Размеры антенны харченко: конструкция, особенности изготовления, области применения, пошаговые инструкции

Содержание

конструкция, особенности изготовления, области применения, пошаговые инструкции

Время диктует свои правила, и сегодня уже не найти квартиры или частного дома, где нет телевизора. Но зачастую приём сигнала антенной оставляет желать лучшего. Этого можно избежать, приобретя хорошую антенну в магазине, однако такая покупка подразумевает финансовые затраты. А значит, стоит поговорить о собственноручном изготовлении такого устройства, как антенна Харченко, её конструкции и особенностях, позволяющих использование её не только для приёма цифрового ТВ, но и для иных целей.

Читайте в статье

Что собой представляет антенна Харченко

По внешнему виду это двойной квадрат, позади которого расположена решётка, или сплошной рефлектор. Изначально ещё в 1961 г. Константин Харченко спроектировал её для приёма телевизионного сигнала в дециметровом диапазоне. Однако впоследствии его изобретение модернизировалось, и сейчас подобные антенны используются для принятия сигналов в сетях 3G (сотовая связь) и даже Wi-Fi.

ФОТО: itmaster.guruВот такой аккуратной может быть антенна Харченко, изготовленная своими руками

Некоторые считают: для того чтобы изготовить антенну Харченко, достаточно выгнуть медную проволоку зигзагообразно, однако это заблуждение. Чтобы она работала, требуется произвести определённые расчёты. Все вычисления можно сделать согласно формул, о которых мы поговорим немного позже, или же воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые несложно найти в сети интернет.

ФОТО: forum.rcdesign.ruНекоторые утверждают, что круг намного лучше квадрата улавливает сигнал, хотя это спорно

Материалы изготовления и расчёт размеров сторон биквадрата антенны Харченко

Наиболее оптимальным для изготовления зигзагообразной антенны будет такой материал, как медь. Сечение жилы должно быть равным 4-5 мм². Если жила будет тоньше, то может снизиться качество приёма сигнала. В качестве дефлектора можно использовать любую сетку или даже алюминиевую (медную) пластину.

ФОТО: radioscanner.ruВ качестве дефлектора можно использовать любую сетку

Как рассчитать длину каждой стороны биквадрата

Вычисления производятся отдельно для каждого региона или города. Здесь всё будет зависеть от того, на какой частоте производится передача сигнала мультиплекса. На сегодняшний день в России работают два мультиплекса на разных частотах, передавая по 10 цифровых каналов. Частоту передачи можно также узнать из сети интернет.

ФОТО: allbuyshop.ruТак выглядит мультиплексор – оборудование, благодаря которому мы смотрим цифровое ТВ

Для примера можно взять столицу республики Башкортостан, Уфу.

Здесь вещание производится:

1 мультиплекс – 506 МГц;
2 мультиплекс – 650 МГц.

Расчёт производится по формуле 300/F, где F – частота передачи сигнала.

В данном случае получим два показателя:

300/506=0,59 м.
300/650=0,46 м.

Для того чтобы антенна принимала сигнал обоих мультиплексов, берётся среднее значение, равное 0,53 м. Это и будет длина проволоки для одного из квадратов. Однако подобная длина предполагает слишком громоздкую систему. Для её уменьшения мастер может взять половину или четверть от данного показателя. Разделив длину надвое и округлив полученный результат, можно увидеть, что получившаяся длина проволоки равна 26 см.

ФОТО: vashtehnik.ruПримерно рассчитанная антенна Харченко для определённой частоты

Теперь этот показатель делится на 4 равные части, составляющие квадрат. Получим 26/4=6,5 см. Именно такова длина одной стороны квадрата зигзагообразной антенны Харченко для приёма цифрового ТВ в г. Уфа.

Отличия антенны для приёма 4G-сигнала от DVB T2

По форме здесь никаких отличий не будет. Единственное, что стоит отметить – это иная длина сторон биквадрата. Для того чтобы читателю был более понятен алгоритм производства подобных работ, предлагаем рассмотреть пошаговую инструкцию изготовления подобного оборудования с фотопримерами производимых работ.

ФОТО: avatars.mds.yandex.netАнтенна для усиления Wi-Fi работает весьма неплохо

Пошаговая инструкция изготовления 3G, 4G или DVB T2 антенны Харченко

Независимо от того, какой вариант антенны был выбран, технологии их изготовления отличаться не будут. Единственным отличием будет длина сторон биквадрата, зависящая от частоты, на которой передаётся сигнал. При этом на сегодняшнем примере пошаговой инструкции будет разобрано, как собрать антенну для приёма сигнала телевидения на скорую руку, когда в наличии есть лишь минимум инструмента и материала. Такое бывает необходимо, к примеру, когда домашний мастер приезжает на дачу, а ТВ по какой-то причине не работает.

Но это лишь простейший вариант, который делается на скорую руку. Заоблачных результатов от него ждать не стоит. А вот что делать, если частный дом находится в низине и есть необходимость усиления 3G или 4G LTE-сигнала? Попробуем разобраться.

Антенна Харченко для приёма 3G-сигнала своими руками

Плохое соединение по сети 3G – извечная проблема частных секторов. При этом многие забираются даже на чердак, чтобы поймать интернет-соединение. Как оказалось, антенна Харченко вполне способна помочь и здесь. Главное, правильно рассчитать её размеры и не ошибиться при изготовлении.

Иллюстрации	Выполняемое действие
	Зачастую, если дом находится в низине, сигнал может просто не доставать до маршрутизатора, проходя выше. В этом случае необходимо установить на крышу антенну.
	Для изготовления антенны используется медная жила сечением 6 мм². Её понадобится около 35 см. При помощи линейки и маркера на проводе отмечаются отрезки длиной 37 мм. (исходя из того, что сеть 3G работает на частоте 2100 МГц). Таких частей должно получиться восемь.
	При помощи плоскогубцев медная жила сгибается по отметкам. Все углы должны быть равны 90°. После того как жила будет выгнута, должен получиться ровный биквадрат.
	Оставшуюся часть медной жилы обрезать не стоит. Она будет использована впоследствии в качестве ножки.
	Дальнейшая работа связана с дефлектором, который лучше всего изготовить из фольгированного медью или алюминием стеклотекстолита. Такой материал максимально усилит сигнал. Дефлектор должен быть больше, чем биквадрат. По центру пластины потребуется просверлить отверстие.
	В просверленное отверстие вставляется колпачок от ручки. Он будет служить проходным изолятором. Его высота определяет расстояние между биквадратом и дефлектором. Этот параметр должен быть равен 17 мм. Излишек пластика можно подрезать при помощи канцелярского ножа.
	Аналогично предыдущему примеру к биквадрату присоединяется коаксиальный кабель. Разница в том, что здесь всё делается основательно, а значит, все соединения необходимо пропаять.
	Остаётся зафиксировать колпачок и биквадрат на дефлекторе. Это лучше всего сделать при помощи клеевого термопистолета.
	На этом изготовление 3G-антенны можно считать завершённым. Теперь, если её поднять на крышу и подключить к маршрутизатору или модему, сигнал сети значительно усилится.

Этот способ очень хорош для местностей с нестабильным сигналом. Главное ̶ помнить, что чем толще будет медная жила, тем лучше пройдёт сигнал сети.

Различные схемы для изготовления антенны Харченко

В сети интернет можно найти множество различных схем, по которым собираются антенны Харченко. Дабы уважаемый читатель не утруждал себя их поисками, предлагаем свою подборку, в которую вошли наиболее работоспособные варианты.

ФОТО: ccjx.ru

ФОТО: 2zv.ru

ФОТО: radiouniverse.ru

Настройка изготовленной своими руками антенны

В этой работе нет совершенно никаких сложностей. При недостаточном качестве принимаемого сигнала нужно попросту изменять направление по отношению к ближайшему передатчику. В определённый момент качество принимаемого сигнала окажется на максимуме. Именно в таком положении антенну и следует зафиксировать, после чего можно наслаждаться получаемым изображением или высокоскоростным интернетом.

ФОТО: bing.comАнтенну следует медленно поворачивать до тех пор, пока сигнал не станет максимальным

Тестирование оборудования

Если речь идёт о цифровых телеканалах, то здесь всё просто. Необходимо приблизительно направить антенну в сторону передатчика (вышки) и включить автопоиск каналов. Отличие цифрового телевидения от аналогового в том, что здесь не может быть некачественного изображения. В данном случае оно либо идеально, либо его нет совсем.

С сетями 3G всё ещё проще. Нужно лишь открыть любую программу онлайн-проверки скорости соединения и по ней уже выставить направление антенны, определив положение максимального сигнала.

ФОТО: forum.nag.ruПростейшие программы помогут определить уровень принимаемого сигнала

Преимущества самостоятельного изготовления антенны Харченко перед её приобретением

Сегодня мало кто готов потратить свободное время на изготовление подобных устройств. Однако собственноручное изготовление имеет множество преимуществ перед приобретением антенны в магазине. И первое, что необходимо назвать – это финансовые затраты. Стоимость такой антенны не слишком высока, но чувствительна. А вот при самостоятельном изготовлении антенны Харченко затраты сводятся практически к нулю. Тем более что здесь можно приобрести бесценный опыт, что вполне пригодится впоследствии. Не стоит забывать и об удовлетворении, которое испытывает домашний мастер, если собранное им устройство работает без нареканий.

ФОТО: vashtehnik.ruЕщё один интересный вариант изготовления антенны Харченко для усиления Wi-Fi-сигнала

В заключение

Антенна Харченко – это действительно работоспособное устройство, способное посоревноваться с некоторыми аналогами заводского производства, оснащёнными усилителями. Учитывая то, что собрать её можно «на коленке» без лишних финансовых затрат, можно сказать, что такая антенна – палочка-выручалочка в определённых случаях. Что же касается усиления 3G, 4G LTE или Wi-Fi-сигнала, то здесь подобной антенне практически нет равных. Конечно, если она сделана с соблюдением всех нюансов, описанных в статье.

Очень надеемся, что изложенная сегодня информация пригодится домашним мастерам. В случае возникновения вопросов по теме задавайте их в комментариях ниже. Редакция HouseChief в обязательном порядке ответит на каждый из них. Там же вы можете поделиться своим мнением о данной конструкции антенн или обсудить вопрос, стоит ли вообще заниматься подобными работами или проще и надёжнее приобрести антенну в магазине. Если вам понравилась статья, пожалуйста, не забудьте оценить её. Ваше мнение очень важно для нас.

