливают в направлении передающего ТЦ или ретранслятора. Это положение фиксируют. Но ecли нет карты и компаса и по азимуту втравить антенну не представляется возможным, это делают, медленно поворачивая антенну влево до тех пор, пока на экране телевизора изображение не начнет исчезать. Затем проделывают то же самое, поворачивая антенну вправо. После этого антенну устанавливают посредине между двумя зафиксированными положениями.

Подстройку и настройку производят только в том случае, если при изготовлении антенны были использованы трубки нерекомендованного диаметра и длины. При этом необходимо иметь в виду, что если вибраторы изготовлены большего диаметра, то длина их должна быть несколько меньше, а при уменьшении диаметра — больше. Настройка антенны заключается в установлении оптимальной длины рефлектора и директоров.

В четырехэлементной антенне расстояние между рефлектором и активным вибратором регулируется в пределах (0,15…0,25)lдл длина рефлектора больше активного вибратора на 10—20 %; расстояние между активным вибратором и первым директором и между директорами равно (0,1…0,2)lдл.

У антенн типа «волновой канал» входное сопротивление находится в пределах от 32 до 40 Ом, а это значит, что для УСС можно использовать любой коаксиальный кабель, имеющий волновое сопротивление 50 или 75 Ом. На практике необходимо длину кабеля снижения установить опытным путем. Выходное сопротивление антенн типа «волновой канал» в большой степени зависит от расстояния между первым директором и активным вибратором, а также от расстояния между активным вибратором и рефлектором. При увеличении этих расстояний выходное сопротивление антенн типа «волновой канал» возрастает. При этом необходимо иметь в виду, что входное сопротивление антенн типа «волновой канал» указано при условии применения петлевых вибраторов. Если же вместо петлевых вибраторов применяются обычные симметричные (разрезные) вибраторы, то приведенные в тексте значения входных сопротивлений антенн должны быть уменьшены в четыре раза.

Коэффициент усиления антенны, состоящей из четырех элементов, выше, чем у трехэлементной антенны, почти в полтора раза и во многом зависит от конструктивных размеров вибраторов.

Изготавливается антенна из металлических трубок одинакового диаметра в пределах определенной частоты телевещания. Можно рекомендовать к применению тонкостенные трубки диаметром 18 мм для 1—5-го каналов, диаметром 12 мм — для 6—12-го и 8 мм — для 21—10-го.

Конструктивные размеры данной антенны приведены в табл. 4.3.

Четырехэлементная антенна состоит из активного петлевого вибратора 4, рефлектора 3, двух директоров 1 и 2, укрепленных на одной несущей стреле, и УСС. Стрела устанавливается на мачте в точке равновесия (центре тяжести). Подключение кабеля снижения 7 к активному вибратору 4 производится с помощью УСС 6. Варианты соединения элементов антенны с помощью специальных крепежных деталей и пайки см. на рис. 3.11. Но наиболее надежной конструкцией является сварная: она долго выдерживает постоянное воздействие климатических и механических нагрузок (ветра, дождя, снега, инея, росы, грибков и т. д.). Такая антенна наиболее технологична.

При распайке коаксиального кабеля в монтажной коробке, а также при монтаже и разделке оплетку кабеля нельзя разрезать. Ее всегда расплетают и паяют, предварительно скрутив проволочки в одну или две косички. При разделке коаксиального кабеля необходимо следить за тем, чтобы случайно не подрезать проволочки центральной жилы и чтобы на нес не замкнулись проволочки оплетки. Токоведущие провода и жилы коаксиального кабеля к вибраторам антенны и в распределительных коробках лучше припаивать или прикреплять винтами с гайками, тщательно зачищая места соединения. В соединениях не должно быть ржавчины.

Применение четырехэлементной антенны с узкой диаграммой направленности целесообразно в условиях города, поселков, вблизи высоких сооружений. Кроме того, в районах сильных помех даже при небольших расстояниях от ТЦ использование этой антенны может оказаться полезным, если только источник помех не находится со стороны ТЦ на линии, проходящей через ТЦ и приемную антенну.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» (рис. 4.2) предназначена для приема телепередач на расстояниях свыше 50 км от ТЦ в неблагоприятных условиях (при наличии помех и отраженных сигналов).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления. … ………… 6,5—7,8 дБ

рабочая частота …………………. 48,5—230 МГц

входное сопротивление антенны ……… 32 Ом

волновое сопротивление фидера ……… 75 Ом

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ……… 1

неравномерность коэффициента усиления. . 1 дБ КБВ …………………………. 0,6—0.7

помехозащищенность ……………… -(15…26) дБ

оптимальное расстояние от ТЦ ……… 50—60 км

угол раствора диаграммы направленности

в горизонтальной плоскости. ………. 50

Антенна состоит из рефлектора 1, он же основной пассивный вибратор, активного вибратора 3 и трех директоров 4, 7 и 8, которые являются пассивными элементами. Все вибраторы расположены в одной плоскости параллельно друг другу. Закрепляются они в центре тяжести на общей стреле, в качестве которой используется тонкостенная трубка.

Для соединения элементов антенны со стрелой применена деталь крепления, показанная на рис. 3.10, а. Трубки

пассивных вибраторов устанавливаются в паз детали 2 и закрепляются двумя винтами М4 или Мб (их размеры определяются диаметром имеющейся трубки). К общей стреле эта сборка прикрепляется также с помощью двух винтов и гаек М4 или Мб. Эта конструкция обладает достаточной жесткостью, легко противостоит ветровым нагрузкам и удобна при сборке и настройке антенны. Узел крепления вибраторов показан на рис. 4.2.

Наиболее простым и надежным вариантом пятиэлементной антенны является сварной вариант. Все вибраторы в данном случае привариваются к центральной стреле в точках, соответствующих центрам тяжести. Стрела после установки заземляется. Крепление стрелы с вибра-

торами к мачте производится в центре тяжести стрелы. Рефлектор и директоры изготавливаются из тонкостенных трубок одинакового диаметра (10—30 мм). Стрела с мачтой соединяется с помощью хомута и скобы произвольной конструкции. Для удобства настройки антенны в стреле просверливаются дополнительные отверстия, необходимые для перестановки пассивных вибраторов. После сборки вибраторы и детали крепления покрываются морозостойкой краской.

В этой антенне активный вибратор, рефлектор и директоры изготавливаются из металлических трубок, наружные диаметры которых зависят от частоты принимаемого сигнала: 16—22 мм для 1—5-го каналов; 10—11 мм для 6—12-го;

8—10 мм для. 21—41-го. Оптимальная толщина этих трубок 1—1,5 мм. Основная несущая стрела антенны изготавливается из трубки наружным диаметром 35 мм для 1—5-го каналов;

диаметром 18—25 мм для 6—12-го; диаметром 16—20 мм для 21—41-го и толщиной 2—2,5 мм.

В качестве активного элемента антенны применяется петлевой вибратор, выполненный из коаксиального кабеля (см. гл. 1). Петлевой вибратор подключается к коаксиальному кабелю с помощью УСС типа «полуволновое U-образное колено», размеры которого зависят от частоты принимаемого канала.

В табл. 4.4 даны конструктивные размеры пятиэлементной антенны, необходимые для изготовления ее в домашней мастерской. В технической литературе приводятся сведения о размерах подобных антенн, несколько отличающиеся от приведенных в данной таблице. Это объясняется тем, что многоэлементная антенна типа «волновой канал», собранная по размерам на максимальный коэффициент усиления, всегда имеет узкую полосу пропускания частот. Поэтому при настройке и регулировке многоэлементных антенн приходится изменять размеры как самых вибраторов, так и расстоянии между ними, чтобы наилучшим образом удовлетворить достаточно противоречивые требования одновременного получения широкой полосы пропускания частот и высокого коэффициента усиления. Пятиэлементная антенна рассчитана на получение возможно большего коэффициента усиления при минимально необходимой полосе пропускания.

Антенна имеет увеличенное количество пассивных вибраторов, чем обеспечивается хорошее качество изображения на экране телевизора в местах, отстоящих от ТЦ на дальних расстояниях. Как отмечалось ранее, рефлектор обеспечивает получение однолепестковой диаграммы направленности. Длина рефлектора и его расстояние от активного вибратора рассчитаны таким образом, чтобы поля, создаваемые рефлектором и активным вибратором в главном направлении, складывались.

Система директоров, состоящая их трех вибраторов, значительно сужает ширину диаграммы направленности. Длины директоров и расстояния между ними и от них до активного вибратора рассчитываются с таким условием,

чтобы обеспечить сложение электромагнитных полей, создаваемых директорами и активным вибратором в главном направлении.

Сложение электромагнитных полей активного вибратора, рефлектора и трех директоров образует объемную диаграмму направленности пятиэлементной антенны, которая вытянута в сторону главного направления. Чем больше количество директоров, тем уже диаграмма направленности. Для того чтобы данная антенна могла обеспечить устойчивую работу в месте приема сигналов, необходимо тщательно выдержать все основные размеры.

При изготовлении антенны размеры ее элементов выбираются из указанной выше таблицы, но они могут быть и пересчитаны исходя из следующих соображений. Пассивный вибратор (рефлектор) делается всегда длиннее активного на 10—20 %, а пассивные вибраторы (директоры) изготавливаются на 10—15 % короче активного вибратора. Расстояние между активным вибратором и реф-

лектором устанавливается в пределах (0,15…0,25)lдл.р, где lдл.p — рабочая частота принимаемого канала телевидения. Расчетное расстояние между активным вибратором и первым директором, а также между директорами устанавливается равным (0,1 …0,2)lдл.р.

Необходимо иметь в виду, что с уменьшением расстояния между активным и пассивными вибраторами входное сопротивление антенны резко уменьшается. Если надо немного расширить полосу пропускания, то можно увеличить расстояние между элементами на величину, лежащую в пределах (0,16…0,2)lдл.р, но при этом уменьшится коэффициент усиления.

При определении размеров антенны в формулах учас-

твует не cpеднне значение длины волны, а только ее расчетное значение lдл.р, лежащее между двумя несущими частотами, ближе к несущей частоте сигналов изображения, чем к сигналам звукового сопровождения.

Если при постройке антенны окажется, что произошло ослабление несущей частоты сигнала звука, то необходимо укоротить длину первого директора на 8- 10 %.

На рис. 4.3 приведены схемы конструктивных исполнений наружных антенн типа «волновой канал, рассчитанных на прием телесигналов в диапазоне частот от 48,5 до 230 MГцi и более. Они относятся к антеннам направленного действия многоэлементной конструкции с высокими электрическими параметрами, позволяющими осуществлять прием телепередач на первых 12 каналах на границе зоны прямой видимости или в полутени, где напряженность электромагнитного поля значительно ослаблена.

В радиолюбительской практике антенны сложной конструкции не изготавливаются. На первых 5 каналах к антеннам предъявляются повышенные требования к электрическим параметрам — коэффициенту усиления и отношению сигнал — шум на входе телевизора, а это, и свою очередь, вызывает необходимость применять от 5 до 11 вибраторов. Все это приводит к усложнению конструкции, увеличению массогабаритных характеристик и к резкому сужению полосы пропускания.

Эти антенны наиболее эффективны на высоких частотах (от 100 МГц и выше).

Различные варианты многоэлементных антенн типа «волновой канал» имеют свои положительные и отрицательные стороны, проявляющиеся в конкретных условия\ применения.

Трехэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором (рис. 4.3, а).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ………… 5,3 дБ

КБВ ……………………… 0.55—0,8

рабочая частота ……………… 48,5—66 МГц

неравномерность коэффициента

усиления …………………. 0,5 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ….. 1

помехозащищенность ………….. -(12…18) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости…………………. 75

Рефлектор обеспечивает значительное расширение рабочей полосы пропускания частот и коррекцию диаграммы направленности в части уменьшения боковых лепестков. Двойной рефлектор состоит из двух параллельных трубок, симметрично размещенных в вертикальной плоскости относительно несущей стрелы. В качестве активного вибратора применяется шлейфибратор Пистолькорса, имеющий входное сопротивление 292 Ом.

Применение антенны по схеме (рис. 4.3, а) на границе уверенного приема увеличивает шумы, проявляющиеся на экране телевизора, например, в виде штрихов и черточек. Используется антенна для приема телевизионных программ на 6—12-м каналах и реже на 1—5-м каналах.

Конструктивные размеры антенны с двойным рефлектором приведены в табл. 4.5. При анализе размеров между элементами антенны легко увидеть, что расстояние между активным вибратором и первым директором меньше, чем у трехэлементной антенны с 6-го по 12-й канал, а это приводит к снижению входного сопротивления и требует более точного изготовления антенны и тщательного согласования ее с кабелем снижения.

На садовых участках трехэлементную антенну с двойным рефлектором можно рекомендовать только в тех случаях, когда есть необходимость значительно уменьшить влияние помех и отраженных сигналов.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором (рис. 4.3, б).

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ………… 8.0-9,0 дБ

КБВ, не менее ………………. 0,6

рабочая частота ……………… 48.5—230 МГц

входное сопротивление антенны ….. 32 Ом

волноное сопротивление фидера ….. 75 Ом неравномерность коэффициента

усиления, не более ………….. 9,5 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ….. 1

помехозащищенность ………….. -(14…18) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости …………………. 48-56

При настройке пятиэлементной антенны (рис. 4.2), предназначенной для эксплуатации в условиях сильных помех и отраженных сигналов, особое внимание уделяется уменьшению величины задних и боковых лепестков диаграммы направленности. Применение двойного рефлектора вместо одиночного вибратора позволяет улучшить помехозащищённость антенны за счет изменения размеров задних и боковых лепестков до минус 18—24 дБ в сложных условиях приема телепередач.

Подключение антенны к телевизору производится с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом через УСС, подключенное к петлевому вибратору. Конструкция данной антенны отличается от пятиэлементной типа «волновой канал» (см. рис. 4.2) только наличием двойного рефлектора. Для крепления вибраторов к стреле и стрелы к мачте используются детали, показанные на рис. 3.10, и крепежные винты с гайками М4, М5 или Мб.