А напоследок, как уже повелось, предлагаем вашему вниманию короткий, но весьма информативный видеоролик, который поможет более полно раскрыть сегодняшнюю тему. Берегите себя, близких и будьте здоровы.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Антенна Харченко для дальнего приёма DVB-T2

Приветствую всех неравнодушных к техническому, и не только, рукоделию.

Хочу представить вашему вниманию вариант антенны для дальнего приёма цифрового вещания. Ничего принципиально нового в моём изделии конечно нет, но возможно кому-то пригодится идея совмещения усилителя с антенной . Антенна Харченко привлекает прежде всего своей простой в изготовлении, хорошей повторяемостью, достаточной широкополосностью, приличным коэффициентом усиления (заявлено до 9дб с рефлектором, а измерять мне всё равно нечем) при малых габаритах. На мой взгляд она работает лучше знакомой всем «сушилки».

Итак, о причинах, побудивших желание создать сие произведение. У нас в городе конечно есть вышка, с которой идёт вещание первого мультиплекса «цифры» и обещают включить второй (вот уже два года), но я-то хочу здесь и сейчас, как и многие. В соседнем городе второй пакет уже давно включен, но у нас он на комнатную антенну конечно не принимается, да и на внешнюю без усилителя тоже. Была у меня такая антенна в саду, недавно соседу отдал в обмен на материал, поэтому появилась возможность показать как я её делаю.

При изготовлении не требуются остродефицитные материалы, даже если всё покупать выйдет дешевле заводской, не говоря уже о супер разрекламированных с обещанием приёма 80(?) каналов (есть такие, сам про этот развод читал) .

Материалы:
1. Отрезок кабеля 4х16мм² — 1,5м.
2. Отрезок провода СИП – 1.5-2м.
3. Листовой алюминий толщиной 1-1.5мм. 60х200мм. (я вырезал из старой кастрюли)
4. Антенный усилитель от «сушилки».
5. Хомуты для крепления антенны к мачте.
6. Герметик силиконовый
7. Ну и конечно кабель и штекер.
8. Маленькая распаячная коробка.
9. Винты М5 (потайная головка) с гайками и шайбами- 2шт.

Инструменты:
1. Ножовка по металлу
2. Ножницы по металлу
3. Дрель (я пользовался ручной)
4. Свёрла 1.5 и 5мм.
5. Напильник личнёвый или плоский надфиль.

Первым делом рассчитываем нашу антенну. Особо не заморачиваясь я взял данные об интересующих меня частотах из Страница . В моём городе это 602 МГц (37 канал) первый пакет и 770 МГц (58 канал) обещанный второй. Меня же интересуют данные соседей -546 МГц (30 канал) первый и 498 МГц (24 канал) второй мультиплексы, вот на них и буду делать антенну. Полученные частоты, точнее среднюю частоту, подставил в онлайн калькулятор из Страница и получил требуемые размеры.

На следующем этапе готовим материал- раздеваем кабель

и СИП для получения голого провода.

Из старой кастрюли добываем кусок листового алюминия.

Из жилы кабеля 16мм² (ø5,1мм) пассатижами выгибаем «восьмёрку» антенны.

Место соединения «восьмёрки» делаем внахлёст, стачивая половину диаметра напильником.

Места соединения сверлим ø1.5мм под заклёпки.

Приклёпываем к месту соединения кабеля полоски из алюминия шириной 7мм, длиной- 50 (с запасом).

Выгибаем полосы таким образом, чтобы к ним можно было при помощи винтов пристыковать усилитель.

В полосах сверлим отверстия ø5мм для винтов крепления усилителя, грубо говоря по месту, используя сам усилитель как шаблон, выдерживая расстояние 10мм (или какое нужно по расчетам) между пластинами. Отверстия зенкуем до диаметра 7мм (диаметр потайной головки винта).

Следующий шаг я назвал бы издевательством над усилителем.

Усилитель в данной конструкции не роскошь, а средство протолкнуть слабый сигнал по кабелю, в котором он бы затух на первом метре, до ресивера.

Так как он по габаритам не влезал в распаячную коробку, а вставить его было надо, то края его и штатное крепление кабеля были просто варварским способом- ножницами по металлу – обрезаны до нужных размеров, а в центре платы просверлено отверстие под крепёжный саморез. Жизненно важные органы усилителя при этой экзекуции не пострадали.

Рефлектор антенны сделан так же согласно онлайн расчётам. Рамки согнуты из той же жилы кабеля, что и антенна. Большая рамка выгнута по расчётным размерам рефлектора, а малая предназначена для крепления антенны к мачте, кронштейнов (металлических изоляторов) полотна антенны ну и попутно для увеличения жесткости решетки.

Рамки соединяем между собой полоской алюминия с последующей опрессовкой пассатижами.

Получаем вот такую конструкцию:

Решетку делается из одиночных жил СИПа, поочерёдно оборачивая вокруг длинных сторон рамок с шагом 10мм.

Для того, чтобы выдержать шаг решетки и размер (чтобы стянуть бока рефлектора в «песочные часы») рекомендую изготовить шаблон из 10мм рейки, пропилив в ней вырезы для рамок по размерам. У меня каким-то чудом сохранился старый шаблон (два года служил подкладкой под ножку комода), по этому не показываю как его сделать, и так понятно.

В результате рефлектор имеет вот такой вид:

Напоминающий решетку холодильника.
Вообще конечно можно обойтись и без рефлектора, но в моём случае нужно было не столько увеличить сигнал дальней станции, сколько ослабить сигнал ближней, хотя лишнее усиление (на мой взгляд некорректное выражение для антенны, правильнее коэффициент направленного действия) не помешает.

Соединение антенны с рефлектором сделано на кронштейнах («металлических изоляторах») из алюминия.

Все неразъёмные соединения выполнены на заклёпках, сделанных из одиночной жилы СИПа.

Кабель снижения, при наличии отсутствия (всё лишнее уже отрезано и отпаяно) штатного крепления просто припаиваем к плате усилителя.

Далее, прячем усилитель в распаячную коробку и, в связи с суровыми метеоусловиями эксплуатации, промазываем все стыки и отверстия силиконовым герметиком.

Приклёпываем полотно антенны через кронштейны к рефлектору, и получаем законченное изделие:

Установку и настройку по азимуту показывать не имеет смысла, покажу результат своих телодвижений в меню настроек ресивера:
Прежде всего нужно включить питание антенны, благо у ресивера такая функция есть.

В меню настроек заходим в ручной поиск каналов, устанавливаем нужный нам канал и по нижней шкале (качество сигнала) настраиваем антенну по азимуту. Напомню, мне нужны 24-й и 30-й каналы.

Ну и сам Бог велел проверить сигнал нашей вышки:

Вот теперь включаем на ресивере автопоиск, и смотрим какие программы он нам изловит:
Сначала он поймал мне второй мультиплекс дальней вышки, это именно то, из-за чего всё было затеяно.

Следующие два пакета практически одинаковые, отличаются только новостными программами разных областей.

В результате имеем 30 каналов , 10 из которых повторяются.

Да, забыл указать расстояния до передатчиков. Если верить сведениям из интерактивной карты ЦЭТВ, то до дальнего по прямой 21 км., а до нашего всего 4км. Угол места между ними 74°.

Примечание: При изготовлении антенны ни один усилитель серьёзно не пострадал.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Простая, но довольно эффективная антенна для DVB-T2 (цифрового ТВ)

Еще одна самоделка, для скучающих дома 😉

Понадобилась пара антенн для цифры, в местах «не самого лучшего приема»… пошел по магазинам ~~(это было еще до самоизоляции 🙂~~ — если относительно бюджетно, то полное Г. Более дорогое внешне прилично, но как работает под вопросом.

Решил замутить самоделку. Как-то стремно было «крутить» антенну из отрезка кабеля, (хотя по слухам работает) -хотелось чего-то простого, но более приличного и продвинутого 🙂

На самом деле, изготовленная мною не кардинально сложнее, но как-то «солиднее» что ли. Да и результаты ее проверки весьма воодушевили, поэтому решил набросать небольшое описание что и как, вдруг еще кому покажется полезным 😉

… если даже мои уличные котики имеют «нормальную» антенну на своем домике, как же самому быть без антенны?! 🙂
Проволока еще не вся закончилась, сейчас что-нибудь соберем! 😉

В описываемых местах, ранее у меня использовались самодельные широкополосные логопериодические антенны, еще со времен «начала перестройки» наверное 😉

Они неплохо работали в аналоге и не только на ДМВ, но «цифра им, почему-то, оказалась не по зубам». Не особо вникал в суть причин, снял их и стал размышлять, чем заменить.
Вот одна из них, ждет места на «мусорке» 🙂

Самоделку будем собирать «по мотивам» двойного квадрата Харченко.

Ее немало хвалят и ругают в сети, отчасти из-за того, что существует много разновидностей антенны. Имеются различные вариации изготовления и согласования -нет единого мнения о некоторых элементах и особенностях конструкции.

Я выбрал что-то среднее между найденными вариантами и рассчитал под свой «размер». Получилось относительно просто и, как оказалось, неплохо работоспособно! 🙂

Немного истории

В начале 60-х годов прошлого века, нашим соотечественником, Харченко К. П. была разработана простая плоская зигзагообразная антенна с хорошими характеристиками.

Авторское свидетельство № 138277 на изобретение под названием «Диапазонная направленная антенна» Константину Павловичу Харченко было выдано в 1961 г. (по его заявлению от 16 июня 1960 г.). В том же году были опубликованы материалы в журнале «Радио» для повторения радиолюбителями.

Антенна не критична к материалам и размерам при изготовлении, имеет простое хорошее согласование с кабелем снижения, в ней удачно сочетаются кратные элементы синфазной антенной решётки с одной точкой питания.

Теория и расчеты

Описываемая антенна, в теории, имеет диаграмму направленности «восьмерку» по горизонтали и относительно высокий коэффициент усиления, который дополнительно можно увеличить, при использовании отражателя/рефлектора.

Для получения максимального усиления на всех каналах, необходимо изготавливать антенну примерно на середину диапазона между используемыми мультиплексами.

Найти (для расчетов) частоты мультиплексов, используемых в Вашем регионе, несложно,

например запросом вида «dvb-t2 частоты каналов»+ «Краснодар»

у меня нашлось подобное:

Середина, между двумя «моими» мультиплексами, это 700МГц — на эту частоту и будем рассчитывать антенну.

За основу расчета размеров антенны, возьмем рисунок ее автора

Высчитываем длину волны:λ = 300 / f [m]

300/700 = 0.428м, примерно 43см

длина каждой стороны ромба λ/4 =43/4= 10.75

Суммарная длина необходимого нам материала (11см*8=88см)- менее метра.

Расстояние между контактами снижения, куда будем припаивать кабель, 10-12мм (стандартное значение у этой антенны для частот ниже 900МГц).

Я буду изготавливать простую антенну, без рефлектора, однако, для дополнительного увеличения усиления этой антенны, его вполне возможно установить сзади нее

например из металлической сетки/решетки для гриля, фольгированного материала или просто металлической пластины.

Его размеры должны быть примерно процентов на 20 больше размеров антенны и расположен он должен быть на расстоянии ƛmax/7.

Для моего случая: длина волны (39канал) 300/618, получается….49/7= то есть порядка 7см

Для тех, кому лень самому заниматься расчетами

— можете использовать онлайн-калькулятор, результаты лишь слегка будут отличаться от мною полученных.

Вот, например такой -здесь сразу вводятся частоты двух мультиплексов и получаем размеры антенны (без рефлектора)

Или другой вариант, с рефлектором -хочу правда заметить, что во втором варианте используется несколько иной вариант расчета, отличающийся от авторского.

Подразумевается антенна с углами отличными от 90° и удаление рефлектора рассчитывается как λ/8

Для изготовления полотна антенны рекомендуется использовать алюминий или медь (медь хорошо паяется) диаметром от 3мм и выше — чем больше диаметр, тем более широкополосной получается антенна.
Можно использовать трубки, толщина стенок непринципиальна, так как используется только поверхность материала (по-сути можно фольгой обмотать любой диэлектрик для получения необходимого материала).
Однако, на мой взгляд, проще всего купить метр медной проволоки большого сечения в магазине электротоваров.

Сборка антенны

Очистим от изоляции кусок провода длиной метр.

мне «попался» провод диаметром 4.5мм

Из инструмента понадобятся тиски и молоток. Отмеряем примерно по 11см и изгибаем под углом 90°

В конечном результате нужно получить такую «геометрическую» фигуру 🙂

Лишнее обрезаем и спаиваем концы. Должно получиться что-то похожее…

Припаиваем кабель, как показано на фото.

Кабель прокладываем по одной из сторон квадрата и закрепляем хомутами.
Такое расположение кабеля необходимо для его согласования (есть разные мнения, не все соглашаются с данным утверждением).

При использовании рефлектора, полотно антенны в крайних точках квадратов можно крепить и с помощью металлических стоек, например припаять на остатки такой же медной проволоки — там точки с нулевым потенциалом (выделено зеленым цветом). В остальных местах крепление допускается только через диэлектрик.

Испытания

Ну и наконец проверка работоспособности и примерная оценка качества полученной антенны.

С проверкой собственно говоря все просто — включили, работает! 🙂

А что бы оценить, а «стоила ли овчинка выделки», сравним параметры принимаемого сигнала от изготовленной антенны, с уже используемой мною на даче, с заявленным коэффициентом усиления 11dBi

Антенна установлена на мансарде дачного домика, на расстоянии примерно 16км от вышки телецентра

Самоделку повесил примерно на такой же высоте, внутри помещения.

Уровень сигнала: слева заводская стационарная антенна/справа самоделка

На первый взгляд разница всего в 1% (95 против 94) — но это не совсем правильное сравнение, так как внешняя антенна у меня подключена через сплиттер, который дополнительно ослабляет сигнал.

Оценка качества работы антенны

Попробуем сделать более корректное сравнение, подключаясь через вход сплиттера.
Ну и кроме того, для наглядности, добавим количество участников 🙂

Список антенн, принимающих участие в сравнении:

1. Внешняя антенна Funke BM 4551 наружная дальнего действия, заявленный коэффициент усиления, из некоторых источников (покупал в Юлмарте), до 16dB

2. Имеется старенькая рамочная ДМВ антенна, от ТВ Электроника 313д, надо сказать при всей простоте, очень неплохая антенна, поэтому и сохранилась 😉

3. Сгонял в магазин- купил для сравнения в обзоре одну из самых дешевых, типа симметричного вибратора

(100% самая покупаемая пенсионерами, из-за низкой цены).

Все «замеры» буду проводить в одной точке, максимально близко расположенной ко внешней антенне — ее местоположение опытным путем подбиралось по максимуму сигнала, поэтому можно утверждать что условия приблизительно одинаковые

Итак, уровень сигнала с внешней антенны мы уже видели 95% (на момент текущих измерений показывало 94%), ее берем за эталон.

Все сравнения делаем подключая антенны ко входу на сплиттере, к которому обычно подключена внешняя антенна.

Рамочная антенна, от Электроники 82% на 39 мультиплексе и 66% на 60

Бюджетная с «рогами» 🙂 — 62%/38% (на грани пропадания трансляции)

Двойной квадрат — 92% на обоих мультиплексах, примерно на пару процентов меньше от внешней

Ради любопытства, решил проверить работу рефлектора, который несложно изготовить из любой металлической сетки, пластины или даже фольги… РЕАЛЬНО заметно работает!

Уровень поднялся до 96%!, что даже выше от стационарной, с заявленным коэффициентом усиления от 11dB.

Самое любопытное- предмет, который я использовал в качестве рефлектора! 🙂

Фольги в доме не нашлось, из совсем доступного с металлической поверхностью необходимых размеров, была… крышка ноутбука (он у меня имеет металлический корпус).

Но главное результат! Понятное дело, ноут я «привязывать» к антенне не собираюсь, да и хватит мне ее усиления и без рефлектора 🙂

Вывод:

Могу смело рекомендовать к повторению! Просто, «дешево и вкусно»…

Одно из самых простых, комнатных креплений антенны… обычными присосками — если повезет с направлением на телецентр 😉

Следующая антенна, «рекомендуемая для повторения»… логопериодическая 😉

~~С Вами были «очумелые ручки» 😉~~
Всем удачи и хорошего настроения! ☕

Внешняя антенна (Харченко) для 3G интернета

Друзья попросили как то помочь с интернетом в загородном доме. Тактическая обстановка такова – частный сектор, окраина маленького городка. Рядом высокие деревья. Двухэтажный бревенчатый домик с железной крышей. 3 G сеть есть только в одной точке дома, не всегда и чуть-чуть. Словом, не десятки километров до вышек сотовой связи, как это бывает совсем за городом, а где то совсем рядом, почти, что за стеной. Понятно, что нужна внешняя застенная антенна, пусть и с небольшим усилением. Поскребя по сусекам обнаружил остатки своих собственных антенных экспериментов. Железки были разной степени комплектности, поперекладывав и поприкладывав их друг к другу пришел к выводу, что самым простым способом для меня будет восстановить антенну Харченко в 3G исполнении. От сдвоенной антенны отпаял одну из восьмерок-вибраторов со стойками, в обрезках фольгированного текстолита нашел и основание-отражатель от проволочного варианта из двухстороннего материала. Порядок – антенна, имеющая невысокое, но усиление, направленная. Сделан простейший аналог шарнира с двумя степенями свободы, для ориентации антенны в пространстве.

Что понадобилось для работы

Набор инструментов для мелкой слесарной работы, набор инструментов для электромонтажа. Небольшая горелка для пайки крупной железки, фен строительный или специальный, для работы с термотрубками. Лобзик с принадлежностями, для выпиливания вибратора и креплений, удобнее и точнее получается ювелирным с крупнозубой пилкой, например №0.

Используемые материалы[i][/i] – фольгированный текстолит или стеклотекстолит, обрезок квадратной трубы 20х20 мм, коаксиальный кабель, кусок монтажного провода, термотрубки, шлифовальная шкурка разных номеров, ЛКМ, ветошь, мелочи.

Итак, приступим. Здесь нашелся уже готовый вибратор от прошлых конструкций. Мне гораздо больше нравится вариант, выпиливаемый из листового материала. По сравнению с гнушечками из проволоки он позволяет гораздо точнее соблюсти спроектированную геометрию, симметрию конструкции, хотя и требует несколько больше возни. Вибратор можно выпилить из нетонкой листовой меди или латуни ювелирным лобзиком. Вариант для более распространенного лобзика по дереву со штатными пилками – фольгированный материал – заготовки для изготовления печатных плат. Из него же можно сделать и основание-экран. При этом стойки-изоляторы удобно сделать из нетолстых полосок того же фольгированного материала и собрать всю конструкцию пайкой.

Размеры антенны на эскизе. Для изготовления вибратора удобно действовать так — вибратор-восьмерку вычерчиваем в Автокаде и распечатываем в масштабе 1:1. Подбираем подходящий кусок стеклотекстолита (текстолита) без изъянов со стороны фольги.

Если найдется заготовка с двухсторонним фольгированием, не горе – с обратной ненужной стороны фольга без труда удаляется с нагреванием (для размягчения клея). Удобно нагревать строительным феном. В подобных случаях действовал так – заготовку клал на кусок ровной дощечки и за край (заготовки) прижимал к краю стола струбциной. Фен включал на вторую передачу и нагревал свободный край. Периодически пробовал поддеть ножом край фольги на углу заготовки. Когда клей размягчается это легко удается. Дальше, нагреваем отрываемые участки, а край фольги зажимаем и наматываем на пинцет.

Бумажный эскиз в масштабе 1:1 прикладываем к заготовке со стороны фольги и слегка накерниваем углы рисунка. Лучше не полениться и закрепить рисунок на текстолите, чтобы случайно не сместить его во время процедуры. Ну хотя бы бумажным скотчем или любой другой липкой лентой. Отрываем, в смысле – аккуратно отклеиваем эскиз и сверяясь с рисунком по точкам вычерчиваем созвездие. Удобно применять слесарный разметочный карандаш с острым твердосплавным наконечником. Он оставляет тонкую хорошо заметную царапину, в отличие от простого карандаша или фломастера не стирающуюся пальцами.