Конструктивные размеры данной антенны приведены в табл. 4.6.

Пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным первым директором (рис. 4.3, в) предназначена для приема телесигналов в диапазоне частот 1—5-го каналов в зоне полутени на расстоянии свыше 50 км от ТЦ. Эта антенна относится к группе широкополосных многоканальных антенн с высокими электрическими параметрами. Ширину пропускания обычных пятиэлементных антенн типа «волновой канал» определяют пассивные вибраторы, их конструкция и размеры. На практике можно увеличить ширину пропускания антенны почти на 40 % за счет подбора размеров вибраторов и расстояний между ними. При этом коэффициент усиления антенны, как правило, уменьшается.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления …………. 6,5—8.0 дБ

КПД …………………….. 10-11

КБВ, не менее ………………. 0,65

рабочая частота ……………… 48,5—230 МГц

входное сопротивление антенны …. 292 Ом

волновое сопротивление фидера ….. 50—75 Ом

неравномерность коэффициента

усиления, не более ………….. 9 дБ

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны ….. 2

кпд ……………………0.95

полоса пропускания частот ……… ± 4 %

помехозащищенность …………..-( 15. .17) дБ

угол раствора диаграммы

направленности в горизонтальной

плоскости…………………. 60—66

Главный лепесток диаграммы направленности данной антенны представляет собой вытянутый вперед эллипс правильной формы с некоторым сужением в сторону директоров.

Пятиэлементная антенна с двойным директором в зависимости от размеров вибраторов может принимать телесигналы в следующих сочетаниях каналов: 1-й и 3-й, 1-й и 4-й, 2-й и 4-й, 2-й и 5-и, 1-й и 5-й, 3-й и 5-й. Конструктивные размеры антенн для каждого из этих сочетаний каналов приведены в табл. 4.7.

Антенна подключается к телевизору с помощью фидерной линии, изготовленной из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом, и подсоединяется к петлевому вибратору через проволочный симметрирующе-согласующий трансформатор (см. рис. 1.16). Проволочный трансформатор используется для согласования любых широкополосных антенн с входным сопротивлением 300 Ом.

Четыре катушки ССТ намотаны на двух диэлектрических каркасах диаметром 8 мм двойным изолированным проводом. Каждая катушка трансформатора содержит 12 витков провода марки ПЭЛШО диаметром 0,3 мм или ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм. Намотка рядовая — виток к витку в два провода. Оба каркаса с намотанными проводами устанавливаются на общем основании, при этом между каркасами должно быть не менее 18 мм.

Активный вибратор, рефлектор и директоры изготавливаются из тонкостенных латунных (дюралюминиевых или стальных) трубок диаметром 16—22 мм Для 1—5-го каналов, 10—14 мм — .для 6—12-го. Двойной директор жестко соединяется со стрелой антенны без изоляторов и между собой отрезком трубки такого же диаметра. Наиболее прочной и надежной в эксплуатации является антенна сварной конструкции, в которой все трубки привариваются непосредственно к стреле. К мачте стрела с вибраторами крепится с помощью хомутов, скоб и крепежных соединений.

На рис. 4.3, г изображена сварная пятиэлементная антенна типа «волновой канал» с конструктивными размерами, обеспечивающими прием телесигналов на 3-м и 5-м каналах. Расчетные значения размеров вибраторов и расстояний между ними обеспечивают устойчивую работу телевизора на расстоянии свыше 50 км от ТЦ и в зоне полутени. Отличается данная антенна от рассмотренной ранее такой же антенны (рис. 4.3, в) только точностью изготовления ее отдельных элементов и аккуратностью сборки.

Конструктивные размеры сварной пятиэлементной антенны, рассчитанной на прием передач 3-го и 5-го каналов, даны в табл. 4.6.

Шестиэлементная антенна типа «волновой канал» с двумя рефлекторами и двойным первым директором (рис. 4.3, д) предназначена для установки в зоне предельной видимости радиосигнала с ослабленной напряженностью электромагнитного поля. Конструкция этой антенны отличается от ранее рассмотренных тем, что после основного активного вибратора включено два рефлектора (вместо одного), а первый директор антенны выполнен в виде двух параллельных вибраторов. Это позволяет изменить электрические параметры антенны в части расширения полосы пропускания частот за счет некоторого снижения коэффициента усиления.

Конструктивные размеры шестиэлементной антенны, рассчитанной на прием 1-го и 5-го каналов, приведены в табл. 4.6.

Пятиэлементная антенна с тройным рефлектором (рис. 4.3, е) предназначена для установки в зоне за пределами прямой видимости, в условиях действия сильных помех и отраженных сигналов на расстоянии более 50 км от ТЦ. Рефлектор, выполненный из трех вибраторов, обеспечивает образование узконаправленных лепестков диа-

граммы направленности антенны и ее устойчивую работу в полосе частот 1—12-го каналов.

Конструктивные размеры пятиэлементной антенны с тронным рефлектором приведены в табл. 4.8.

В качестве активного вибратора применен шлейф-вибратор Пистолькорса, имеющий большое входное сопротивление — 292 Ом. Активный вибратор создает вокруг себя в плоскости, перпендикулярной к его оси, электромагнитное поле, которое наводит токи в тройном рефлекторе и директорах. В результате этого они сами излучают электромагнитные поля. Размеры вибраторов и расстояния между ними рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить сложение полей в главном направлении. Рефлекторы позволяют получить однолепестковую диаграмму направленности — однонаправленной характеристики излучения. Директоры способствуют обострению главного лепестка диаграммы направленности. Все вибраторы этой антенны образуют объемную диаграмму направленности, вытянутую в сторону главного направления, т. е. в сторону директоров.

Главными условиями хорошей работы этой антенны являются высокая точность изготовления ее элементов, скрупулезная выдержка размеров при сборке и тщательная настройка. В некоторых случаях для юстировки антенны применяются подстроечные наконечники, которые после окончательной настройки жестко закрепляются.

На отдаленных садово-огородных участках пятиэлемент

ная антенна с тремя рефлекторами практически не используется из-за сложности ее изготовления в домашних условиях.

Семиэлементная антенна типа «волновой канал» (рис. 4.3, ж) предназначена для приема телесигналов в радиусе действия мощной передающей станции до 100 км (оптимальное расстояние 60—70 км). Устанавливается антенна в местности, где много индустриальных и других электромагнитных помех, а также отраженных сигналов.

Техническая характеристика:

коэффициент усиления ………… 8 дБ

КБВ. …………………….. 0,6—0,75

рабочая частота …………….. 50—230 МГц

входное сопротивление антенны … 32 Ом входное сопротивление активного

вибратора антенны …………. 292 Ом

волновое сопротивление фидера. …. 75 Ом

неравномерность коэффициента

усиления…………………. 1 дб

номера рабочих каналов ………. 1—12-й, 6—12-и

количество принимаемых программ

на один типоразмер антенны. …. 1 или 6

помехозащищенность. …………. -(16…26) дБ

угол раствора главного лепестка

диаграммы направленности …… 45°

Антенна имеет один вибратор, расположенный на конце стрелы (рефлектор), активный вибратор Пистолькорса и

пять неразрезных вибраторов (директоров). Все вибраторы укрепляются параллельно друг другу на горизонтальной стреле, создавая антенную систему «волновой канал». Петлевой вибратор Пистолькорса крепится в точке нулевого потенциала. В качестве согласующе-симметрирующей системы применен отрезок коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом в виде полуволнового U-образного колена. Входное сопротивление петлевого вибратора 292 Ом. Схема подключения U-образного колена к вибратору показана на рис. 1.10.

Изготавливается антенна, как правило, из металлических трубок с тонкими стенками диаметром 8—30 мм. Мачта и стрела могут быть сделаны из металлической трубки или из деревянного бруска (рейки). Сечение бруска должно обеспечивать прочность конструкции и жесткость. Наилучшее конструктивное решение достигается в сварном варианте, когда все вибраторы жестко приварены к центральной несущей стреле в точках равновесия, а стрела с вибраторами приварена к вертикальной мачте в точке тяжести.

Можно рекомендовать применение этой антенны на каналах высоких частот (свыше 6-го канала). На первых пяти каналах семиэлементные антенны почти не используют из-за больших габаритных размеров и массы, но главным образом из-за недопустимо узкой полосы пропускания, ухудшающей качество изображения и звука. Но в некоторых случаях с этим приходится мириться.

Настройка и регулировка семиэлементной антенны является сложным делом, их не всегда удается качественно выполнить. Одновременно надо знать, что изготовление элементов антенны и ее сборка должны осуществляться с учетом повышенных требований к настройке антенны и ее ориентации на ТЦ или ретранслятор. Требования к точности подстройки антенны обусловлены теми недостатками, которые присущи в основном семиэлементным антеннам, но являются общими для всех антенн типа «волновой канал».

Во-первых, эти антенны очень зависят от конструктивных размеров элементов, от точности их изготовления и настройки. Увеличение количества активных и пассивных элементов антенны, а также конструктивные ошибки приводят, как правило, к отрицательному результату. Несоблюдение требований тщательной настройки и регулировки антенны после изготовления может привести к серьезному ухудшению се направленных свойств.

Во-вторых, антенны типа «волновой канал» всегда требуют подключения их к телевизору с помощью коаксиального кабеля и УСС, что значительно усложняет их конструкцию и затрудняет настройку.

В-третьих, так как семиэлементные антенны узкополосные, это затрудняет их использование не только в диапазонах частот нескольких каналов, но даже для приема телесигналов по одному из первых каналов, в которых относительная полоса частот достаточно велика.

Здесь необходимо заметить, что имеются и другие многоканальные антенны типа «волновой канал», однако их коэффициент усиления существенно хуже.

Конструктивные размеры семиэлементной антенны типа «волновой канал» приведены в табл. 4.9.

Размеры антенны рассчитаны таким образом, чтобы можно было получить достаточно широкую полосу пропускания при возможно большем коэффициенте усиления и принимать телепередачи многих каналов.

Семиэлементная антенна типа «волновой канал» с двойным рефлектором и пятью директорами (рис. 4.3, з) имеет более расширенную полосу пропускания по сравнению с предыдущей антенной (рис. 4.3, ж), высокий коэффициент усиления и поэтому применяется для приема

телепередач на всех каналах в зависимости от расстояния до ТЦ: 1—5-й каналы — 70—80 км, 6—12-й — 60—70 км, 21—41-й — 50—60 км.

Конструктивные размеры семиэлементной антенны с двойным рефлектором и пятью директорами приведены в табл. 4.10 В качестве активного вибратора применен петлевой вибратор с УСС типа «полуволновое U-образное колено».

Антенны ДМВ диапазона для приема цифрового телевидения

Антенна ДМВ-диапазона: какую выбрать

Давно канули в прошлое большие, габаритами в несколько метров, домовые антенны. Как и исчез длинноволновой формат вещания. Сегодня для приема ТВ каналов используется дециметровая антенна для цифрового телевидения. Это несколько различных классов устройств, отличающихся направленностью, коэффициентами усиления, конструкцией. Россия переходит на цифровое вещание. Эфирный формат DVB T2 — это те же дециметровые волны, для которых можно собрать антенну своими руками. Понимая, как работает система передачи сигнала, легко выбрать оптимальную модель приемного устройства на дачу, дальнего действия или рассчитанную на эксплуатацию в зоне уверенного приема трансляций.

Особенности современного цифрового вещания

Вещание в дециметровом диапазоне сегодня используется повсеместно. Это означает рабочие частоты, измеряемые сотнями мегагерц с длинами волн менее метра. Такой способ передачи информации имеет ряд преимуществ.

1. Можно передать больше информации за единицу времени.
2. При вещании в дециметровом диапазоне легко передавать избыточную цифровую информацию, чтобы на стороне потребителя получить чистую картинку и звук, невзирая на потери сигнала.
3. Аппаратура трансляционных центров, передающие антенны, имеют малые габариты.
4. Затраты энергии на организацию потока дециметровых волн относительно малы. Чтобы понять это, стоит вспомнить картину вокруг Останкинской башни в СССР с обугленными ветками деревьев, когда вышка вещала в метровом диапазоне с огромной мощностью. Сегодня, с переходом на ДМВ, такого не наблюдается нигде.
5. Упрощается конструкция антенны и уменьшаются ее габариты на стороне абонента. ДЦМ антенна может представлять собой несколько квадратных рамок размером не более 20 см.

Важно! Есть одна ключевая проблема вещания в ДМВ диапазоне: фронт волны быстро теряет интенсивность. Дальность действия транслятора измеряется всего лишь десятками километров.

Однако работая с цифровым избыточным сигналом, можно достичь высокой автоматизации процесса охвата большой территории. В точках с номинальным уровнем падения сигнала устанавливаются станции ретрансляции. Они работают без участия человека, принимая ДМВ волны и передавая их на собственную зону охвата.

Как выбрать дециметровую антенну

Изучая отзывы, нельзя точно понять, какую именно антенну нужно купить для эксплуатации в конкретной квартире, доме, загородной даче. Есть ряд правил, которые помогут выбрать оптимальную модель.

Значительное расстояние до транслятора

Для приема сигнала на значительном расстоянии от транслятора понадобится остро направленная антенна дециметрового диапазона. Это конструкции типа волновой канал, логопериодическая с дефлекторами.

Важно! Такая наружная антенна ДМВ диапазона может принимать сигнал на расстоянии до 25-30 км без дополнительных устройств. Если же выбрать модель с усилителем, картинка и звук на телевизоре будут радовать даже в том случае, когда до транслятора 50 км и более.

Городские условия

В городских условиях также потребуется остронаправленная антенна. Если она выносится на крышу, можно использовать уже упомянутые классы конструкций. Но если абонент живет на среднем этаже и находится в железобетонных джунглях с многочисленными отражениями сигнала, ему понадобится компактная модель.

Это комнатные устройства класса три квадрата или Харченко с рефлектором. Они направленные, позволят не только отыскать прямой сигнал транслятора, но и прицелиться в отраженный поток достаточной для качественной картинки интенсивности.