Выпиливание. Как уже говорилось, здесь лучше применить лобзик ювелирный. Я уже говорил, что это мой любимый инструмент? Пилки для него имеют свой номер в зависимости от толщины и крупности зуба. Пилки №0 (для ювелирного применения довольно крупные), раз в пять тоньше обычных пилок для дерева. Пилят стеклотекстолит хорошо, мало тупятся этим весьма абразивным материалом, срез чистый и точный, радиус поворота тоже весьма мал. Единственный момент – обычный ювелирный лобзик не сможет выпилить некоторые внутренние места этого вибратора, нужен лобзик с рамкой увеличенной глубины.

Некоторые неровности спилов лучше бы выровнять – удобно применить кусок шлифовальной шкурки положенной на тонкое плоское основание, например, на кусок листового металла или хотя бы фанеры, ДВП. Образующаяся тонкая пыль вредна – работать с проветриванием, а лучше на улице.

Медный слой вибратора нужно зачистить мелкой шкуркой, лучше «нулевкой» — крупностью 1500, 2000. Если медная фольга не слишком окислена, хорошо работают канцелярские резинки. Пройтись по фольге несколько раз сменяя направление зачистки на перпендикулярное. В конце, предохранить работу слоем нитролака.

Стойки вибратора. В принципе, в углах вибратора (120 ̊) при симметричном его изготовлении, находятся пучности тока, потенциал там нулевой. В этих местах можно применить металлические стойки. Однако, таких мест 2, а для прочности (ветроустойчивости относительно парусной легкой рамки) лучше бы применить не менее трех. Кроме того, тонкий фольгированный стеклотекстолит не всегда идеально ровен, особенно, в тонких деталях из него. Используя несколько точек крепления этот недостаток можно нейтрализовать или уменьшить до приемлемого.

В таком случае, это должны быть стойки-изоляторы. Для изготовления таких стоек удобно использовать тот же фольгированный стеклотекстолит. Стойки будут представлять собой неширокие (~10мм) пластинки с тонкими полосками фольги на концах. Проще и аккуратнее всего их получить способом травления, подобно печатным платам. Участки фольги которые следует оставить покрывают лаком (например, битумным), или защищают иным способом, остальная фольга растворяется в травильном растворе. Удобнее всего использовать водный раствор хлорного железа. После травления, детали промывают водой, сушат, защитный лак удаляют растворителем, медные участки лудят.

Для удобного травления, в середине каждой стойки просверлено отверстие. Деталь нанизывается на медную проволочку (старый обмоточный провод, он в лаковой изоляции). За эту проволочку детали периодически извлекаются для осмотра.

Установка стоек на вибратор. Сборка, коль скоро у нас тут собрались медные детали, делается пайкой. Для точной (и одинаковой) высоты каждой стойки воспользовался простейшей оснасткой – деревянным кубиком с плоскопараллельными торцами (спил сделал на торцевой маятниковой пиле) высотой 36 мм. На него кладется вибратор, сбоку прикладывается стойка. Предварительно вибратор размечается для однотипного и симметричного размещения стоек, места паек очищаются от лака и лудятся. Сборка получается удобной и точной.

Подготавливаем (выпиливаем, притупляем острые кромки, размечаем отверстия и места для пайки стоек) основание. Сделал его из подходящего кусочка двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Также от предыдущих опытов. С электричеством.

Конструкция в сборе получается очень жесткой и прочной.

Траверса антенны сделана из обрезка стальной квадратной трубы 20х20 мм. Первым делом сделал прямоугольный спил на одном из концов заготовки. Небольшой УШМ с тонким абразивным диском. Некоторую погрешность нейтрализовал подгонкой на электроточиле. Заготовку зачистил от окислов, покрыл нитролаком. Прямой конец трубы зачистил и залудил с кислотным флюсом, отмыл его остатки, высушил.

Пайку к обратной стороне основания антенны можно делать уже нейтральным флюсом. Место пайки зачищено и залужено. Отверстие для коаксиального кабеля находится внутри трубы, кабель пропускается через нее. Для пайки можно использовать мощный паяльник. Здесь применил небольшую газовую горелку. Грел только стальную трубу рядом с местом пайки. При пайке открытым пламенем нужно пользоваться неорганическими негорючими флюсами – канифольные загораются. Место пайки при этом оказывается в копоти, его приходится подготавливать заново.

На трубе, перпендикулярно длинной оси симметрии просверлил два сквозных отверстия. Ближнее к антенне – ось вращения, второе для фиксации в выбранном положении.

Коаксиальный кабель пропустил через элементы конструкции, предварительно разделанный конец подключил к соответсвующим точкам вибратора. Зафиксировал кабель от выдергивания несколькими кольцами термотрубки (лучше применить с клеящим слоем) и капроновыми стяжками.

Работа антенны предполагалась с разными устройствами, посему оснастил ее кабель бесконтактным подключением – петлей связи из отрезка мягкого медного монтажного провода, сечением около 0.5 мм2. Длина отрезка около 20 см. Он включается между центральной жилой и оплеткой свободного конца кабеля. Внутрь входит даже довольно большой прибор (телефон), для работы с USB модемом петлю связи удобно скрутить восьмеркой и сложить вдвое.

Антенна показала хорошую работоспособность.

Babay Mazay, апрель, 2020 г.

Удвоенный зигзаг Харченко для DVB-T2

С приходом цифрового телевидения многие анонимы выбрасывают в утиль свои старые польские антенны. Это связано или с тем, что полячка отказывается «ловить цифру», либо антенна просто начала сыпаться от старости. Однако ей можно дать вторую жизнь. Предлагаемая нами конструкция позволяет на основе рефлектора от полячки изготовить достаточно эффективную «цифровую» антенну. Это широкополосный «Double Bi-Quad» с рамками разного размера, рассчитанный для дециметрового диапазона с усилением более 11 dBi. Антенна имеет входное сопротивление около 300 Ом, что позволяет использовать ее непосредственно с пластинчатыми симметризаторами и усилителями SWA/PAE/ALN. В отличии от полячки антенна имеет намного более лучшие и стабильные характеристики что, при правильном подборе антенного усилителя, позволяет использовать ее в зоне неуверенного приема «цифры».

Классический Double Bi-Quad реализуется путем простого удваивания числа рамок в антенне Харченко. Получается синфазный стек из четырех одинаковых рамок с периметром каждой около 1λ. Как мы отметили в статье об антенне Харченко оптимизированной для цифрового телевидения, для расширения полосы желательно применить рамки периметром 1.5λ. Для увеличения усиления число рамок такой антенны также можно удвоить. Однако для сохранения согласования в широкой полосе выгоднее делать дополнительные рамки не одинакового размера с основными. В результате мы получаем антенну с усилением не менее 11 dBi, входным сопротивлением около 300 Ом и полосой пропускания 470-700 МГц.

Схематичное изображение антенны:Антенна не перекрывает весь диапазон 470-860 МГц выделенный для цифрового вещания (DVB-T2). Поэтому предлагается два варианта размеров на выбор в зависимости от частот на которых работают мультиплексы в вашей местности.

Диапазон/Размеры	OA	OB	OC	OD	AA’	CC’	OO’	Offset
470-700 МГц	107	213	320	427	267	150	44	99
530-800 МГц	90	180	270	360	226	126	44	99

Offset — расстояние от оси проводов рамок до поверхности рефлектора. Все остальные размеры по осям проводов. Характеристики антенны с первым вариантом размеров представлены на нижеследующих изображениях. Характеристики антенны со вторым набором размеров можно посмотреть здесь.

В качестве вибратора можно использовать распространенный медный или алюминиевый электрический провод 10 мм² (Ø3.57 мм). Вершины вибратора (точки D-D’) желательно крепить на металлических стойках/болтах через хомуты непосредственно к металлической мачте для защиты от атмосферного статического электричества. В других местах (точки B и O) стойки должны быть обязательно диэлектрические и влагостойкие. В точках пересечения (B и B’) провода необходимо изолировать друг от друга (как у утроенного квадрата в шапке нашего сайта). Допускается зазор между проводами в этом месте до 10 мм. Конечно же, если нет рефлектора от старой полячки, его можно изготовить из строительной сетки с ячейками 20×20 или 20х50 мм с более оптимальными размерами и с механическим укреплением конструкции с помощью дюралевого уголка. Основное полотно рефлектора в этом случае имеет размеры 400х860 мм плюс два бортика 156х860мм повернутые вперед примерно на 40-45°. При этом усиление антенны возрастает до 12-13 dBi. Размеры Double Bi-Quad с самодельным рефлектором сведены в таблицу:

Диапазон/Размеры	OA	OB	OC	OD	AA’	CC’	OO’	Offset
470-700 МГц	107	213	320	427	267	150	44	148

Характеристики такой антенны можно посмотреть по третьей ссылке в конце статьи. Технологический зазор O-O’ в центре можно варьировать в небольших пределах в зависимости от используемого защитного бокса, в который будет упрятан симметризатор (балун) или антенный усилитель типа SWA/PAE/ALN. Не следует гнаться за высоким коэффициентом усиления антенного усилителя. Необходимо выбирать малошумящий экранированный усилитель с усилением достаточным для «вытягивания цифры через порог», например ALN-187.

В заключении отметим, что Double Bi-Quad для цифрового телевидения уже продается в Италии и ЕС, в том числе и стеки из двух или четырех таких антенн с усилением до 16-18dBi.

Ссылки по теме:

ASP-8 DoubleBiQuad UHF TV 470-700 MHz от yurik82;

Double BiQuad TV 530-800 MHz от yurik82;

Double BiQuad 470-700 MHz с самодельным рефлектором от yurik82;

Antenna pannello UHF Fracarro PU4F — промышленный вариант антенны;

8 Element Horizontal Phased Array for Ch38-69 — промышленный стек из двух антенн;

Multi-Diamond Antennas — 4NEC2 модели оптимизированных Double Bi-Quad для ДМВ;

Антенна Харченко для DVB-T2;

Широкополосный волновой канал для цифрового телевидения своими руками;

Новая широкополосная антенна с круговой поляризацией для сбора РЧ-энергии в узлах беспроводных датчиков

В этой статье представлена новая широкополосная антенная решетка с круговой поляризацией, использующая сеть последовательного вращения. Предлагаемая антенная решетка имеет относительную ширину полосы 38,7% на частотах от 5,05 ГГц до 7,45 ГГц с максимальным усилением 12 дБи на частоте 6 ГГц. Соответствующий левосторонний метаматериал разработан для увеличения усиления антенны без значительного влияния на ее поляризационные характеристики.Широкополосная антенна с круговой поляризацией и полосой пропускания 2,4 ГГц является многообещающим решением для систем беспроводной связи, таких как отслеживание или сбор энергии из сигнала Wi-Fi на основе стандарта IEEE 802.11ac или будущей сотовой связи 5G. Показано возможное применение этой антенны в качестве приемной антенны для устройства RF-DC для получения питания постоянного тока для беспроводного сенсорного узла из сигнала Wi-Fi.

1. Введение

В последние годы беспроводная сенсорная сеть (WSN) привлекла внимание в области беспроводной связи для мониторинга, медицинского наблюдения, военного наблюдения, локализации, умного дома, умного здания и умного города [1].Обычный WSN состоит из двух основных частей: (i) системы беспроводных сенсорных узлов, прикрепленных к неперезаряжаемым батареям, и (ii) базовой станции. Жизненный цикл первичных батарей становится основным недостатком беспроводных сенсорных узлов, где неизбежны затраты на техническое обслуживание и замену батарей. Сбор радиочастотной энергии или беспроводная передача энергии (WPT) предлагается в качестве надежного источника питания в WSN [2].

В этой статье представлено эффективное решение для сбора высокочастотной энергии. Ячейка для сбора высокочастотной энергии часто интегрируется в каждый сенсорный узел с автономным питанием для преобразования окружающей радиочастотной энергии в источник постоянного тока.Традиционный радиочастотный комбайн включает в себя приемную антенну, полосовой радиочастотный фильтр, согласующую сеть, выпрямитель с фильтром нижних частот и оконечную нагрузку. Полученная РЧ-мощность на выходе антенны подается на выпрямитель через полосовой фильтр и схему согласования импеданса для преобразования в высокоэффективную мощность постоянного тока, как описано ниже. Ректенна, иногда известная как выпрямляющая антенна, играет центральную роль в преобразовании мощности РЧ в мощность постоянного тока при сборе радиочастотной энергии, а также в системе БПЭ, и в последние несколько лет она привлекла к себе значительное внимание.

Решения для ректенны с высокой эффективностью преобразования были описаны в [3–8], где влияние приемной антенны на характеристики системы (с точки зрения эффективности преобразования и рабочего расстояния) систематически исследовалось в [6, 9]. Антенна с высоким коэффициентом усиления предпочтительна для приложений на самых больших расстояниях, в то время как широкополосная рабочая антенна позволяет использовать несколько частотных каналов, чтобы уменьшить межканальные помехи и принимать случайные радиочастотные сигналы в окружающей среде, такой как GSM 900, GSM 1800, UMTS, Wi. -Fi и WiMAX.Кроме того, желательно, чтобы антенна с круговой поляризацией (CP) принимала электромагнитную энергию от различных поляризаций, чтобы повысить общую эффективность преобразования. Следовательно, широкополосная CP-антенна с высоким коэффициентом усиления является хорошим кандидатом для сбора энергии от случайной поляризации на разных рабочих частотах для сбора РЧ-энергии.

Антенны с круговой поляризацией могут быть получены с использованием структур с одним или несколькими источниками питания. О нескольких антеннах для сбора РЧ-энергии сообщалось в [10–15].Многослойная патч-антенна с характеристиками CP представлена для приложения сбора энергии в [10]. Всенаправленная антенна с круговой поляризацией достигается за счет использования топологии усеченного угла и антенны с многослойной структурой. Эта антенна имеет 3,6% полосы пропускания на центральной частоте 2,41 ГГц (от 2,43 ГГц до 2,45 ГГц). Когда эта антенна используется в качестве приемной антенны в сборщике радиочастотной энергии, выходное напряжение на частоте 2,40 ГГц составляет 255 мВ. В [11] исследуется прорезь E-образной формы вдоль ортогональной оси кругового фрагмента для создания рабочих характеристик CP и улучшения усиления антенны.Эта антенна имеет широкоугольное CP-излучение 140 ^o с полосой пропускания 3,2% и коэффициентом усиления более 5,0 дБич на частоте 2,38 ГГц. Четыре шлейфа интегрированы в четыре кукурузы квадратной патч-антенны, чтобы иметь характеристики CP в [12]. Максимальная ширина полосы 10 дБ 4,8% на частоте 2,5 ГГц достигается для случая асимметричного зазора. Соответствующее максимальное усиление составляет 4,5 дБич, а среднее выходное напряжение 1,5 мВ достигается при различных углах поворота. Узкая полоса пропускания является недостатком CP-антенн, о которых сообщается в литературе [10–12].Широкополосная CP-антенна с большим усилением описана в [13]. Круговая поляризация создается путем прорезания тео-образной щели на квадратном излучателе, в то время как апертурная связь используется для расширения полосы пропускания. Ширина полосы 10 дБ, равная 33% (1,89–2,66 ГГц), с осевым отношением (AR) 3 дБ, шириной 100 МГц (2,4–2,5 ГГц) и максимальным усилением 6,8 дБич, достигается на частотах 2,28 ГГц и 2,5 ГГц соответственно. Эта антенна имеет хорошие характеристики с точки зрения размера, полосы пропускания и усиления. Однако соединение отверстий является недостатком с производственной точки зрения.В [14] пара поперечных антенн-бабочек используется для обеспечения широкополосных характеристик CP, в то время как усиление антенны улучшается за счет отражателя. Полученная полоса пропускания 10 дБ составляет 38,2% (1,357–1,997 ГГц), а общее усиление превышает 7,5 дБ в рабочей полосе пропускания. Эта трехмерная структура сложна с точки зрения изготовления. В [15] сообщалось, что с помощью технологии интегрированного волновода с подложкой (SIW) можно реализовать очень высокоэффективную планарную антенную решетку с резонатором. Две пары прямоугольных пазов используются для CP, в то время как полость определяет рабочую полосу пропускания.Максимальное усиление 20,1 дБи на частоте 6,6 ГГц и ширина полосы 10 дБ 3,2% (6,52–6,73 ГГц) достигаются для антенной решетки 4 × 4.

В этой статье предлагается новая широкополосная патч-антенна CP, использующая подложку из широкополосного левого метаматериала (WBLHM) для улучшения усиления антенны. И моделируемые, и измеренные проверки исследуются, чтобы подчеркнуть его эффективность. Работа организована следующим образом. Аналитическая модель элементарной ячейки WBLHM представлена в разделе 2. В разделе 3 эта подложка LHM применяется на широкополосной антенной решетке CP как широкополосное решение с высоким коэффициентом усиления.Демонстрация полной системы сбора радиочастотной энергии представлена в Разделе 4.

2. Новая структура WBLHM: моделирование и анализ

2.1. WBLHM Modeling

Левосторонние метаматериалы — это неестественные структуры с двойной отрицательной диэлектрической проницаемостью и отрицательной проницаемостью (DNG). Подложка LHM действует как электромагнитная линза, поэтому она размещается над эталонной антенной, чтобы сконцентрировать волну из эталонной антенны в перпендикулярном направлении подложки LHM для увеличения усиления антенны.В этом разделе анализируется элементарная ячейка LHM для исследования работы всей периодической структуры.

Известно, что отрицательная проницаемость является результатом магнитного отклика на внешнее магнитное поле, в то время как отрицательная диэлектрическая проницаемость возникает из-за низкочастотного поведения плазмы или электрического резонансного отклика [16]. Как только частотный диапазон отрицательной диэлектрической проницаемости и отрицательной проницаемости перекрывается, мы можем достичь отрицательной области преломления. Это соображение справедливо только в том случае, если метаматериал (МТМ) может быть аппроксимирован как эффективно однородная среда, что означает, что размер элементарных ячеек МТМ должен быть значительно меньше длины направляемой волны.В большинстве случаев должно быть меньше [17]. Смит и соавторы предложили хорошо известную конструкцию, а именно квадратный разъемный кольцевой резонатор (SSRR), с размерами 8 × 8 мм ² () в направлениях x и y, где — длина волны в свободном пространстве [18, 19]. По своей структуре квадратное разрезное кольцо обеспечивает отрицательную проницаемость, а сплошной провод — отрицательную диэлектрическую проницаемость [20]. Однако двойной отрицательный диапазон этой структуры, а затем и отрицательная полоса преломления являются узкими.WBLHM получается путем геометрического преобразования из структуры SSRR с четырьмя верхними квазиоткрытыми кольцами и двумя нижними поперечными проволоками. На рис. 1 показан предлагаемый БДВС с заданными параметрами и его эквивалентная схема. Линия меандра используется для миниатюризации в направлениях x и y. Элементарная ячейка разработана с размерами Вт × L = 5,5 × 5,5 мм ² (), что на 20% меньше элементарной ячейки SSRR. Медный материал полоски выбирается толщиной мм, в то время как толщина подложки Rogers RO4003 составляет мм с относительной диэлектрической проницаемостью, и.

Как видно на рисунке 1 (a), C _t , C _s и C _m представляют собой емкость, обусловленную асимметричным зазором каждой элементарной ячейки, емкость между двумя слоями и взаимная связь между двумя непрерывными элементарными ячейками соответственно. L _t и L _b — это суммарная индуктивность линии сгиба на верхнем слое и поперечной линии на нижнем слое соответственно.Индуцированная электрическая энергия в основном концентрируется между двумя промежутками, расположенными на верхнем слое. Наведенная магнитная энергия в основном расположена на меандровой линии шириной d _м . Эти электромагнитные распределения показаны на рисунках 1 (а) и 1 (б). Емкость C, _t регулирует электрический резонанс и отрицательную диэлектрическую проницаемость, а размер меандровой линии d _м контролирует отрицательную проницаемость. Влияние и d, _m, на отрицательную ширину полосы эпсилон (ENB) и отрицательную полосу пропускания (MNB) описано в таблицах 1 и 2.Предлагаемая элементарная ячейка имеет размеры мм и d _м = 0,25 мм для широкополосного ДНГ. Геометрические параметры предлагаемой элементарной ячейки WBLHM показаны на рисунке 1.