Зона уверенного приема

В зоне уверенного приема, на расстоянии 2-5 км от транслятора, не нужна дециметровая антенна с усилителем. Наоборот, она сформирует настолько интенсивный сигнал, что телевизор откажется с ним работать.

В зоне уверенного приема выбирают простые устройства. Это может быть серийная модель в виде нескольких площадок проводников, заключенных в пластиковый корпус. Или простейшая самодельная антенна дециметрового диапазона из коаксиального кабеля или пивных банок.

Совет! Стоит использовать чужие наработки. Рекомендуется пройтись по району и посмотреть, какая ДМВ антенна для цифрового ТВ установлена у соседей. Немного расспросов, выводов — и можно смело отправляться в магазин делать удачную покупку.

Топ-3 антенны дециметрового диапазона

Выводить рейтинг устройств в одном классе было бы неэффективно. Поэтому в него включены антенны для различных условий приема цифрового ТВ.

CIFRA-6

Это недорогое устройство класса волновой канал выполнено в виде антенны в защитном пластиковом корпусе. Направленность модели позволяет точно прицелиться в транслятор. Ориентирование антенны простое, особой настройки не требуется. Усилителя нет. Без него антенна может использоваться для приема цифрового телевидения на расстоянии до 10 км. Уровень усиления — до 6 dBi.

Плюсы:

• направленность;
• защита от внешних воздействий, птиц;
• надежность конструкции;
• простота подключения.

Минусы:

• нужна штанга или мачта для установки;
• нет усилителя;
• базовая комплектация скудна;
• потребуется заводить кабель внутрь помещения.

LUMAX DA1502A

Эта комнатная модель подойдет для дачи, расположенной на расстоянии до 10 км от транслятора DVB-T2. Она устанавливается на собственной стойке, выполнена в стильном корпусе, оснащена усилителем. Питание осуществляется от порта USB, то есть устройству не нужна отдельная розетка. Его можно включить прямо в соответствующий интерфейс телевизора. Уровень усиления сигнала — 28 дБ.

Плюсы:

• ценник;
• питание от порта телевизора;
• с усилителем;
• стильный внешний вид.

Минусы:

• достаточно тяжелая, 700 г;
• не экранирована, на качество сигнала влияют помехи внутри квартиры;
• кабель 3 м — при подключении к телевизору этого много, в комнате мало;
• только использование в закрытых помещениях.

Locus L025.12

Данная антенна класса волновой канал крайне эффективна и направленна. Она рассчитана на самый сложный характер приема. Производитель заявляет дальность до транслятора 25 км в любых условиях.

Важно! Устройство оснащено рефлектором, может работать с ФМ частотами.

Плюсы:

• дальность приема;
• усилитель;
• простота установки и прицеливания;
• принимает ФМ радио.

Минусы:

• габаритная;
• отличный насест для птиц;
• почти неприменима в городских условиях;
• кабель придется заводить в помещение.

Самодельные варианты ДМВ антенн

Выбрать дециметровую антенну для цифрового телевидения достаточно легко. Однако для любителей все мастерить руками будут интересны самодельные конструкции. Зачастую, правильно рассчитанные и выполненные в материале, они показывают даже большую эффективность, чем покупные устройства. А некоторые самодельные ДМВ антенны при самостоятельной сборке не будут стоить своему владельцу буквально ни копейки.

Сегодня пользуются популярностью и показали свою эффективность следующие конструкции антенн:

• из двух пивных банок, просто настраивается, для городских условий в зоне хорошего приема;
• из коаксиального кабеля, петля или упрощенная Харченко, для хороших и средних условий приема;
• Харченко, с рефлектором и без, для городских условий, с одним контуром или несколькими для точного охвата диапазонов вещания трансляторов;
• бабочка из медной проволоки, комнатная, для хороших условий приема;
• три квадрата, направленная, для городских условий, комнатная.

Важно! Все эти антенны просто рассчитываются и легко делаются. В некоторых случаях от пользователя даже не требуется специальных знаний. Достаточно точно следовать инструкциям по сборке и настройке или воспользоваться онлайн калькулятором для получения точных данных.

Для энтузиастов будут интересны варианты антенн волновой канал и логопериодическая антенна. Они направленные, могут выполняться с хорошим коэффициентом усиления и рассчитываются точно по параметрам частот трансляторов в точке приема. Такие антенны, сделанные домашними мастерами, почти всегда эффективнее купленных в магазине.

% PDF-1.3
%
756 0 объект
>
endobj
xref
756 105
0000000016 00000 н.
0000002452 00000 н.
0000002640 00000 н.
0000005060 00000 н.
0000005234 00000 п.
0000005301 00000 п.
0000005507 00000 н.
0000005739 00000 н.
0000005918 00000 н.
0000006064 00000 н.
0000006264 00000 н.
0000006506 00000 н.
0000006640 00000 н.
0000006786 00000 н.
0000006933 00000 п.
0000007119 00000 п.
0000007187 00000 н.
0000007348 00000 п.
0000007488 00000 н.
0000007626 00000 н.
0000007770 00000 н.
0000007909 00000 н.
0000008052 00000 н.
0000008191 00000 п.
0000008371 00000 п.
0000008515 00000 н.
0000008658 00000 н.
0000008815 00000 н.
0000008976 00000 н.
0000009044 00000 н.
0000009247 00000 н.
0000009454 00000 п.
0000009589 00000 н.
0000009723 00000 н.
0000009878 00000 н.
0000010037 00000 п.
0000010176 00000 п.
0000010326 00000 п.
0000010548 00000 п.
0000010674 00000 п.
0000010837 00000 п.
0000010974 00000 п.
0000011195 00000 п.
0000011321 00000 п.
0000011451 00000 п.
0000011594 00000 п.
0000011800 00000 п.
0000011952 00000 п.
0000012086 00000 п.
0000012216 00000 п.
0000012353 00000 п.
0000012499 00000 п.
0000012642 00000 п.
0000012825 00000 п.
0000012994 00000 п.
0000013062 00000 п.
0000013200 00000 п.
0000013382 00000 п.
0000013562 00000 п.
0000013693 00000 п.
0000013840 00000 п.
0000014005 00000 п.
0000014162 00000 п.
0000014347 00000 п.
0000014478 00000 п.
0000014634 00000 п.
0000014789 00000 п.
0000014980 00000 п.
0000015111 00000 п.
0000015281 00000 п.
0000015469 00000 н.
0000015629 00000 п.
0000015831 00000 п.
0000015961 00000 п.
0000016124 00000 п.
0000016290 00000 н.
0000016487 00000 п.
0000016657 00000 п.
0000016787 00000 п.
0000016953 00000 п.
0000017172 00000 п.
0000017302 00000 п.
0000017430 00000 п.
0000017572 00000 п.
0000017713 00000 п.
0000017846 00000 п.
0000017963 00000 п.
0000018141 00000 п.
0000018208 00000 п.
0000018370 00000 п.
0000018503 00000 п.
0000054593 00000 п.
0000054807 00000 п.
0000055410 00000 п.
0000085635 00000 п.
0000085856 00000 п.
0000086512 00000 п.
0000086736 00000 п.
0000087322 00000 п.
0000111923 00000 н.
0000115160 00000 н.
0000115843 00000 н.
0000115960 00000 н.
0000002681 00000 п.
0000005037 00000 н.
трейлер
]
>>
startxref
0
%% EOF

757 0 объект
>
endobj
758 0 объект
>
endobj
859 0 объект
>
ручей
HWyTW I @ * E:, jCƢ * r @@
1ZR @ t! 0.ƏBjLu ݅ EhZ6jQSP1 = x ָ c

Обзор конструкции антенны — документация коптера

В этой статье представлен обзор основных принципов
конструкция антенны. Конструкция антенны является важным фактором при использовании БПЛА над
расширенный диапазон и места, где есть препятствия для обзора. Пока это не
непосредственно связанные с отслеживанием антенн / автопилотами, это может быть
полезно для некоторых читателей.

Основы антенны

Когда мы говорим об антенном излучении, оно также включает обратное:
То есть антенна «собирает» излучаемую энергию.

Любой кусок провода будет излучать энергию при подключении к источнику ВЧ (
Ваш передатчик или приемник). Как ХОРОШО излучает то, что применяется
энергия зависит только от двух факторов:

• Что антенна резонирует на той же частоте, что и радио
  сигнал подан и

• Что точка питания антенны согласована с импедансом
  прикрепленный источник энергии передатчика.

  Подсказка

  Максимальная передача энергии между источником и нагрузкой (антенной)

  возникает ТОЛЬКО, когда сопротивление нагрузки и источника равны.

Насколько хорошо антенна излучает эту энергию в любом или во всех направлениях, если
вышеуказанные условия выполняются, тогда зависит только от антенны
дизайн, форма или стиль. Например:

• Простой вертикальный излучатель 1/4 волны будет излучать в форме пончика
  рисунок во всем направлении компаса, с малой энергией вверх и
  вниз, в направлении антенного элемента.
• С другой стороны, антенна типа яги (например, ваш VHF или UHF TV
  антенна) фокусирует энергию в одном направлении, как фонарь.

Антенны без усиления:

• Они фокусируют энергию в большей или меньшей степени в направлении
  дизайна, но делают это, отбирая энергию у других излучающих
  направления.
• Фонарь излучает больше света через торец объектива, при этом ничего не выходит из
  задняя часть.
• Если снять отражатель из-за лампы фонарика, свет погаснет.
  излучается во всех направлениях, всенаправленно, но намного слабее
  любая точка дальше сфокусированного луча.

Излучение антенны поляризованное

То есть излучаемая электромагнитная волна имеет чистую поляризацию
самолет.Обычно это либо линейное, либо круговое (эллиптическое
поляризация также обнаружена, но это просто смесь двух других
типы)

• Вертикальная антенна 1/4 волны излучает линейно, с вертикальным
  поляризация. Если положить его на бок, он будет излучать горизонтально.
  поляризация.
• Спиральная антенна (выглядит как катушка с проволокой, намотанной на винт.
  мода) намотка по часовой стрелке при взгляде сзади будет излучать
  круговая поляризация по часовой стрелке и наоборот.

Для приема максимальной энергии передающая и приемная антенны
должны быть одинаково поляризованы.

• Значительная потеря сигнала (легко около 30 дБ, хотя
  теоретическая потеря бесконечна), если попытаться получить
  сигнал с горизонтальной поляризацией и антенной с вертикальной поляризацией.
• Точно так же есть огромные потери, если попытаться получить циркулярную
  поляризованный сигнал с антенной противоположного кругового направления.
• Странно то, что потери между антенной составляют всего 3 дБ.
  это поляризованный по кругу и линейный.

Вы должны использовать круговую поляризацию, если:

• Если две рассматриваемые антенны не могут поддерживать одинаковые
  отношения, такие как один в качки, катящийся самолет, то там
  были бы неприемлемыми потерями сигнала, так как самолет кренится и
  смолы.
• Таким образом, вы можете использовать вертикаль на самолете, а спиральную или
  турникет или аналогичный в наземном сегменте.
• Таким образом, вы испытаете только максимальную потерю в 3 дБ. ( все
  при условии хорошей прямой видимости).
• Или вы можете вернуть потерю 3 дБ, установив аналогичный круговой
  поляризованная антенна на самолете, сочетающая лучшее из обоих миров.
• Но на самом деле вы получите больше, если круговая поляризация
  оба конца.

Сначала предположим, что две антенны являются простыми вертикальными монополями,
излучение вертикально поляризованных сигналов.

• Когда вы летите, в аэроклубе и т. Д., Вы, вероятно, находитесь рядом
  некоторые металлоконструкции, «вешалка», автомобили и другие транспортные средства и т. д.
• Все эти структуры отражают ту же энергию, которую вы пытаетесь
  получить.
• Кроме того, когда самолет находится низко и далеко, РЧ передается
  антенна кондиционера следует по двум путям к вашему приемнику — один напрямую,
  и один через отражение от земли, что-то среднее между вами
  и кондиционер.
• Что происходит с отраженной волной, так это то, что поляризация
  изменились непредсказуемым образом.
• Ваш приемник (и антенна) не знает и не заботится о том, где
  энергия исходит от, поэтому он также получает эту отраженную энергию.
• Это множество полученных волн конструктивно складываются и
  разрушительно с основной принятой волной, вызывая большие, короткие
  длительность, пропадание сигнала — своего рода «дрожание» сигнала.

Однако, если обе антенны имеют круговую поляризацию, картина будет довольно
разные:

• Когда форма волны круговой поляризации отражается, она ПЕРЕВОДИТ
  поляризация.
• Когда этот обратно поляризованный сигнал достигает вашей приемной антенны
  он в значительной степени отвергается и сильно ослабляется, поэтому мешает
  минимально с основным принимаемым сигналом.

Проблемы резонанса и согласования

• Самые простые линейные антенны имеют монопольную или дипольную форму.

  • Одиночный монополь (например, 1/4 волны по вертикали) или одиночный
    диполь будет излучать только линейную поляризацию.

• Любая антенна является резонансной только тогда, когда ее длина точно соответствует AT
  частота работы.

  • (это не относится к классу широкополосных антенн, например
    спиральная антенна и др.
  • Спираль легко покрывает окатку с хорошей производительностью).

• В резонансе антенна покажет свою характеристическую точку питания
  импеданс.

  • Импеданс точки питания выражается двумя членами, чистым
    резистивная часть и реактивная (оператор j) часть.

• Сопротивление оконечного сопротивления большинства передатчиков и приемников
  50 Ом резистивное, или очень близко к этому.

  • Разумеется, антенна также должна быть резистивной 50 Ом.
    иметь максимальную передачу энергии.
  • Однако ни одна из антенн не так обязательна, поэтому мы должны сделать
    соответствие некоторой точки питания критериям.

• Вертикальный монополь на 1/4 волны над заземленной поверхностью имеет резистивную подачу
  точка около 75 Ом.