Значение (мм)	ENB (ГГц)	MNB (ГГц)

0,2	3,41	6,3
0,25	3,34	6,47
0.3	3,33	6,22


Значение d _м (мм)	MNB (ГГц)	ENB ( ГГц)

0,2	6,51	3,36
0,25	6,47	3,34
0,3	6,26	3.38

2.2. Широкополосная отрицательная эффективная диэлектрическая проницаемость и проницаемость

Диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость однородной среды могут быть найдены с использованием метода усреднения поля [21–23] или параметров восстановительного рассеяния [24–26]. В этом исследовании мы применили метод, предложенный Ченом и соавторами. Во-первых, определяются показатель преломления и импеданс. Затем эффективная диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость LHM вычисляются напрямую с помощью следующих уравнений: и.Этот метод широко используется для определения эффективной диэлектрической проницаемости и проницаемости. Предлагаемый размер элементарной ячейки WBLHM меньше, чем. Поэтому, как упоминалось выше, WBLHM можно эффективно рассматривать как однородный материал на исследуемых частотах, и представленный метод в [26] подходит для восстановления эффективных диэлектрической и магнитной проницаемости. Полученные эффективная диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость отрицательны в очень широком диапазоне, как на рисунке 2. ENB 3,34 ГГц из 5.Для нашей элементарной ячейки WBLHM получены значения от 27 ГГц до 8,61 ГГц вместе с MNB 6,47 ГГц от 5,34 ГГц до 11,81 ГГц. Эта элементарная ячейка имеет широкополосный DNG от 5,34 ГГц до 8,61 ГГц.

3. WBLHM для увеличения усиления антенны: результаты и обсуждение

3.1. Широкополосная патч-антенна с круговой поляризацией

В качестве эталонной антенны спроектирована матрица из патч-элементов 2 × 2, основанная на методе последовательного вращения, которая генерирует отличные CP в относительно широкой полосе частот.На рисунке 3 показана конфигурация четырех участков с фазой подачи, расположенной под углом 0 °, 90 °, 180 ° и 270 °. В методе последовательного вращения возбуждаемые амплитуды и фазы играют важную роль для свойства CP антенны. Возбужденные амплитуды четырех элементов должны иметь одинаковую мощность (около -6,7 дБ), в то время как возбужденная фаза должна располагаться под углом 0 °, 90 °, 180 ° и 270 ° на частоте 5,8 ГГц, как показано на рисунке 4. Предлагаемая питающая сеть с использованием делителя мощности Уилкинсона [27] возбуждает одинаковые амплитуду и фазу, расположенные под 0 °, 90 °, 180 ° и 270 °, до четырех патч-элементов, чтобы получить хорошее соотношение осей (AR) на частоте от 5.От 52 ГГц до 6,50 ГГц, как показано на Рисунке 5 (b). Эталонная антенна имеет полосу пропускания 2,4 ГГц (от 5,05 до 7,45 ГГц) с коэффициентом отражения | S ₁₁ | показано на рисунке 5 (c), а усиление антенны показано на рисунке 5 (a).

3.2. Повышение усиления антенны

Подложка WBLHM размещается над широкополосной патч-антенной CP на расстоянии d , как показано на рисунке 3, для увеличения усиления антенны. Усиление и осевое отношение (AR) этой широкополосной CP LHM-антенны с высоким коэффициентом усиления при различных значениях d представлены на рисунках 5 (a) и 5 (b).

Необходимо обратить внимание на некоторые моменты при разработке широкополосной CP-антенны с высоким коэффициентом усиления с использованием подложки WBLHM. Во-первых, расстояние между слоем WBLHM и эталонной антенной является наиболее уязвимым параметром для AR [28]. Чтобы уменьшить общий размер этой трехмерной структуры в направлении z (как показано на рисунке 3), уровень WBLHM необходимо поддерживать как можно ближе к эталонной антенне для увеличения усиления при сохранении хорошего AR. Оптимальное значение, полученное моделированием, равно фокусному расстоянию слоя WBLHM, равному 5.8 ГГц. Во-вторых, для получения однородной структуры необходимо учитывать общий размер слоя WBLHM (количество элементарных ячеек на слое WBLHM). Излучаемое электромагнитным излучением эталонной антенны является источником энергии для слоя WBLHM, поэтому предлагаемый WBLHM должен покрывать ширину луча излучения эталонной антенны CP, чтобы получить более высокие характеристики. В эксперименте размер достаточно велик, чтобы покрыть всю пластину радиатора, не всегда включая линию питания. Расстояние варьируется на несколько значений примерно как на рисунках 5 (a) и 5 (b).Чем больше общий размер, тем уже будет полоса пропускания. После рассмотрения пика усиления, AR и ширины полосы, расстояние d = 29 мм и общий размер выбираются элементарные ячейки для получения более высокого усиления и широкополосного AR. Как видно на рисунке 6, широкополосное поведение практически не изменилось после покрытия эталонной антенны этим уровнем WBLHM. Эти эффекты WBLHM объясняются в распределении электрического поля, представленном на рисунке 7.

Электрическое поле вне широкополосного слоя LHM () отличается от из-за уменьшения и фазового сдвига электрических полей в зависимости от расстояния. и асимметричность структуры WBLHM.могут быть представлены в направлениях x и y:

Повышение коэффициента усиления микрополосковой патч-антенны с использованием отражающего слоя

Низкопрофильная, однонаправленная, двухслойная микрополосковая патч-антенна с узкой полосой пропускания разработана для резонанса на частоте 2,45 ГГц. Предлагаемая антенна подходит для конкретных приложений, таких как системы безопасности и военные системы, где требуется узкая полоса пропускания и небольшой размер антенны. Эта работа в основном сосредоточена на увеличении коэффициента усиления, а также на уменьшении размера однонаправленной патч-антенны. Предлагаемая антенна моделируется и измеряется.Согласно результатам моделирования и измерений, показано, что однонаправленная антенна имеет более высокое усиление и более высокое соотношение передней и задней части (F / B), чем двунаправленная. Это достигается за счет использования второго огнезащитного слоя (FR-4), покрытого с обеих сторон отожженной медью толщиной 0,035 мм, с воздушным зазором 0,04 в качестве отражателя. Коэффициент усиления 5,2 дБ при направленности 7,6 дБи, F / B 9,5 дБ и обратных потерях –18 дБ () достигается за счет использования двойного слоя подложки FR-4 с относительной диэлектрической проницаемостью 4.3 и толщиной 1,6 мм. Предлагаемая двухслойная микрополосковая патч-антенна имеет ширину полосы импеданса 2%, а разработанная антенна имеет очень низкую сложность при изготовлении.

1. Введение

Микрополосковые патч-антенны давно вызывают интерес благодаря их низкому профилю, низкой стоимости, простоте изготовления и печати, а также возможности встраивания в другие устройства. Однако есть много недостатков, таких как низкий коэффициент усиления и узкая полоса пропускания [1, 2].Коэффициент усиления антенны относится к отношению ее мощности излучения в определенном направлении к ее мощности в изотропном направлении [3]. Многие исследователи работают над увеличением коэффициента усиления патч-антенн, используя различные конструкции, идеи и материалы [4–11]. С другой стороны, реализация системы с узкой полосой пропускания улучшает избирательность системы в ряде приложений, включая военные, безопасность, улучшенную цифровую беспроводную связь и системы с низким энергопотреблением [12]. В то же время из-за новых технологий большинство дизайнеров стремятся уменьшить размер и повысить эффективность устройств.

Одним из распространенных методов увеличения усиления и направленности является использование плоскостей отражателя. В [13], используя концепцию дополнительных антенн, плоская антенна представлена с U-образным металлическим отражателем для достижения однонаправленного распространения; Результирующая антенна имеет низкий профиль, высокое F / B и высокое усиление в рабочем диапазоне частот. Кроме того, в [14] предлагается многократный металлический задний отражатель для широкополосной щелевой антенны. В [15], используя металлический резонатор в форме отражателя с магнитоэлектрической дипольной антенной, предложенная антенна демонстрирует высокий коэффициент усиления с высоким F / B в рабочем диапазоне частот при относительно больших размерах.

Но в [16] для усиления F / B излучения с помощью антенн с апертурной связью вводится использование подложки, а не металла в качестве отражателя. В [17] поверхность с высоким импедансом (HIS) в форме массивов квадратных ячеек используется для уменьшения распространения заднего лепестка. Конструкция демонстрирует повышение коэффициента усиления в частотном диапазоне и на высоких значениях F / B. В [18] предлагается двухдиапазонная однонаправленная антенна с копланарным волноводным питанием (DB-CPWFA). Отражатель содержит пластину заземления, диэлектрический материал и искусственный магнитопровод.Однако размеры антенн в предыдущих работах считаются относительно большими [13–18]. Поэтому достижение высокого усиления при минимальном размере антенны имеет решающее значение.

В этой статье разработана, смоделирована и изготовлена новая микрополосковая патч-антенна. Изучается и оценивается влияние слоя отражателя на усиление и направленность. Кроме того, исследуется толщина воздушного зазора между двумя слоями подложек. Путем настройки и оптимизации достигаются желаемые характеристики и проявляется эффект разнородных геометрических форм.Результаты моделирования сравниваются с DB-CPWFA [18] и обычной микрополосковой патч-антенной [19]. Результаты моделирования подтверждаются измерениями, и влияние слоя отражателя проверяется. Результаты измерений показывают, что усиление, направленность и отношение F / B антенны были значительно улучшены.

2. Предлагаемая антенна

Предлагаемая конструкция двухслойной микрополосковой патч-антенны была разработана путем взятия конструкции обычной квадратной патч-антенны, а затем ее изменения путем удаления симметричных частей с левой и правой сторон, изменения правых углов на кривые и, наконец, введение круглой прорези в плоскости заземления.Наконец, предлагаемая конструкция реализована с использованием второго слоя FR-4, который с обеих сторон покрыт медной пленкой на расстоянии 0,04 от слоя заземления.

Чтобы патч-антенна работала с желаемыми характеристиками, вводится метод настройки и оптимизации. Поэтому, чтобы сделать конструкцию более гибкой и работоспособной во время этой процедуры, предлагаемая антенна содержит много геометрические детали. В конструкции антенн обязательно жертвовать одними параметрами ради улучшения других [20].

На рисунке 1 показаны размеры предлагаемой антенны. Габаритные размеры 60 мм × 55 мм × 8,3 мм. Подложка представляет собой FR-4 с диэлектрической проницаемостью 4,3 и тангенс угла потерь 0,025, покрытая с обеих сторон отожженной медью толщиной 0,035 мм. Используются четыре прокладки, которые сделаны из тефлона PTFE (политетрафторэтилена), который представляет собой материал с потерями и относительной диэлектрической проницаемостью 2,1. Второй слой FR-4, покрытый с обеих сторон отожженной медью толщиной 0,035 мм, расположен на расстоянии 0 °.04 из первого слоя FR-4. Второй слой FR-4 действует как отражатель для перенаправления плотности распространения от заднего лепестка к главному лепестку. Следовательно, для той же эффективности излучения увеличение направленности означает увеличение коэффициента усиления следующим образом [3]: где — эффективность излучения.

Патч-антенна питается от микрополосковой линии передачи с волновым сопротивлением 50 Ом, длиной 8,2 мм и шириной 3 мм. Линия передачи вставной подачи подключается к порту с помощью сверхминиатюрного разъема версии A (SMA).

3. Результаты моделирования

Предложенный проект был смоделирован с использованием CST-MW studio; Дизайн был выполнен в три основных этапа. Первый этап состоял из первичной конструкции, которая содержала однослойную антенну с полностью заземленной пластиной. Характеристики антенны первой ступени были улучшены на второй ступени за счет введения круглой щели радиусом 6 мм в слое земли. Радиус паза выбирался путем изменения радиуса при моделировании от нуля до 8 мм.На рис. 2 показано влияние радиуса () круглого паза () в мм на коэффициент усиления второй ступени. Из рисунка 2 видно, что коэффициент усиления можно увеличить, увеличив радиус паза. Однако это увеличит возвратные потери; следовательно, это вопрос компромисса между прибылью и возвратными потерями. На последнем этапе добавляется второй слой подложки, покрытый медными пленками толщиной 0,035 мм с обеих сторон, на расстоянии 0,04 мм от грунтового слоя и закрепляемый четырьмя цилиндрическими прокладками из ПТФЭ с внешним диаметром 6 мм.5 мм и внутренним диаметром 3 мм, как показано на рисунке 3.

Характеристики трех каскадов, DB-CPWFA [18] и обычной квадратной антенны [19], показаны в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что предлагаемая антенна превосходит как обычную антенну с точки зрения согласованного импеданса и усиления, так и DB-CPWFA с точки зрения согласованного импеданса, сложности и значительного уменьшения размера на 67,4% при сопоставимом коэффициенте усиления. . Поскольку усиление прямо пропорционально эффективной площади антенны [3], результирующее смоделированное усиление предлагаемой антенны считается сопоставимым с усилением DB-CPWFA.


Конструкция	(ГГц)	(дБ)	(дБ)		(дБи)		КСВН	Импеданс полосы пропускания (МГц)	Размер () мм ³
Конструкция	(ГГц)	(дБ)	Sim.	Мрд.	(дБи)		КСВН	Импеданс полосы пропускания (МГц)	Размер () мм ³

Первая ступень	2,423	−7,85	2,22		6,340	0.386	2,326	—
Вторая ступень	2,411	−25,028	3,30		5,938	0,544	1,118	42,8
Третья ступень (предлагаемый дизайн )	2,45	−28,028	5,4	5,2	7,747	0,582	1,082	44,7
DB-CPWFA [18]	2.45 и 5,8	−15 и −37	7 и 6,8	6 и 8,5	—	—	—	245 и 745
Обычные [19]	2,344	— 12,617	3,11		5,02	0,64	1,61	64,8

— резонансная частота, Sim. — смоделированное усиление, Mrd.- измеренное усиление, КСВН — коэффициент стоячей волны по напряжению, — ширина подложки, — длина подложки, — это высота антенны.

Влияние воздушного зазора на коэффициент усиления двухслойной микрополосковой патч-антенны на желаемой частоте показано на рисунке 4. Значения в воздухе на рисунке 4 представляют расстояние в мм между двумя антеннами. слои подложки. По сравнению с обычной микрополосковой патч-антенной ясно, что наблюдается прирост усиления в диапазоне расстояний от воздуха = 1 мм до воздуха = 6 мм.Кривая достигает максимального значения при желаемой частоте при расстоянии воздушного зазора 5 мм.

Направленность трех каскадов и стандартной микрополосковой антенны перечислены в таблице 2.


Конструкция	(ГГц)	Величина главного лепестка (-поле) дБВ / м	Величина главного лепестка (-поле) дБА / м	Направление главного лепестка (градусы)	Угловая ширина при 3 дБ (градусы)	F / B (дБ)

Первая ступень	2.365		16,2	0,0	92,2	16,7
Вторая ступень	2,353		18,1	6	84,4	7,6
Третья ступень (предлагаемая антенна)	2,392		20,2	6	71,6	9,5
Обычный [19]	2,344		17,4	8	100.1	7,6

На рисунках 5–8 показана направленность в дальней зоне трех каскадов и обычной квадратной антенны. Красный цвет указывает на дальнюю область поля, угол направления главного лепестка окрашен синим цветом, а зеленый цвет указывает максимальное значение направления заднего лепестка. При выборе значения интервала 0,04 отраженное излучение от второго слоя усиливает излучение основного лепестка.В результате главная доля увеличивается. Соответственно, усиление увеличивается на 2,16 дБ по сравнению с обычной микрополосковой патч-антенной. Более того, достигается приблизительно идеальное совпадение; полное сопротивление предлагаемой антенны составляет (49,3 + 3,88) Ом с добротностью 16,8 и отношением F / B 9,5 дБ.

4. Изготовление и измерения

Предложенная антенна была изготовлена с использованием подложек FR-4 с толщиной 4.3. Второй слой фиксируется толщиной 5 мм с помощью четырех тефлоновых прокладок и тонких пленок клея на основе растворителя толщиной 2.Двухслойная микрополосковая антенна подключается к разъему SMA 50 Ом. Габаритные размеры 60 мм × 55 мм × 8,3 мм; 8,3 мм равняется 0,069. Параметр изготовленной антенны измеряется с помощью векторного анализатора цепей (Anritsu 37347D). Коэффициент усиления изготовленной антенны измеряется с помощью генератора векторных сигналов (Anritsu MG3700A), анализатора спектра (Advantest R3267) и двухруповой антенны с двойной поляризацией (A-INFOMW). На рисунке 9 показан изготовленный двухслойный микрополосковый патч-антенна.

Различия в значениях результатов моделирования и измерений вызваны влиянием аналоговых потерь и недостатков. Эти факторы нельзя учесть при использовании имеющегося в настоящее время программного обеспечения для моделирования.

На рисунке 10 показано сравнение параметров моделируемых и измеренных результатов. Измеренное значение составляет –18 дБ, а смоделированное значение –28 дБ. Измеренное усиление предлагаемой антенны составляет 5,2 дБ, что сопоставимо с расчетным усилением, равным 5.4 дБ. По сравнению с DB-CPWFA, измеренное усиление предлагаемой антенны близко к измеренному усилению DB-CPWFA, которое составляет 6 дБ, как показано в таблице 1.

5. Заключение

Однонаправленное и представлена низкопрофильная микрополосковая патч-антенна 0,069. Использование второго слоя FR-4, покрытого медью, уменьшило задний лепесток и увеличило усиление до 5,4 дБ, а также увеличило направленность до 7,74 дБи с отношением F / B 9,5 дБ. Кроме того, предлагаемая антенна демонстрирует гибкость при использовании метода оптимизации, а результаты моделирования оцениваются путем измерений.

Предлагаемая антенна совместима с конкретными приложениями, такими как системы безопасности и военные системы, благодаря значительному усилению, небольшому размеру, низкому профилю и однонаправленному распространению. Кроме того, его легко изготовить при низкой стоимости и невысокой сложности.

Предложенная антенна превосходит как обычную антенну с точки зрения согласованного импеданса и усиления, так и DB-CPWFA с точки зрения согласованного импеданса и значительного уменьшения размера на 67,4% при сопоставимом усилении.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Расширение полосы пропускания микрополосковой патч-антенны с использованием структур AMC / EBG

Представлена микрополосковая патч-антенна с расширением полосы пропускания с помощью искусственного магнитного проводника (AMC) / электромагнитной запрещенной структуры (EGB). Электрические характеристики встроенной конструкции оцениваются с помощью моделирования MoM. Изготовленные прототипы характеризуются с точки зрения измерений обратных потерь, усиления и диаграммы направленности в безэховой камере.

1. Введение

Микрополосковые патч-антенны

представляют собой привлекательное решение для компактного и простого и недорогого проектирования современных систем беспроводной связи благодаря их многочисленным преимуществам, таким как легкий вес и небольшой объем, низкопрофильная, плоская конфигурация, которую можно легко сделать конформность к поверхности хоста, низкая стоимость изготовления и возможность выполнения двух- и трехчастотных операций.При установке на жестких поверхностях микрополосковые патч-антенны обладают механической прочностью и могут быть легко интегрированы с микроволновыми интегральными схемами (MIC).

Однако микрополосковые патч-антенны обладают рядом недостатков по сравнению с обычными непечатными антеннами. Некоторые из их основных недостатков — узкая полоса пропускания, низкий коэффициент усиления и возбуждение поверхностными волнами, которые снижают эффективность излучения. Чтобы преодолеть одно из наиболее важных ограничений, узкую полосу пропускания, можно использовать несколько методов [1].Во-первых, более толстая подложка с низкой диэлектрической проницаемостью или ферритный состав обеспечивают более широкую полосу пропускания, но первый подход приводит к отсутствию низкопрофильных конструкций и увеличению размера, тогда как второе решение является дорогостоящим. Во-вторых, можно использовать бесконтактные методы питания, такие как связь по близости / апертуре, для улучшения полосы импеданса, но это сложно изготовить. Другой возможностью является конфигурация многорезонаторной стопки с неудобством получения прототипа большой толщины [2, 3].Поверхностные волны могут быть минимизированы с помощью электромагнитных структур с запрещенной зоной, тогда как для получения антенны с высоким коэффициентом усиления требуется конфигурация решетки для элементов заплатки.