  • Полуволновой диполь составляет около 72 Ом.
  • Как и в случае резисторов, размещение двух диполей параллельно, как в
    Турникет IBcrazy приведет к сопротивлению точки питания 35 Ом.

• Источник 75 Ом, подключенный к коаксиальному кабелю 50 Ом и передатчику, будет иметь
  КСВ 1,5: 1 (отношение выходной мощности к отраженной).

  • КСВ 1,5: 1 означает, что примерно 3% мощности вашего передатчика не
    излучаемые: (30 милливатт для передатчика мощностью 1 ватт).
  • Это не так уж и плохо, и мы можем жить с КСВ 1,5: 1 в большинстве
    случаи.

• Антенна турникета представляет собой пару скрещенных диполей, поданных на 90 градусов из
  фазы друг с другом, тем самым создавая круговую поляризацию.

  • НЕЛЬЗЯ просто подключить диполь параллельно коаксиальному кабелю.
    точка подачи хотя.
  • Помимо уменьшения вдвое импеданса (которое, как мы решили, мы можем
    с) диаграмма направленности и поляризация антенны будут
    полностью разрушаться из-за нежелательного излучения коаксиального кабеля.
  • Радиочастотная энергия в точке подключения диполя «просачивается» и
    токи затем текут по внешнему экрану коаксиального кабеля.
  • Как упоминалось ранее, любой кусок провода будет излучать радиочастотную энергию,
    и поэтому коаксиальный кабель излучает эту энергию, и излучение снова добавляет
    конструктивно и разрушительно с основным излучением антенны,
    вызывает полное искажение и нулевые сигналы в шаблоне.
  • НЕОБХОДИМО предотвратить излучение коаксиального кабеля.

• Это делается с помощью трансформатора Balun . — который является
  аббревиатура от « Bal и сбалансированный трансформатор Un ».

• Диполь — это уравновешенное устройство — он электрически равен по каждому
  элемент наружу от точки питания. Следовательно, требуется, чтобы
  точка питания должна быть сбалансирована.

  • Коаксиальный кабель представляет собой симметричный фидер — экран находится на земле
    потенциал, а внутреннее ядро ​​несет энергию.
  • Это эффективно (немного упрощая) соединяет один
    половина диполя к «живому» сердечнику, а другая половина к «земле»
    дисбаланс диполя.
  • Это вызывает токи, протекающие по внешнему экрану коаксиального кабеля, и
    искажение диаграммы направленности диполя.

• Балуны могут быть построены из коаксиального кабеля, но точность
  требуется в длине коаксиального кабеля (обычно они длины кратны
  1/4 длины волны) очень критично, особенно в диапазоне ГГц — 0.5мм
  может иметь большой эффект.

• Турникет не новый — ему от 50 до 60 лет, и он
  хорошо исследованы и опубликованы.

  • До диапазона VHF и нижнего UHF, коаксиальный балун, со встроенным
    трансформатор линии передачи согласования импеданса,
    эти строки:

• Для более высоких микроволновых частот версия сантехнического типа больше
  соответствующий.

• Балун и подающий фитинг состоят из внешней и внутренней трубки.

  • Соотношение диаметров D / d выбрано для получения желаемого
    сопротивление:

• D / d = 1,86 для 75 Ом и 1,5 для 50 Ом.

• Обычно длина внешней трубки составляет около 8 мм для использования на частоте 2,4 ГГц.

• Чтобы получить круговую поляризацию, я упомянул, что два
  диполь должен подаваться на 90 градусов друг от друга (фазовая квадратура).

• Это можно сделать так же, как в версии коаксиального балуна выше (вставив
  дополнительная длина 1/4 волны коаксиального кабеля в опоре к одному диполю дает дополнительную
  длина волны 90 градусов).

• Или этого можно добиться, немного удлинив один элемент (
  становится более индуктивным) и укорачивая другой (становится более
  емкостный) — это также вводит требуемую разность фаз
  между элементами.

• Это видно на изображениях выше:

  • Один элемент обычно имеет длину волны 0,21 на половину,
    а другой — около 0,25 длины волны.

  • Один короткий и один длинный элемент входят во внешнюю трубу и
    подключен к внутренней трубке.

  • В то время как противоположная пара элементов подключается только к
    внешняя трубка.

  • Наружная трубка разделена или имеет паз (паз шириной 0,5 мм). Слот
    составляет примерно 0,23 длины волны.

• Соотношение длины между двумя диполями имеет решающее значение.

  • Обычно это измеряется анализатором цепей и
    сопротивление подачи каждого элемента установлено, чтобы сказать R + j45 Ом (более длинное
    диполь), а другой — на R-j45 Ом.
  • Это даст правильное фазовое соотношение между элементами.
  • Отклонение на половину мм может иметь большой эффект,
    антенну на посредственную ..

• На последнем изображении выше показана тефлоновая трубка.

  • Вставляется в трубку снизу и плотно прилегает внутрь
    внешнюю трубу и над внутренней.
  • Затем его перемещают вверх и вниз, чтобы отрегулировать «R» часть R + -jX,
    до матча хорошие 50 Ом.
  • Это не влияет на диаграмму направленности антенны или
    характеристики.
  • Получение согласования импеданса 50 Ом может быть выполнено путем обрезки
    длины элементов, в то же время разрушая антенну
    диаграмма направленности и округлость.

• А потому это не так просто сделать дома, и поэтому «Хобби»
  Варианты Кинга и других, продаваемые повсюду, в основном представляют собой мусор.

  • С ними вы, вероятно, достигнете дальности в несколько километров.
    • Помните, любой старый кусок провода будет излучать.
    • Я легко пробегаю 15 км с 500 милливаттами на 2.4GHz с использованием двух
      балун с разрезной оболочкой, правильно подобранный и обрезанный, скрещенный
      диполи ..

• Для заинтересованных:

• Ссылки — RSGB VHF / UHF Manual — page 8.45

• Современный дизайн антенны — страница 255

• Вот несколько изображений моего балуна с разъемной оболочкой и скрещенных диполей .

  Скрещенные диполи балуна с разъемной оболочкой

Общие сведения о дБ, ваттах и ​​дБм

Ватт (Вт) является стандартным
Единица СИ
для измерения мощности.

Децибел (дБ) — это
логарифмическое отношение, которое можно использовать для описания нелинейного
различия между значениями мощности сигнала в диапазоне (положительное или
отрицательная разница означает усиление или потерю сигнала). Например,
вы можете использовать отрицательное значение в дБ для описания нелинейной скорости
потеря сигнала при его прохождении через проводящую среду. дБ
единица измерения основана на журнале ₁₀ (функция «Журнал» научного калькулятора). дБм — это сокращение от
коэффициент мощности в децибелах (дБ) измеренной мощности относительно одной
милливатт (мВт).([отношение в дБм] / 10)) / 1000

Для расчета мощности, выраженной в дБ или дБм, можно использовать простое сложение и
вычитание. Например, рассмотрим радиоприемник мощностью 60 мВт, который
подключается к антенне с усилением 14 дБи с помощью 7-метрового кабеля
(затухание 25 дБ на 100 м). Мы можем рассчитать выходную мощность, как показано:

TX_Power = 60 мВт = 0,06 Вт = 17,78 дБм (с использованием преобразований
выше)

Cable_Loss = 25 дБ / 100 м = 0.25 дБ на метр * 7 метров
= 1,75 дБ

Antenna_Gain = 14dBi

Output_Power = TX_Power — Cable_Loss + Antenna_Gain

Выходная мощность = 17,78 — 1,75 + 14 = 30,03 дБ = 1 Вт
(с использованием приведенных выше преобразований)

диаграмм направленности антенн и их значение

Многое можно узнать о том, как работает антенна, из ее диаграмм направленности.В этом документе описаны многие общие параметры антенн, которые можно понять по диаграммам.

Введение

Основным компонентом системы беспроводной локальной сети является антенна. Есть несколько разных типов, и все они имеют свое место. Однако может возникнуть некоторая путаница в языке, используемом для определения антенн, а также в отношении основных функций каждого типа антенн. Цель этого технического документа — развеять путаницу вокруг антенн и их функций.Этот документ не предназначен для использования в качестве учебника по электромагнитным полям или руководства по развертыванию. Скорее, его следует использовать в качестве словаря основных антенн и антенной терминологии, а также в качестве учебного пособия, в котором конкретно рассматриваются диаграммы направленности антенн и параметры, связанные с этими диаграммами направленности. Основное внимание уделяется множеству различных антенн, которые могут встретиться в системе беспроводной локальной сети.

Мы начнем с глоссария основных определений, а затем перейдем к обсуждению некоторых распространенных типов антенн и их свойств.Попутно показаны и объяснены диаграммы направленности антенн, включая 3-мерную диаграмму направленности антенн. Также описаны типичные характеристики для каждого типа антенны. Конечно, есть много исключений из «типичной» антенны, поскольку многие типы антенн могут быть разработаны для улучшения одного или нескольких параметров. Но часто бывает полезно увидеть несколько примеров и выделить некоторые из этих параметров.

В системе WLAN обычно используются диполи, всенаправленные антенны, патчи и Yagis.Эти антенны показаны на Рисунке 1. Хотя эти антенные пакеты могут несколько отличаться от одного производителя к другому, это типичные пакеты для этих типов антенн. Функция каждого из этих типов антенн подробно объясняется в этой статье.

Рисунок 1. Различные антенны, обычно используемые в системах WLAN

Историческое примечание: тип антенны, который мы обычно называем Яги, был впервые разработан в конце 1920-х годов двумя профессорами, Синтаро Уда и Хидецугу Яги из Университета Тохоку в Японии.В то время как антенна была в основном разработана Уда, профессор Яги популяризировал конструкцию антенны в США и других странах посредством различных презентаций на конференциях. С тех пор имя Яги ассоциируется с этим типом антенн.

Основные определения

Мы часто определяем антенны и антенную терминологию в терминах передающей антенны, но все определения применимы и к приемным антеннам. Фактически, свойства антенны одинаковы в любом рабочем режиме.Итак, заявлено это или нет, все определения и описания описывают антенны, которые являются частью передатчика или приемника.

Антенна. An
антенна — это преобразователь между направляемой волной и излучаемой волной, или наоборот. Структура, которая «направляет» энергию к антенне, наиболее очевидна как коаксиальный кабель, прикрепленный к антенне. Излучаемая энергия характеризуется диаграммой направленности антенны.

Антенна.Диаграмма направленности или
диаграмма направленности антенны — это графическое представление свойств излучения антенны в зависимости от пространства. То есть диаграмма направленности антенны описывает, как антенна излучает энергию в космос (или как она получает энергию). Важно отметить, что антенна излучает энергию во всех направлениях, по крайней мере, в некоторой степени, поэтому диаграмма направленности антенны на самом деле является трехмерной. Однако обычно этот трехмерный узор описывают двумя плоскими узорами, называемыми
схемы главных плоскостей.Эти шаблоны основных плоскостей могут быть получены путем создания двух срезов трехмерного рисунка по максимальному значению рисунка или путем прямого измерения. Именно эти диаграммы направленности в основных плоскостях обычно называют диаграммами направленности антенн.

Характеристика характеристик излучения антенны с помощью двух диаграмм направленности в основных плоскостях достаточно хорошо работает для антенн с хорошо подобранными диаграммами направленности, то есть при отображении только двух плоскостей теряется не так много информации. На рисунке 2 показана возможная система координат, используемая для таких антенных измерений.

Рисунок 2. Система координат измерения антенны

При обсуждении основных диаграмм направленности плоскостей или даже диаграмм направленности антенн вы часто встретите термины
диаграмма направленности азимутальной плоскости и
образец плоскости возвышения. Семестр
азимут обычно обозначается как «горизонт» или «горизонталь», тогда как термин
Под возвышением обычно понимается «вертикаль». При использовании для описания диаграмм направленности антенны эти термины предполагают, что антенна установлена ​​(или измерена) в той ориентации, в которой она будет использоваться.На рисунке 2 плоскость x-y (θ = 90 градусов) является азимутальной плоскостью. Диаграмма направленности в азимутальной плоскости измеряется, когда измерение проводится по всей плоскости x-y вокруг тестируемой антенны. Тогда плоскость возвышения является плоскостью, ортогональной плоскости x-y, скажем, плоскостью y-z (φ = 90 градусов). Диаграмма угла места выполняется по всей плоскости y-z вокруг тестируемой антенны.

Диаграммы направленности антенн (диаграммы направленности азимута и угла места) часто отображаются в виде графиков в полярных координатах.Это дает зрителю возможность легко визуализировать, как антенна излучает во всех направлениях, как если бы антенна уже была «нацелена» или уже установлена. Иногда может быть полезно построить диаграммы направленности антенн в декартовых (прямоугольных) координатах, особенно когда в диаграммах есть несколько боковых лепестков и когда уровни этих боковых лепестков важны.

Мочки. Любая данная диаграмма направленности антенны имеет части диаграммы, которые называются
доли. «Лепесток» может быть главным лепестком, боковым лепестком или задним лепестком, и эти описания относятся к той части рисунка, в которой появляется лепесток.В целом
лепесток — это любая часть рисунка, окруженная областями относительно более слабого излучения. Таким образом, лепесток — это любая часть рисунка, которая «выступает», и названия различных типов долей говорят сами за себя. На рис. 3 представлен вид диаграммы направленности с лепестками, обозначенными на графике каждого типа.

Рис. 3. Диаграммы излучения в полярных и декартовых координатах, показывающие различные типы долей

Изотропный радиатор.An
изотропный излучатель — это гипотетическая антенна без потерь, которая излучает энергию одинаково во всех направлениях. Эта воображаемая антенна имела бы сферическую диаграмму направленности, и оба сечения в главной плоскости были бы кругами (действительно, любой плоский разрез был бы кругом).

Усиление. В
Коэффициент усиления антенны (в любом заданном направлении) определяется как отношение коэффициента усиления мощности в заданном направлении к коэффициенту усиления эталонной антенны в том же направлении. Стандартной практикой является использование изотропного излучателя в качестве эталонной антенны в этом определении.Обратите внимание, что изотропный излучатель будет без потерь и излучать свою энергию одинаково во всех направлениях. Это означает, что коэффициент усиления изотропного излучателя G = 1 (или 0 дБ). Принято использовать единицы дБи (децибелы относительно изотропного излучателя) для усиления относительно изотропного излучателя. Коэффициент усиления, выраженный в дБи, вычисляется по следующей формуле:

GdBi = 10 * Log (GNumeric / GIsotropic) = 10 * Log (GNumeric)

Иногда теоретический диполь используется в качестве эталона, поэтому единица дБд (децибелы относительно диполя) будет использоваться для описания усиления по отношению к диполю.Этот блок обычно используется, когда речь идет об усилении всенаправленных антенн с большим усилением. В случае этих всенаправленных антенн с более высоким коэффициентом усиления их усиление в дБд будет выражением их усиления выше 2,2 дБи. Таким образом, если антенна имеет усиление 3 дБд, она также имеет усиление 5,2 дБи.

Обратите внимание, что когда для усиления антенны указано одно число, предполагается, что это максимальное усиление (усиление в направлении максимального излучения).

Важно отметить, что антенна с усилением не создает излучаемой мощности.Антенна просто определяет способ распределения излучаемой мощности относительно излучения мощности одинаково во всех направлениях, а коэффициент усиления просто характеризует способ излучаемой мощности.

Ширина луча 3 дБ. В
Ширина луча по уровню 3 дБ (или ширина луча по половинной мощности) антенны обычно определяется для каждой из главных плоскостей. Ширина луча по уровню 3 дБ в каждой плоскости определяется как угол между точками в главном лепестке, которые ниже максимального усиления на 3 дБ.Это показано на рисунке 3. Ширина луча по уровню 3 дБ на графике на этом рисунке показана как угол между двумя синими линиями на полярном графике. В этом примере ширина луча по 3 дБ в этой плоскости составляет около 37 градусов. Антенны с широкой шириной луча обычно имеют низкое усиление, а антенны с узкой шириной луча обычно имеют более высокое усиление. Помните, что усиление — это мера того, какая часть мощности излучается в заданном направлении. Таким образом, антенна, которая направляет большую часть своей энергии в узкий луч (по крайней мере, в одной плоскости), будет иметь более высокое усиление.

Соотношение передней и задней части. В
переднее-заднее отношение (F / B) используется как показатель качества, который пытается описать уровень излучения с тыльной стороны направленной антенны. По сути, передний / задний коэффициент — это отношение пикового усиления в прямом направлении к усилению на 180 градусов позади пика. Конечно, по шкале дБ отношение передней / задней части — это просто разница между пиковым усилением в прямом направлении и усилением на 180 градусов позади пика.

Поляризация.В
поляризация или состояние поляризации антенны — довольно сложное и запутанное понятие. Антенна будет генерировать электромагнитную волну, которая меняется во времени при перемещении в пространстве. Если волна, распространяющаяся «наружу», изменяется «вверх и вниз» во времени, а электрическое поле всегда находится в одной плоскости, эта волна (или антенна) называется
линейно поляризованный (вертикально поляризованный, так как изменение происходит вверх и вниз, а не из стороны в сторону) Если эта волна вращается или «вращается» во времени, путешествуя в пространстве, волна (или антенна) называется
эллиптически поляризованный.В частном случае, если эта волна вращается по круговой траектории, волна (или антенна)
циркулярно поляризованный. Это означает, что определенные антенны чувствительны к определенным типам электромагнитных волн. Практическое значение этой концепции состоит в том, что антенны с одинаковой поляризацией обеспечивают лучший тракт передачи / приема.

Рассмотрим антенны, которые генерируют волны с линейной поляризацией и чувствительны к ним. Если линейно поляризованная антенна излучает линейно поляризованную электромагнитную волну, бегущую «вверх и вниз» или вертикально, наилучшим из возможных приемников этой электромагнитной волны будет другая антенна, аналогичная линейно поляризованной (вертикально поляризованной).Линейная поляризация также включает возможность распространения электромагнитных волн «справа налево» (по горизонтали). Часто антенны можно просто физически повернуть, чтобы сделать их поляризованными по горизонтали или вертикали, хотя это не всегда может быть лучшим выбором.

Антенны с круговой поляризацией могут излучать электромагнитные волны, которые вращаются по или против часовой стрелки в зависимости от конструкции. Поэтому для приема этих сигналов следует использовать антенну с такой же поляризацией.Это направление вращения обычно характеризуется левой круговой поляризацией (LCP) или правой круговой поляризацией (RCP).

Обратите внимание, что поляризация антенны не всегда подразумевает что-либо о размере или форме антенны. Диполь обычно называют вертикально поляризованным из-за способа, которым обычно используется диполь, то есть потому, что он установлен вертикально, но антенна имеет линейную поляризацию. Точно так же антенны круглой формы не обязательно должны иметь круговую поляризацию.Многие круглые пятна имеют линейную поляризацию, а многие прямоугольные пятна имеют круговую поляризацию. Эти примеры являются простой демонстрацией того факта, что состояние поляризации антенны не связано с ее формой.

КСВ. В
Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) определяется как отношение максимального напряжения к минимальному напряжению в структуре стоячей волны. Стоячая волна возникает, когда мощность отражается от нагрузки. Таким образом, КСВН — это мера того, сколько мощности передается устройству, а не количество энергии, которое отражается от устройства.Если импеданс источника и нагрузки одинаковы, КСВ составляет 1: 1; нет отраженной мощности. Таким образом, КСВН также является мерой того, насколько близко совпадают импеданс источника и нагрузки. Для большинства антенн в WLAN это мера того, насколько близко антенна находится к идеальным 50 Ом.

Полоса пропускания VSWR. В
Полоса пропускания VSWR определяется как диапазон частот, в котором антенна имеет заданный VSWR. Часто указывается полоса КСВ 2: 1, но также часто используется 1,5: 1.

Направленная антенна.А
Направленная антенна — это антенна, которая излучает энергию более эффективно в одном (или некоторых) направлениях, чем в других. Обычно такие антенны имеют один главный лепесток и несколько второстепенных лепестков. Примерами направленных антенн являются тарелки и тарелки.

Всенаправленная антенна. An
Всенаправленная антенна — это антенна, которая имеет ненаправленную диаграмму направленности (круговую диаграмму направленности) в данной плоскости с диаграммой направленности в любой ортогональной плоскости. Примерами всенаправленных антенн являются диполи и коллинеарные антенны.

Общие антенны и их диаграммы направленности

В этом разделе описаны некоторые общие антенны вместе с подробностями о типичных диаграммах, которые можно ожидать от этих общих антенн. Здесь описаны диполь, коллинеарная решетка, одиночная патч-антенна, патч-матрица, Yagi и даже секторная антенна. Показаны и подробно описаны диаграммы направленности каждой антенны, включая трехмерную диаграмму направленности. Акцент делается на описании шаблонов и параметров, которые являются производными от этих шаблонов.

Важно отметить, что на самом деле не имеет значения, в каком направлении отображаются узоры. Ориентация определенного рисунка часто является вопросом личных предпочтений. Например, некоторым людям нравится направленная диаграмма направленности антенны, чтобы она всегда была направлена ​​вверх, в то время как другим нравится, чтобы они указывали вправо или влево, потому что именно так антенна часто будет развертываться. Важно иметь некоторые базовые знания о том, для чего предназначены эти антенны, чтобы вы могли понять параметры диаграммы направленности.Тогда направление паттерна не имеет большого значения.

Показанные здесь шаблоны представляют выходной сигнал смоделированных антенн. Всенаправленные диаграммы направленности повернуты таким образом, что кажется, что диаграммы направленности излучаются в сторону горизонта, как это типично для всенаправленного развертывания антенны. Патчи и шаблоны Яги остаются смоделированными, то есть они появляются в той же системе координат, в которой они были смоделированы, а не развернуты.

Всенаправленные антенны

Всенаправленные антенны обычно называют всенаправленными.«Кроме того, всенаправленная антенна часто относится к всенаправленной антенне, но не к диполю. Часто всенаправленная антенна относится к всенаправленной антенне, которая имеет большее усиление, чем диполь. Однако диполь — это всенаправленная антенна, как мы увидим в следующем Раздел Диполь — это просто особый случай.

Дипольные антенны

Под дипольной антенной чаще всего понимают диполь на полуволны (λ / 2). Физическая антенна (а не корпус, в котором она находится) состоит из проводящих элементов, общая длина которых составляет примерно половину длины волны на предполагаемой частоте работы.Это простая антенна, которая излучает свою энергию к горизонту (перпендикулярно антенне). Рисунки, показанные на Рисунке 4, являются результатом идеального диполя, образованного двумя тонкими проволоками, ориентированными вертикально вдоль оси z.

Полученный трехмерный рисунок выглядит как пончик или рогалик с антенной, сидящей в отверстии и излучающей энергию наружу. Наибольшая энергия излучается наружу, перпендикулярно антенне в плоскости x-y.

Шаблон азимутальной плоскости формируется путем разрезания трехмерного рисунка в горизонтальной плоскости, в данном случае плоскости x-y, точно так же, как если бы вы разрезали бублик.Обратите внимание, что диаграмма направленности в азимутальной плоскости является ненаправленной, то есть антенна излучает свою энергию одинаково во всех направлениях в азимутальной плоскости. Таким образом, диаграмма направленности в азимутальной плоскости представляет собой круг, проходящий через максимальное усиление под всеми углами, как показано на рисунке 4c.

Обратите внимание, что диаграммы направленности в любой ортогональной плоскости (фактически, в любой плоскости) имеют направленный характер, и поэтому эта антенна соответствует определению всенаправленной антенны. Шаблон плоскости возвышения формируется путем разрезания трехмерного шаблона через ортогональную плоскость (плоскость x-z или плоскость y-z).Из диаграммы угла места мы видим, что дипольная антенна имеет ширину луча в плоскости угла места 78 градусов, как показано на диаграмме на Рисунке 4d двумя синими линиями. Эти линии нарисованы там, где усиление ниже пика на 3 дБ. Ширина луча в плоскости возвышения — это общая угловая ширина между двумя точками по 3 дБ на кривой.

Коэффициент усиления полуволнового диполя составляет примерно 2,2 дБи. Значение 2,2 дБи достигается на горизонте в плоскости возвышения и везде в азимутальной плоскости.Обратите внимание, что диаграмма направленности в азимутальной плоскости представляет собой круг, проходящий через значение усиления 2,2 дБи под всеми углами. Эти значения представляют собой ширину луча по уровню 3 дБ и коэффициент усиления теоретического полуволнового диполя. Так часто называют дипольные антенны, хотя многие диполи на рынке не достигают этих теоретических значений.

Учитывая эти диаграммы направленности антенны, вы можете видеть, что дипольная антенна должна быть установлена ​​так, чтобы она была ориентирована вертикально по отношению к полу или земле.Это приводит к тому, что максимальное количество энергии излучается в намеченную зону покрытия. Ноль в середине шаблона будет указывать вверх и вниз. В помещении это обычно не вызывает беспокойства из-за непосредственной близости потолка и всей многолучевости, присутствующей в помещении.

Рис. 4. Дипольная антенна с трехмерной диаграммой направленности, диаграммой направленности в азимутальной плоскости и диаграммой направленности в плоскости возвышения

Коллинеарные всенаправленные антенны

Чтобы создать всенаправленную антенну с более высоким коэффициентом усиления, несколько всенаправленных структур (либо провода, либо элементы на печатной плате) могут быть расположены вертикально, линейно, чтобы сохранить тот же всенаправленный рисунок в азимутальной плоскости, но более сфокусированный луч в плоскости возвышения. который тогда имеет более высокий коэффициент усиления.Это часто называют
коллинеарный массив. Обратите внимание, что более высокое усиление не означает, что антенна создает большую мощность. Это означает, что такое же количество энергии излучается более сфокусированным образом.

Типичная всенаправленная диаграмма направленности показана на рисунке 5. Антенна, показанная на рисунке, была сформирована из решетки из трех диполей, ориентированных вдоль оси z. Обратите внимание, что трехмерный узор, показанный на рис. 5а, выглядит как более плоский «рогалик» с маленькой «чашей», приклеенной сверху и снизу.Бублик образует всенаправленную азимутальную плоскость, показанную на рисунке 5b, и основные лепестки в плоскости возвышения, как и диполь. Маленькие «чаши» сверху и снизу образуют боковые лепестки, присутствующие в плоскости возвышения на рисунке 5c.

Опять же, шаблон азимутальной плоскости формируется путем разрезания трехмерного шаблона через горизонтальную плоскость (плоскость x-y). Как и ожидалось, диаграмма круглая и проходит через пиковое усиление под всеми углами. Обратите внимание, что диаграмма направленности в ортогональных плоскостях является направленной, поэтому эта антенна соответствует основному определению всенаправленной антенны.

Результирующее усиление составляет около 5,8 дБи при ширине луча в плоскости возвышения около 38 градусов, что снова показано синими линиями в плоскости возвышения, показанными на рисунке 5c. Эта ширина луча значительно уже, чем у диполя. Легко увидеть, как энергия, излучаемая этой антенной, более сфокусирована, что приводит к большему усилению (по сравнению с диполем).

Как типично для всенаправленных антенн с более высоким коэффициентом усиления, на вертикальной плоскости видны явные боковые лепестки.Боковые лепестки в шаблонах главных плоскостей формируются путем прорезания «чаш», которые находятся выше и ниже основных лепестков в трехмерном шаблоне. Эти лепестки примерно на 14 дБ ниже пика основных лепестков. Обратите внимание, что диаграмма направленности в азимутальной плоскости по-прежнему такая же круглая, с хорошим поведением, что и в диполе, но диаграмма угла места намного уже, что указывает на то, что мощность излучается более направленным образом, что обеспечивает более высокое усиление.

Рисунок 5. Трехмерная диаграмма направленности от всенаправленной антенны 5,8 дБи, диаграмма направленности в азимутальной плоскости и диаграмма направленности в плоскости возвышения

Как показано на рисунках 4 и 5, цель диполя или любого всенаправленного излучения — одинаково излучать энергию во всех направлениях в плоскости. Для диполей и коллинеарных решеток всенаправленная плоскость должна быть азимутальной плоскостью (плоскостью пола или земли). По этой причине не имеет значения, как представлены шаблоны. Понятно, что шаблон плоскости возвышения всегда ортогонален шаблону азимутальной плоскости.Ориентация фактического графика во многом зависит от ориентации антенны в измерительной системе, и это все, что нужно сделать. Таким образом, независимо от того, выглядит ли плоскость возвышения как на рисунке 6a или рисунке 6b, вы можете быть уверены, что, когда ваш диполь или всенаправленный направлен вертикально, антенна будет излучать к горизонту во всех направлениях.

Рис. 6. Демонстрация высоты

Направленные антенны

Направленные антенны используются для покрытия, а также для соединений точка-точка.Это могут быть патч-антенны, тарелки, рожки или множество других разновидностей. Все они достигают одной цели: излучают энергию в определенном направлении.

Патч-антенны

Патч-антенна в своей простейшей форме представляет собой единственную прямоугольную (или круглую) проводящую пластину, которая расположена над землей. Патч-антенны привлекательны своим низким профилем и простотой изготовления.

Диаграмма направленности отдельного пятна характеризуется одним главным лепестком средней ширины луча.Часто ширина луча в азимутальной и вертикальной плоскостях одинакова, что приводит к довольно круглому лучу, хотя это ни в коем случае не универсально. Шириной луча можно управлять для создания антенны с большим или меньшим усилением, в зависимости от требований. Антенна, построенная с одним патчем, будет иметь максимальное усиление около 9 дБи или немного меньше.

Патч-антенна на рисунке 7 показывает, насколько простыми могут быть эти антенны. Это простой прямоугольный патч, построенный на прямоугольной плоскости земли.Диаграммы направленности демонстрируют типичные характеристики патч-антенны. Есть один главный лепесток с довольно широкой шириной луча с мелкими нулями, направленными вверх и вниз от антенны. Кроме этого, в шаблоне не так много особенностей. Тот, что показан на рисунке 7, предназначен для получения более высокого коэффициента усиления, а не для симметричной плоскости. Коэффициент усиления составляет около 8,8 дБи при ширине луча в азимутальной плоскости 70 градусов и ширине луча в плоскости места 57 градусов. Это не редкость для антенн с одним патчем.

Рис. 7. Однопунктовая антенна с трехмерной диаграммой направленности, диаграммой направленности в азимутальной плоскости и диаграммой направленности в плоскости возвышения

Диаграммы азимута и угла возвышения получаются простым разрезанием трехмерной диаграммы направленности. В этом случае шаблон плоскости азимута получается путем разрезания плоскости x-z, а шаблон плоскости возвышения формируется путем разрезания плоскости y-z. Обратите внимание, что есть один главный лепесток, который излучается с передней стороны антенны.В плоскости возвышения (в данном случае) есть три задних лепестка, самый сильный из которых находится на 180 градусов позади пика главного лепестка, что обеспечивает соотношение между передним и задним порогом около 14 дБ. То есть усиление антенны на 180 градусов позади пика на 14 дБ ниже пикового усиления.

Опять же, не имеет значения, показаны ли эти узоры направленными вверх, вниз, влево или вправо. Обычно это артефакт системы измерения. Патч-антенна излучает свою энергию из передней части антенны.Это установит истинное направление паттернов.

Патч-массивные антенны

Антенна с патч-решеткой, как правило, представляет собой некоторую конфигурацию из нескольких патч-антенн, которые управляются одним и тем же источником. Часто такая компоновка состоит из патчей, расположенных в упорядоченных рядах и столбцах (прямоугольный массив), как показано на рисунке 8. Причина таких компоновок — более высокое усиление. Более высокое усиление обычно подразумевает более узкую ширину луча, и это действительно так в случае массивов патчей.Показанная здесь решетка имеет усиление около 18 дБи при ширине луча в плоскости азимута и угла места около 20 градусов. Обратите внимание, что задние лепестки очень маленькие, а соотношение между передним и задним составляет около 30 дБ. Первые боковые лепестки ниже пика примерно на 14 дБ.

Рис. 8. Антенна с коммутационной решеткой 4×4 с трехмерной диаграммой направленности, диаграммой направленности в азимутальной плоскости и диаграммой направленности в плоскости возвышения

Диаграммы антенн часто показаны нормализованными по пиковому усилению.Пиковое усиление (в дБи) просто вычитается из усиления во всех точках кривой, и диаграмма строится с новыми значениями. Эти диаграммы выражены в дБ, где 0 дБ соответствует пиковому усилению. Нормализованный паттерн особенно полезен, когда интересуют уровни боковых лепестков и глубина нулей, поскольку их соответствующие уровни легче читать. Показанные здесь паттерны массива патчей имеют достаточно лепестков и функций, поэтому рассмотрение их нормализованных паттернов в прямоугольных координатах может быть интересным.На рисунке 9 показана азимутальная плоскость как в полярных, так и в декартовых (прямоугольных) координатах. На рисунке 10 показана плоскость возвышения в обеих системах координат.

Уровни боковых лепестков легко читаются на прямоугольных графиках. В азимутальной плоскости боковые лепестки расположены ниже пика примерно на 14 дБ. Уровни первых боковых лепестков более чем на 14 дБ ниже в плоскости возвышения. Обратите внимание, что задний лепесток на 30 дБ ниже пика. Это означает, что соотношение передней и задней части составляет 30 дБ. Конечно, если шаблоны даны в нормализованной форме, пиковое усиление должно быть задано для определения абсолютных уровней любого из параметров шаблона.Боковые лепестки обозначены на всех графиках. Обратите внимание, что нижние боковые лепестки находятся слева от главного луча на декартовых графиках. На этих графиках главный луч показан под углом 0 градусов, поэтому угол ниже главного луча будет отрицательным, а выше — положительным.

Рис. 9. Диаграммы азимутальной плоскости массива патчей 4 x 4 в полярных и прямоугольных координатах

Рис. 10. Образцы высот массива участков 4 x 4 в полярных и прямоугольных координатах

Антенны Яги

Антенна Yagi формируется путем возбуждения простой антенны, обычно дипольной или дипольной антенны, и формирования луча с использованием хорошо подобранной серии неуправляемых элементов, длина и интервал которых строго контролируются.Яги, показанный здесь на рисунке 11, состоит из одного отражателя (планка за ведомой антенной) и 14 директоров (планки перед ведомой антенной). Эта конфигурация дает усиление около 15 дБи с шириной луча по азимуту и ​​углу места, которые в основном одинаковы, около 36 градусов. Это общая черта антенн Yagi. Часто эти антенны проектируются так, что их можно вращать для горизонтальной или вертикальной поляризации, поэтому наличие одинаковой ширины луча 3 дБ в каждой плоскости является хорошей особенностью в этих случаях.

Рис. 11. Модель антенны Яги с трехмерной диаграммой направленности, схемой азимутальной плоскости и диаграммой высот

Опять же, антенна Яги — это направленная антенна, которая излучает свою энергию в одном основном направлении. Очень часто эти антенны заключены в трубку, в результате чего пользователь может не видеть все элементы антенны. Их направленность кажется интуитивно понятной из-за их обычного трубчатого форм-фактора.Легко представить, как эти антенны прицеливаются, как винтовка.

Секторные антенны

Секторная антенна или «секторная панель» — это несколько специализированная антенна, часто встречающаяся в наружных системах, где требуются широкие зоны покрытия. Очень часто они состоят из набора диполей, размещенных перед рефлектором определенной формы. Размер и форма рефлектора в значительной степени определяют характеристики этих антенн. Многие из этих антенн имеют несколько плоскую форму отражателя с выступами или другими элементами по краям.Секторные антенны почти всегда классифицируются по ширине луча 3 дБ в азимутальной плоскости. Обычно доступны секторы с углом 60, 90 и 120 градусов. Секторы часто размещаются выше в воздухе и могут иметь связанные с ними требования к боковому лепестку и соотношению между передней и задней сторонами. Наличие других антенн и высота развертывания могут сильно повлиять на фактический выбор антенны.

На рисунке 12 показаны диаграммы направленности секторной антенны, включая несколько изображений диаграммы направленности 3D.Обратите внимание на то, что диаграмма широкая в азимутальной плоскости, но очень узкая в плоскости возвышения. Это типично для секторов, и именно так они достигают своего высокого усиления за счет сжатия плоскости возвышения. Этот сектор образован вертикальной решеткой из десяти диполей, стратегически размещенных перед рефлектором определенной формы.

Это сектор 18 дБи под углом 90 градусов. Это сектор под углом 90 градусов, потому что луч 3 дБ в азимутальной плоскости имеет угол 90 градусов, как показано на рисунке 9e. В этом случае ширина луча в плоскости угла места составляет около 12 градусов, а первые боковые лепестки (плоскость угла места, рисунок 9f) уменьшаются примерно на 14 дБ.Обратите внимание, что образцы основных плоскостей не ориентированы каким-либо определенным образом. Помните, что их на самом деле не нужно ориентировать каким-либо определенным образом, если вы знаете, что должна делать антенна. Предполагается, что азимутальная плоскость параллельна земле, а плоскость возвышения перпендикулярна земле.

Рис. 12. Различные трехмерные диаграммы направленности излучения секторной антенны под углом 90 градусов, диаграмма направленности в азимутальной плоскости и диаграмма направленности в плоскости возвышения

Одна из проблем, возникающих при развертывании секторов, или всенаправленных антенн, если на то пошло, заключается в том, что в плоскости угла места может быть несколько нулей.Когда усиление выше, количество нулей (и боковых лепестков) также обычно увеличивается. Когда антенны используются в офисах или при низком расположении вне помещений, это редко является проблемой. Уровень сигнала обычно достаточно высок, чтобы гарантировать обслуживание всех пользователей при тщательном планировании. Но когда антенны устанавливаются высоко в воздухе на мачтах, эти нули могут повлиять на производительность системы.

Рисунок 13 иллюстрирует проблему. Предположим, что секторная антенна механически наклонена вниз на 5 градусов.Это эффективно наклоняет шаблон плоскости возвышения на 5 градусов, как показано. Это помещает определенные области под антенной в области ниже нулей в диаграмме, что приводит к областям с низким уровнем сигнала.

Рис. 13. Зазоры в покрытии от нулевых отметок

Пользователи системы, находящиеся «в нулевом состоянии», могут столкнуться с проблемой в зависимости от того, сколько сигнала фактически передается на землю. Чем дальше от антенны, тем хуже становится проблема не только потому, что сила сигнала падает с увеличением расстояния от антенны, но и потому, что размер зоны слабого сигнала увеличивается.Также обратите внимание, что многие пользователи получают покрытие от боковых лепестков, а не от главного луча. Это может быть важным соображением.

Некоторые секторы специально разработаны для решения этой проблемы с помощью «нулевого заполнения». Когда заполнены нули, распределение энергии по различным антенным элементам в решетке изменяется так, что больше энергии излучается «под» антенной. В результате максимальное усиление главного лепестка обычно снижается. Чтобы сохранить максимальное усиление, необходимо добавить больше элементов, и антенна станет физически больше.Пример сектора с «нулевым заполнением» показан ниже на рисунке 14. На самом деле это Cisco
® AIR-ANT2414S-R. AIR-ANT2414S-R — это секторная антенна с углом наклона 90 градусов 14 дБи. Многие из имеющихся на рынке секторных антенн под углом 90 градусов для диапазона 2,4 ГГц короче, но не обладают свойством «нулевого заполнения». Эта антенна была разработана для поддержания относительно высокого усиления при заполнении нулей «под антенной», особенно глубоких первого нуля и второго нуля, которые влияют на зону покрытия вдали от антенны.

Рисунок 14. Секторная антенна Cisco под углом 90 градусов с диаграммами направленности по азимуту и ​​углу места

Обратите внимание, что первые два нуля в плоскости возвышения «под антенной» не такие глубокие или, кажется, совсем исчезли. Это позволяет повысить уровни сигнала для пользователей, которые в противном случае могли бы оказаться без покрытия, как показано на рисунке 15. На рисунке показано, что если антенна наклонена вниз на 5 градусов, как в ранее проиллюстрированном случае, ноль не будет направлен далеко от антенны.Все еще существующие нули указывают на области, близкие к вышке, где полное отсутствие покрытия менее вероятно из-за более коротких диапазонов.

Рис. 15. Иллюстрация уменьшенного промежутка покрытия от секторной антенны с «нулевым заполнением»

Сводка

В этом документе рассматриваются основные определения антенн и объясняются термины, часто встречающиеся при исследовании диаграмм направленности антенн. Были сделаны определения усиления и ширины луча, и обсуждались такие параметры диаграммы направленности, как отношение переднего и заднего лепестков и уровни боковых лепестков.Попутно были рассмотрены основные функции нескольких распространенных антенн. Было показано, что всенаправленные антенны, такие как диполи и коллинеарные решетки, излучают свою мощность во всех направлениях в плоскости, от вертикальной оси антенны. Увеличение коэффициента усиления уменьшает ширину луча в плоскости угла места и обычно увеличивает количество боковых лепестков. Как правило, направленные антенны, такие как патчи и яги, излучают свою мощность от передней части антенны. В этих случаях важными становятся диаграммы как азимутальной плоскости, так и плоскости возвышения.Увеличение коэффициента усиления приведет к уменьшению ширины луча как по азимуту, так и по углу места, если не будут приняты конкретные конструктивные меры. Это очевидно в конструкции секторных антенн, в которых ширина луча в азимутальной плоскости обычно больше по сравнению с шириной луча в плоскости угла места.

Знание того, как эти антенны ведут себя, предотвращает путаницу при изучении диаграмм направленности антенн и помогает устранить беспокойство о том, «куда направлена ​​антенна» при просмотре диаграмм направленности. Функция антенны устанавливает ориентацию диаграмм направленности по азимуту и ​​углу места.Затем пользователь может ориентировать или «нацелить» диаграмму направленности в любом направлении и при этом понимать, как будет работать антенна.

Наконец, при обсуждении секторных антенн была показана иллюстрация некоторых эффектов нулей и боковых лепестков. Показаны две секторные антенны, установленные высоко на башне. Один из секторов не пытался контролировать нули плоскости возвышения, а другой был предназначен для заполнения худших из нулей. Были показаны и обсуждены области низкого уровня сигнала, возникающие в результате обнуления плоскости возвышения.Из этого простого обсуждения очевидно, что антенны должны быть аккуратно развернуты, чтобы получить от системы максимальную производительность. Знание основных определений и функций этих распространенных типов антенн обеспечит основу для правильных решений по развертыванию.

Список литературы

Следующие книги являются отличными справочниками по определениям и основам теории. Они также содержат множество теорий антенн, которые могут быть несколько сложными.

Джон Д.Краус и Рональд Дж. Мархефка,
Антенны для всех приложений, McGraw-Hill, 2002 г.

Константин Баланис,
Теория антенн, John Wiley & Sons, 1997

Cisco Aironet 2,4 / 5 ГГц, двухдиапазонная направленная антенна с поляризацией и разнесенной решеткой (AIR-ANT2566D4M-R и AIR-ANT2566D4M-RS)

Меры предосторожности

Предупреждение Установка этой антенны рядом с линиями электропередач опасна. Для вашей безопасности следуйте инструкциям по установке.

Каждый год сотни людей погибают или получают ранения при попытке установить антенну. Во многих из этих случаев жертва знала об опасности поражения электрическим током, но не принимала адекватных мер, чтобы избежать опасности.

Для вашей безопасности и для обеспечения правильной установки прочтите и соблюдайте эти меры безопасности. Они могут спасти вам жизнь!

• Если вы устанавливаете антенну впервые, для вашей собственной безопасности и безопасности окружающих обратитесь за профессиональной помощью.Торговый представитель Cisco может объяснить, какой метод крепления использовать в зависимости от размера и типа антенны, которую вы собираетесь установить.
• Выбирайте место для установки с учетом требований безопасности и производительности. Помните, что линии электропередач и телефонные линии похожи друг на друга. Для вашей безопасности предположите, что любая воздушная линия может вас убить.
• Позвоните в вашу электроэнергетическую компанию. Расскажите им о своих планах и попросите прийти и посмотреть на предлагаемую вами установку. Это небольшое неудобство, учитывая, что на кону ваша жизнь.
• Перед тем, как начать, тщательно и полностью спланируйте установку. Успешный подъем мачты или башни во многом зависит от координации. Каждому человеку должна быть поставлена ​​конкретная задача, и он должен знать, что и когда делать. Один человек должен отвечать за операцию, давать инструкции и следить за признаками неисправности.
• При установке антенны помните:

— Не используйте металлическую лестницу.

— Не работайте с в сырой или ветреный день.

— Правильно оденьтесь — обувь на резиновой подошве и каблуке, резиновые перчатки, рубашка или куртка с длинными рукавами.

• Если сборка начинает падать, отойдите от нее и дайте ей упасть. Помните, что антенна, мачта, кабель и металлические оттяжки отлично проводят электрический ток. Даже малейшее прикосновение любой из этих частей к линии электропередачи завершает электрический путь через антенну и установщик: You!
• Если какая-либо часть антенной системы соприкоснется с линией питания, не прикасайтесь к ней и не пытайтесь снять ее самостоятельно.Позвоните в местную энергетическую компанию . Они благополучно его снимут.
• В случае аварии с линиями электропередач немедленно обратитесь за квалифицированной помощью.

Список всех предупреждений и их переводов см. В разделе Перевод предупреждений безопасности для точек доступа Cisco Aironet по адресу:

http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/access_point/warnings/reference/guide/ap_warn1.html

Установка антенны

Антенну можно установить на стене или потолке (должна быть плоская поверхность) или на опоре с минимальным диаметром 2 дюйма (5.08 см) и максимальным диаметром 5 дюймов (12,7 см). При поставке антенна и один монтажный фланец соединены вместе.

Для установки антенны:

Шаг 1 Определитесь с местом установки. См. Раздел «Выбор места для установки».

Шаг 2 Убедитесь, что у вас есть необходимые инструменты и крепежные детали. См. Раздел «Необходимые инструменты и оборудование».

Шаг 3 Продолжите установку антенны.При установке антенны соберите крепежную скобу, подсоедините антенну и скобу к монтажной поверхности и отрегулируйте ориентацию антенны.

Доступны следующие варианты монтажа:

а. Монтаж на стене или потолке.

б. Монтаж на опоре или мачте.

г. Утопленный монтаж на стене без монтажных кронштейнов.

Шаг 4 (Необязательно) Покрасьте антенну. См. Раздел «Покраска антенны».

Выбор места для установки

Антенна должна быть установлена ​​без каких-либо препятствий сбоку или спереди корпуса, в котором находятся излучающие элементы. Помните, что эта антенна должна быть нацелена на предполагаемую зону покрытия. Следовательно, вы должны установить антенну так, чтобы добиться желаемого механического наклона. По возможности установите антенну рядом с точкой доступа, чтобы можно было использовать самые короткие соединительные кабели.

Осторожно
При установке вне помещения установите антенну так, чтобы кабели выходили вниз.Это поможет предотвратить скопление воды вокруг точек выхода кабеля.

Необходимые инструменты и оборудование

Предупреждение Крепеж и монтажная поверхность должны выдерживать минимальное вытягивающее усилие в 150 фунтов (68 кг), чтобы выдержать вес антенны и кронштейна, а также потенциальную ветровую нагрузку на антенну.

Предупреждение Стойка или мачта должны быть достаточно жесткими, чтобы выдерживать вес антенны вместе с соответствующими силами, создаваемыми ветровыми нагрузками.Кроме того, столб или мачта должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать усилие зажима шланговых зажимов.

Перед тем, как начать установку антенны, выполните процедуру установки для каждого типа установки и убедитесь, что у вас есть все инструменты и крепеж, упомянутые в ней. Ниже приводится общий список креплений и инструментов, которые не входят в комплект антенны и кронштейнов.

• Чтобы ослабить и затянуть регулировочные болты на кронштейнах, вам понадобится отвертка с плоским лезвием.
• Для крепления антенны на стене или потолке вам потребуются четыре монтажных винта или болта 4 мм или №8 и анкеры для стен.
• Чтобы установить антенну на столб или мачту, вам потребуются один или оба этих расходных материала:

— Отвертка шлицевая для затягивания винтов на хомутах

— Головка 5/16 дюйма (8 мм) или накидной ключ

• Вам также могут понадобиться следующие инструменты и оборудование, которые не входят в комплект:

— Сверло и сверло

— Карандаш

— Небольшой молоток для забивания

— Отвертка крестовая

Монтаж на стене или потолке

Примечание Крепежи и монтажная поверхность должны выдерживать минимальное вытягивающее усилие 150 фунтов (68 кг), чтобы выдержать вес антенны вместе с потенциальной ветровой нагрузкой на антенну.

Шаг 1 Определите место установки антенны.

Шаг 2 Прикрепите свободный шарнирный монтажный фланец к стене или потолку с помощью четырех винтов 4 мм или № 8 и крепежа через отверстия на кронштейне.

Один из двух требуемых фланцевых кронштейнов шарнирного крепления прикреплен к задней части антенны (см. Рисунок 1). Другой фланцевый кронштейн, входящий в комплект, используется на этом этапе.

Шаг 3 Соберите крепеж кронштейна, как показано на Рисунке 5.С помощью отвертки с плоским лезвием затяните винты 1/4 20 x 1,25 дюйма на кронштейнах.

Шаг 4 Правильно сориентируйте антенну (обратите внимание на стрелку на задней стороне антенны, которая указывает на верхнюю часть антенны). Используйте отвертку с плоским лезвием, чтобы ослабить или затянуть крепления на шарнирах регулировки азимута и возвышения.

Шаг 5 Отрегулируйте азимут (горизонтальное положение) и угол места (вертикальное положение) антенны. Слегка ослабьте регулировочные шарнирные болты, чтобы можно было выполнить регулировку.

Азимутальный угол можно отрегулировать на ± 90 градусов (Рисунок 7), а по углу места — на ± 55 градусов (Рисунок 8).

Используйте азимутальные и вертикальные отметки на шарнирно-сочлененном монтажном рычаге и фланцевых кронштейнах в качестве ориентира. См. Рисунок 6.

Шаг 6 После регулировки положения антенны затяните шарнирные болты. Затяните все болты с усилием не более 30 фунт-сила-дюйм. (3,4 Нм).

Шаг 7 Подсоедините антенные кабели к точке доступа.Порты антенны обозначены буквами от A до D. Подключите порт антенны A к разъему A на точке доступа, порт антенны B к разъему B на точке доступа и так далее.

Рекомендуемый тип кабеля см. В разделе «Рекомендуемый кабель».

Рис. 5 Изображение узла антенны и кронштейна в разобранном виде

Рис. 6 Крупный план центров регулировки азимута и возвышения

Рисунок 7 Регулировка азимута

Рисунок 8 Регулировка высоты

Монтаж на опоре или мачте

Примечание Стойка или мачта должны быть достаточно жесткими, чтобы выдерживать вес антенны вместе с соответствующими силами, создаваемыми ветровыми нагрузками.Кроме того, мачта должна быть достаточно прочной по конструкции, чтобы выдерживать усилие зажима шланговых зажимов.

Шаг 1 Определите место установки антенны на опоре или мачте.

Шаг 2 Поместите и установите монтажный фланцевый кронштейн на опору или мачту, используя шланговые зажимы, входящие в комплект. Хомуты должны проходить через прорези на свободном кронштейне монтажного фланца.

Один из двух требуемых фланцевых кронштейнов шарнирного крепления прикреплен к задней части антенны (см. Рисунок 1).Другой фланцевый кронштейн, входящий в комплект, используется на этом этапе.

Шаг 3 Затягивайте хомуты только до такой степени, чтобы они могли удерживать фланцевый кронштейн и антенну на месте до тех пор, пока антенна не будет установлена ​​в свое окончательное положение. Используйте шлицевую отвертку, чтобы затянуть винты на шланговых зажимах.

Шаг 4 Присоедините антенну и кронштейн к фланцевому кронштейну. См. Рисунок 5.

Шаг 5 Разместите антенну, монтажный кронштейн и хомуты на мачте.См. Рисунок 9 для справки.

Шаг 6 Затягивайте хомуты, пока антенна полностью не зафиксируется на мачте. Убедитесь, что антенна не может вращаться вокруг мачты.

Шаг 7 После того, как антенна закреплена на мачте, отрегулируйте азимут (горизонтальное положение) и угол места (вертикальное положение) антенны. Слегка ослабьте регулировочные шарнирные болты, чтобы можно было выполнить регулировку.

Азимутальный угол можно отрегулировать на ± 90 градусов (Рисунок 7), а по углу места можно отрегулировать ± 55 градусов (Рисунок 8).

В качестве ориентира можно использовать отметки азимута и возвышения на шарнирно-сочлененном монтажном рычаге и фланцевых кронштейнах. См. Рисунок 6.

Шаг 8 После регулировки положения антенны затяните регулировочные болты. Затяните все болты с усилием не более 30 фунт-сила-дюйм. (3,4 Нм).

Шаг 9 Подсоедините антенные кабели к точке доступа. Порты антенны обозначены буквами от A до D. Подключите порт антенны A к разъему A на точке доступа, порт антенны B к разъему B на точке доступа и так далее.

Рекомендуемый тип кабеля см. В разделе «Рекомендуемый кабель».

Рисунок 9 Узел зажима шланга кронштейна антенны для установки на опоре

Утопленный монтаж на стене без монтажных кронштейнов

Антенну можно установить заподлицо на стене. Для этого вам необходимо выбросить кронштейны фланца шарнирно-сочлененной опоры из установки.

Примечание Следующая процедура описывает, как установить антенну на гипсокартон. Если вы собираетесь установить антенну не на гипсокартон, а на другую поверхность, следующая процедура может незначительно отличаться, и вам следует приобрести необходимое оборудование.

Шаг 1 Снимите кронштейн фланца шарнирного крепления, который прикреплен к задней части антенны.

Шаг 2 Определите место, где вы будете устанавливать антенну.

Шаг 3 Используйте антенну в качестве шаблона, чтобы отметить расположение четырех монтажных отверстий. См. Рисунок 10, где показано расположение отверстий.

Шаг 4 Используя дрель и сверло № 29, просверлите четыре отверстия в местах, отмеченных на этапе 3. Для установки в гипсокартон достаточно сверла № 29 (0,136 дюйма или 45 мм). Для других поверхностей может потребоваться другой размер.

Шаг 5 Вставьте 8-дюймовые пластиковые стеновые анкеры в каждое отверстие.

Шаг 6 С помощью киянки или небольшого молотка правильно вставьте пластмассовые анкеры в стену.

Шаг 7 Совместите монтажные отверстия антенны с анкерами.

Шаг 8 Вставьте винт 8 x 1¼ дюйма через каждое монтажное отверстие в его анкер.

Шаг 9 Затяните винты с помощью отвертки Phillips. Не перетягивайте.

Шаг 10 Подсоедините антенные кабели к точке доступа.Порты антенны обозначены буквами от A до D. Подключите порт антенны A к разъему A на точке доступа, порт антенны B к разъему B на точке доступа и так далее.

Рекомендуемый тип кабеля см. В разделе «Рекомендуемый кабель».

Рисунок 10 Задняя сторона антенны с отверстиями для винтов заподлицо

Подключение антенны к точке доступа

AIR-ANT2566D4M-R имеет четыре кабеля с оранжевыми этикетками. Четыре кабеля можно подключить к любому из четырех портов точки доступа.

AIR-ANT2566D4M-RS включает схему для обеспечения самоидентификации антенны точками доступа Cisco Catalyst серии 91xx. Антенна имеет три кабеля с оранжевыми метками и один кабель с фиолетовой меткой. Функция самоидентификации обозначена фиолетовой этикеткой на этом кабеле. Убедитесь, что этот антенный кабель подключен к порту A точки доступа, который также обозначен фиолетовым текстом вокруг разъема RP-TNC. Антенна AIR-ANT2566D4M-RS имеет встроенную EEPROM, которая может считываться точкой доступа для автоматической настройки типа антенны и усиления в беспроводном контроллере.

Рекомендуемый кабель

Эта антенна поставляется с четырьмя кабелями длиной 3 фута с разъемами RP-TNC. Если вам нужен более длинный кабель, используйте AIR-CAB005LL-R =, чтобы увеличить длину еще на 5 футов.

Примечание Коаксиальный кабель теряет эффективность с увеличением частоты, что приводит к потере сигнала. Кабель должен быть как можно короче, так как длина кабеля также определяет величину потерь сигнала (чем длиннее кабель, тем больше потери).

Покраска антенны

Окраска антенны и кронштейна не влияет на ее характеристики, если вы используете стандартную внешнюю, масляную или латексную краску. Не используйте металлические краски или краски с металлическими чешуйками, так как это ухудшит характеристики антенны.

Примечание Перед покраской антенны закройте выпускное отверстие на задней левой нижней части антенны малярной лентой, чтобы предотвратить засорение. Убедитесь, что вы удалили ленту после этого.

Мы рекомендуем использовать Krylon Fusion для пластика или Rust-Oleum для пластика (для чего может потребоваться грунтовка). Для достижения наилучших результатов следуйте рекомендациям по подготовке поверхности от производителя краски.

Связь, услуги и дополнительная информация

• Чтобы получать своевременную актуальную информацию от Cisco, зарегистрируйтесь в Cisco Profile Manager.
• Чтобы добиться желаемого эффекта для бизнеса с помощью важных технологий, посетите Cisco Services.
• Чтобы отправить запрос на обслуживание, посетите службу поддержки Cisco.
• Чтобы находить и просматривать безопасные, проверенные приложения, продукты, решения и услуги корпоративного класса, посетите Cisco Marketplace.
• Чтобы получить общие сведения о сетях, обучении и сертификации, посетите Cisco Press.
• Чтобы найти информацию о гарантии для определенного продукта или семейства продуктов, воспользуйтесь средством поиска гарантий Cisco.

Инструмент поиска ошибок Cisco

Cisco Bug Search Tool (BST) — это веб-инструмент, который действует как шлюз к системе отслеживания ошибок Cisco, которая поддерживает полный список дефектов и уязвимостей в продуктах и ​​программном обеспечении Cisco.BST предоставляет вам подробную информацию о дефектах ваших продуктов и программного обеспечения.

Ширина полосы радиоантенны »Электроника

Радиоантенны имеют определенную полосу пропускания, в которой они могут работать, и большинство из них работают в резонансном режиме.

Учебное пособие по базовой теории антенны Включает:
Базовая теория антенны
Поляризация
Резонанс и полоса пропускания
Усиление и направленность
Сопротивление подачи

Радиоантенны имеют полосу пропускания, в которой они могут эффективно работать; даже широкополосные антенны.Многие антенны работают в резонансном режиме, что дает им относительно узкую полосу пропускания, в которой они могут обеспечить отличные характеристики.

Резонанс антенны и полоса пропускания — это два свойства тесно связанных антенн.

Независимо от того, используется ли радиоантенна для вещания, приема теле- и радиосигналов, WLAN, сотовой связи, PMR, любительского радио или любого другого приложения, характеристики антенны имеют первостепенное значение. При этом большое значение имеют резонансная частота антенны и полоса пропускания антенны.

Резонанс антенны

Радиоантенна — это форма настроенной цепи, состоящей из индуктивности и емкости, и, как следствие, она имеет резонансную частоту. Это частота, на которой емкостное и индуктивное реактивные сопротивления компенсируют друг друга. На этом этапе антенна выглядит чисто резистивной, причем сопротивление складывается из сопротивления потерь и сопротивления излучения.

Изменение импеданса антенны

Емкость и индуктивность радиочастотной антенны определяются ее физическими свойствами и окружающей средой, в которой она расположена.Главная особенность конструкции антенны — ее размеры. Установлено, что чем больше антенна или, точнее, антенные элементы, тем ниже резонансная частота. Например, антенны для наземного телевидения в диапазоне УВЧ имеют относительно небольшие элементы, в то время как антенны для радиовещания в диапазоне FM имеют более крупные элементы, указывающие на более низкую частоту. Антенны для коротковолновых приложений еще больше.

Ширина полосы антенны

Полоса пропускания антенны определяется тем, может ли она работать с параметрами, необходимыми для этого конкретного приложения.В некоторых сценариях проблемой может быть сопротивление, в других — усиление или ширина луча. Таким образом, существует несколько способов оценки характеристик ширины полосы антенны.

В большинстве случаев антенны работают вокруг резонансной точки. Это означает, что существует только ограниченная полоса пропускания, в которой конструкция РЧ-антенны может эффективно работать. Вне этого уровни реактивного сопротивления возрастают до уровней, которые могут быть слишком высокими для удовлетворительной работы. Другие характеристики антенны также могут ухудшаться за пределами центральной рабочей частоты.

Ширина полосы частот антенны особенно важна, когда речь идет о радиопередатчиках, поскольку передатчик может выйти из строя, если антенна будет работать за пределами своего рабочего диапазона, а радиопередатчик не будет должным образом защищен. В дополнение к этому сигнал, излучаемый антенной RF, может быть меньше по ряду причин.

Для целей приема характеристики антенны в некоторых отношениях менее критичны. Его можно использовать за пределами обычной полосы пропускания, не опасаясь повреждения устройства.Даже провод произвольной длины будет принимать сигналы, и может быть возможно принять несколько удаленных станций. Однако для наилучшего приема необходимо обеспечить оптимальные характеристики конструкции РЧ-антенны.

Полоса пропускания

Одной из основных характеристик радиоантенны, которая меняется с частотой, является ее импеданс. Это, в свою очередь, может привести к увеличению отраженной мощности. Если радиоантенна используется для передачи, может случиться так, что за пределами заданного уровня отраженной мощности может быть нанесено повреждение либо передатчику, либо фидеру, и это весьма вероятно будет фактором, ограничивающим рабочую полосу пропускания антенны.Сегодня большинство передатчиков имеют некоторую форму схемы защиты от КСВ, которая предотвращает повреждение за счет снижения выходной мощности до приемлемого уровня по мере увеличения уровня отраженной мощности. Это, в свою очередь, означает, что эффективность станции снижается за пределами заданной полосы пропускания. Что касается приема, то изменения импеданса антенны не столь критичны, поскольку они будут означать, что передача сигнала от самой антенны к фидеру уменьшится, и, в свою очередь, снизится эффективность. Для любительской работы частоты, ниже которых максимальное значение КСВ равно 1.5: 1 часто считается приемлемой полосой пропускания.

Чтобы увеличить полосу пропускания антенны, можно предпринять ряд мер. Один из них — использование более толстых проводов. Другой — это тип используемой антенны. Например, свернутый диполь имеет более широкую полосу пропускания, чем не свернутый. Фактически, глядя на стандартную телевизионную антенну, можно увидеть, что обе эти функции включены.

Диаграмма направленности

Еще одна характеристика антенны, которая изменяется с частотой, — это диаграмма направленности.В случае луча это особенно заметно. В частности, соотношение переднего и заднего каналов будет быстро падать за пределами заданной полосы пропускания, как и коэффициент усиления. В антенне, такой как Yagi, это вызвано уменьшением токов в паразитных элементах, поскольку рабочая частота смещается от резонанса. Для лучевых антенн, таких как Yagi, ширина полосы диаграммы направленности определяется как частотный диапазон, в котором усиление главного лепестка находится в пределах 1 дБ от его максимума.

Для многих лучевых антенн, особенно антенн с высоким коэффициентом усиления, будет обнаружено, что ширина полосы импеданса шире, чем ширина полосы диаграммы направленности, хотя эти два параметра во многих отношениях взаимосвязаны.

Полоса пропускания антенны — ключевой вопрос для любой радиоантенны. В то время как большинство антенн работают в резонансном режиме, многие другие — нет. Какой бы ни была радиоантенна, у нее есть ограниченный диапазон, в котором она может работать эффективно и в рамках установленных для нее параметров.

Другие темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны
Распространение радио
Ионосферное распространение
Земная волна
Рассеивание метеоров
Тропосферное распространение
Кубический четырехугольник
Диполь
Дискон
Ферритовый стержень
Логопериодическая антенна
Параболическая рефлекторная антенна
Вертикальные антенны
Яги
Заземление антенны
Коаксиальный кабель
Волновод
КСВН
Балуны для антенн
MIMO

Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

Характеристики и подробности короткой дипольной антенны »Электроника

Короткая дипольная антенна — это уменьшенная версия популярной дипольной антенны, обычно меньше одной десятой длины волны ее размера.

Дипольные антенны Включают:
Основы дипольных антенн
Ток и напряжение
Полуволновой диполь
Сложенный диполь
Короткий диполь

Дублет
Длина диполя
Дипольные корма
Диаграмма излучения
Построить ВЧ диполь
Перевернутый диполь V
Многополосный ВЧ диполь вентилятора
Многополосный ВЧ диполь-ловушка
Антенна G5RV
Конструкция диполя FM

Короткая дипольная антенна имеет меньшую длину по сравнению с длиной волны на рабочей частоте.

Обычно считается, что короткая дипольная антенна имеет длину менее одной десятой длины волны. Однако это в значительной степени «практическое правило», и в разных кругах могут появляться несколько разные определения.

Короткая дипольная антенна состоит из двух коллинеарных проводников, которые проложены встык, но с небольшим зазором между ними для фидера.

Хотя полуволновая дипольная антенна является самой популярной, короткий диполь также используется, особенно там, где пространство может быть проблемой или когда требуется нерезонансная антенна.

Основы короткой дипольной антенны

Как уже упоминалось, короткий диполь представляет собой форму дипольной антенны, создаваемой путем подачи сигнала на провод, обычно в центре. Электрическая длина всего излучающего элемента обычно должна быть меньше одной десятой длины волны для изготовления короткой дипольной антенны.

На практике короткие антенны и в этом случае типовая дипольная антенна редко бывает удовлетворительной с точки зрения эффективности, потому что большая часть входящей в нее мощности рассеивается в виде тепла, поскольку резистивные потери обычно очень высоки.

Этот фактор отражается в случае приема, где достигается только низкая эффективность приема и распространяются низкие уровни сигнала. Соответственно, в приемнике будет достигнуто плохое отношение сигнал / шум.

Основная концепция короткой дипольной антенны показана на схеме ниже.

Базовая антенна с коротким диполем

Распределение тока для короткого диполя следует той же синусоидальной кривой, что и для всех других форм диполя. Однако, поскольку применим только конечный участок синусоидальной кривой, его можно приравнять к прямой линии без каких-либо серьезных ошибок.

Профиль тока короткой дипольной антенны

Сопротивление излучения короткой дипольной антенны

Как и у любой антенны, одним из ключевых параметров антенны является ее радиационная стойкость. Это требуется для определения полного сопротивления питания и, следовательно, необходимого согласования. Можно рассчитать радиационное сопротивление короткой дипольной антенны.

Где:
Rr = сопротивление излучения в омах
L = длина антенного элемента (обе секции вместе)
λ = длина волны

Оба измерения длины должны быть в одних и тех же единицах.

Общий входной импеданс фидера для короткой дипольной антенны состоит из ряда различных элементов: последовательной индуктивности, емкости, сопротивления излучения и омического сопротивления. Их необходимо объединить векторно, чтобы получить полное сопротивление питания.

По определению антенна короче половины длины волны — она ​​работает ниже собственной резонансной частоты на половине длины волны. В результате основным реактивным элементом будет емкостное реактивное сопротивление.Соответственно, полное сопротивление антенны является сложным, то есть содержит емкостное реактивное сопротивление (в данном случае), а также резистивную составляющую. Вместо использования коаксиального фидера, который может быть простым вариантом, следует использовать симметричный фидер между самой антенной и любой схемой согласования импеданса. Это позволит лучше справляться с высокими уровнями WACV.

Короткая дипольная диаграмма направленности

Как и в случае с другими антеннами, есть две плоскости, представляющие интерес для диаграммы направленности или полярной диаграммы короткой дипольной антенны.

Когда диполь расположен вертикально, диаграмма направленности по горизонтали представляет собой просто круг. Тогда в любой вертикальной плоскости, проходящей через ось, напряженность поля изменяется согласно sinθ. На самом деле диаграмма направленности короткого диполя похожа на диаграмму полуволнового диполя — знакомая цифра в форме восьмерки.

Диаграмма направленности короткой дипольной антенны

Хотя короткий диполь может быть не таким эффективным или эффективным, как полуволновой резонансный диполь, он, тем не менее, удовлетворяет потребность там, где требуется антенна меньшего размера или где нужна нерезонансная антенна.Он будет обеспечивать высокий импеданс фидеру, когда антенна питается там, где напряжение остается высоким, однако все еще можно питать ее и использовать ее преимущества, особенно при использовании низких уровней мощности. На высоких уровнях мощности напряжения на коротком диполе повышаются и могут стать проблемой, если им не управлять должным образом.

Другие темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны
Распространение радио
Ионосферное распространение
Земная волна
Рассеивание метеоров
Тропосферное распространение
Кубический четырехугольник
Диполь
Дискон
Ферритовый стержень
Логопериодическая антенна
Параболическая рефлекторная антенна
Вертикальные антенны
Яги
Заземление антенны
Коаксиальный кабель
Волновод
КСВН
Балуны для антенн
MIMO

Вернуться в меню «Антенны и распространение».