Исследования в области электромагнитных структур с запрещенной зоной стали привлекательными в антенном сообществе и считаются ключевой технологией для улучшения характеристик микрополосковых патч-антенн [4–6]. Использование метаматериалов, таких как частотно-избирательные поверхности (FSS) [7–9], является альтернативой для устранения проблем с антеннами и микроволновыми цепями и может обеспечивать поведение EBG или AMC.В предыдущих работах несколько узкополосных антенн были установлены на структурах EBG / AMC [10–18].

В зависимости от предполагаемого применения полоса частот 2,4 ГГц может использоваться, например, для беспроводной связи на частоте 2,45 ГГц или для систем RFID на частоте 2,48 ГГц. В этой статье основная цель — улучшить полосу пропускания и характеристики излучения микрополосковой патч-антенны в диапазоне 2,48 ГГц с использованием двух разных подходов: комбинация патч-антенны со структурой EBG в одном слое и комбинация патч-антенны. со структурой AMC на двух разных уровнях.Цель этой работы является сложной, потому что задействованы две резонансные структуры, и когда они объединены вместе, их резонансное поведение взаимно влияет. Во-первых, показана конструкция микрополосковой патч-антенны, далее называемой патч-антенной, а затем адаптирована конструкция AMC, недавно представленная авторами, для работы на частоте 2,48 ГГц. Затем патч-антенна помещается над AMC. Эта комбинация в дальнейшем будет называться патч-антенна-AMC. Во-вторых, структура AMC изменена, чтобы действовать как EBG на частоте, близкой к резонансной частоте патч-антенны.Наконец, EBG объединяется с патч-антенной на том же слое, в результате чего получается конструкция с одноплоскостной характеристикой и сниженной стоимостью. Эта комбинация в дальнейшем будет называться патч-антенной-EBG. Обратные потери, усиление и диаграммы направленности трех прототипов (все имеют одинаковые размеры) анализируются на основе измерений в безэховой камере.

2. Конструкция микрополосковой антенны

Микрополосковая антенна имеет узкополосную конструкцию. В этой работе патч-антенна подходит для приложений RFID на 2.48 ГГц разработан с использованием подложки ROGER3010 толщиной 1,27 мм, относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь 0,0023. Геометрия патч-антенны с ее размерами показана на рисунке 1 (а). Характеристическое сопротивление линии передачи составляет 50 Ом. Конструкция антенны была выполнена с помощью набора моделирования моментов (MoM) с использованием коммерческого программного обеспечения [19]. Из рисунка 4 видно, что смоделированная рабочая полоса частот патч-антенны составляет 20 МГц.

2.1. AMC Characterization

Адаптация AMC, ранее разработанная авторами [20], осуществляется смещением резонансной частоты на 2,48 ГГц. На основе теории Блоха-Флоке и метода конечных элементов (FEM) моделируется одна ячейка решетки с периодическими граничными условиями (PBC) на ее четырех сторонах, чтобы получить полосу частот, в которой периодическая структура действует как AMC. Фаза коэффициента отражения на поверхности AMC вычисляется с использованием равномерной падающей плоской волны (см. Рисунок 2 (а)).В зависимости от геометрии элементарной ячейки вместе с толщиной подложки и относительной диэлектрической проницаемостью можно настраивать резонансную частоту и полосу пропускания структуры. Размеры элементарной ячейки составляют ² мм, а ее геометрия имеет четыре плоскости симметрии. Смоделированная фаза отражения нормально падающей плоской волны на поверхность AMC в зависимости от частоты представлена на рисунке 2. Резонансная частота AMC составляет 2,48 ГГц, а рабочая полоса пропускания AMC составляет приблизительно 130 МГц (5.24%) (см. Рисунок 2 (б)). Структура демонстрирует несколько преимуществ, таких как одноплоскостная особенность, поскольку не требуется ни многослойной подложки, ни сквозных отверстий, что упрощает реализацию и снижает ее стоимость.

2.2. EBG Характеристика

Периодическая структура может быть охарактеризована как EBG с использованием метода подвешенной полосы [21, 22] (см. Рисунок 3). Подвешенная полосковая линия над устройством ячейки используется для проверки реакции передачи электромагнитных волн. Высота полосы 0.02 λ . Структура будет блокировать передачу энергии по полосовой линии для частот в пределах запрещенной зоны, и в определенной полосе частот может наблюдаться заметное уменьшение. Запрещенная зона решетки EBG спроектирована так, чтобы быть смежной с полосой частот патч-антенны, так что при объединении двух структур на одном слое их резонансы связываются друг с другом, и, как результат, более широкая полоса пропускания будет генерироваться без нарушения других характеристик патч-антенны, таких как диаграмма направленности.Размер элементарной ячейки в случае характеристики EBG составляет мм. Смоделированная ширина запрещенной зоны структуры EBG ближе к полосе пропускания патч-антенны составляет 45 МГц около 2,5 ГГц (см. Рисунок 4).

3. Микрополосковая патч-антенна в сочетании с AMC / EBG

3.1. Патч-антенна, размещенная над структурой AMC

Планарная структура AMC ячеек размещается в качестве заземляющей плоскости патч-антенны [23] (см. Рисунок 5) для анализа возможности улучшения полосы пропускания антенны и ее свойств излучения.Антенна прикреплена к конструкции AMC (см. Рис. 1 (c)) двусторонней непроводящей липкой лентой толщиной 0,1 мм. Полоса пропускания микрополосковой патч-антенны составляет 20 МГц, тогда как рабочая полоса пропускания AMC составляет 130 МГц, каждая из них имеет одинаковую резонансную частоту 2,48 ГГц и одинаковые размеры. Однако для объединения двух структур заземляющий слой антенны был удален и размещен над AMC. Как следствие, резонансная частота антенны уменьшается из-за емкостных эффектов для этих частот в пределах полосы пропускания AMC.Резонанс достигается в полосе пропускания AMC, и вне этого диапазона антенна ведет себя так, как если бы толщина ее подложки увеличилась вдвое. Объединяя оба эффекта, комбинированная структура резонирует в полосе пропускания, большей, чем у микрополосковой патч-антенны, но уже, чем полоса пропускания AMC. Как недостаток — увеличенная толщина комбинированной конструкции. Если толщина диэлектрической подложки патч-антенны удваивается, результирующая полоса пропускания (30 МГц) будет уже по сравнению с полосой пропускания прототипов патч-антенны-EBG и патч-антенны-AMC.

3.2. Патч-антенна, окруженная структурой EBG

Для подавления поверхностных волн и увеличения полосы пропускания за счет эффекта связанных резонаторов решетка EBG расположена вокруг патча, образуя одноплоскостную конструкцию [24]. Как уже упоминалось в разделе 2.2, резонансная частота обеих структур (патч-антенна и EBG-структура) взаимно влияет, и в зависимости от разницы частот между ними и расположения элементарных ячеек вокруг патч-антенны, результирующая резонансная частота изменения.Частоты, включенные в полосу пропускания патч-антенны, примыкают к частотам, включенным в нижнюю полосу пропускания. Выбранная компоновка EBG относительно антенны — это компромисс между характеристиками и размером. Размеры окончательной конструкции (рисунок 1 (б)) указаны в миллиметрах и миллиметрах.

4. Результаты

Прототипы патч-антенны, патч-антенны, расположенной над поверхностью AMC, и патч-антенны, окруженной ячейками EBG, были изготовлены с использованием лазерной микрообработки. Измерены возвратные потери каждого изготовленного прототипа.Как видно из рисунка 6, измеренная рабочая полоса пропускания патч-антенны составляет 23 МГц. Разница в полосе пропускания между результатами моделирования (20 МГц) и результатов измерений (23 МГц) может быть связана с тем, что коммерческое программное обеспечение MoM учитывает бесконечное удлинение диэлектрической подложки, или, что более вероятно, из-за производственных допусков.

В случае размещения антенны над поверхностью AMC резонансная частота антенны смещается вниз на 2.43 ГГц (см. Рисунок 7) из-за емкостных эффектов, возникающих между двумя комбинированными структурами. Кроме того, поскольку структура AMC имеет более широкую полосу пропускания, чем патч-антенна, результирующая полоса пропускания прототипа увеличивается до 46 МГц, что означает 100% более широкую полосу пропускания (см. Рисунок 7).

Когда патч-антенна окружена одним рядом ячеек EBG, полоса пропускания увеличивается на 50% (см. Рисунок 7) из-за свойства связывания полос частот двух структур, составляющих прототип.Примечательно, что это 50% -ное улучшение пропускной способности достигается не за счет увеличения ни размера прототипа, ни толщины. Сравнение процентной полосы пропускания трех прототипов представлено в таблице 1.


Прототип	Ширина полосы (МГц)	Направленность (дБ)		Усиление (дБ)		Эффективность излучения ( %)
	Изм.	Измер.	Сим.	Измер.	Сим.	Измер.	Сим.

Патч-антенна	23 (0,93%)	7,33	5,95	4,59	4,29	53,21	68,23
Патч-антенна-EBG	34 (1,37% )	7,50	6,84	4,61	5,56	51,40	74,47
Патч-антенна-AMC	46 (1.90%)	6,72	8,52	0	0,79	21,28	16,86

Измеренные разрезы диаграммы направленности в плоскостях E и H каждого изготовленного прототипа представлены в Рисунок 8. Прототип патч-антенны показывает соотношение кополяризации и кроссполяризации (CP-XP) лучше, чем 25 дБ (см. Таблицу 2), тогда как для прототипа патч-антенны и EBG соотношение (CP-XP) и направленность даже увеличены.При измерениях коэффициент усиления патч-антенны (4,59 дБ) сохраняется, когда антенна окружена одним рядом ячеек EBG (Таблица 1). По результатам моделирования, при использовании структур EGB вокруг патч-антенны ее эффективность излучения увеличивается из-за свойства подавления поверхностных волн. Однако по результатам измерений можно сделать вывод, что для этого конкретного устройства эффективность излучения сохраняется (при улучшении полосы пропускания). Разница между моделированием и измерениями основана на том факте, что метод моделирования, реализованный Momentum, рассматривает бесконечный диэлектрик при конечной металлизации EBG, но также различие может быть связано с перекосами в безэховой камере.Характеристики диаграммы направленности патч-антенны-прототипа AMC показывают меньшее соотношение (CP-XP), чем у двух других прототипов, и коэффициент усиления, близкий к 0 дБ. Поскольку AMC не имеет способности подавлять поверхностные волны и тот факт, что чем толще подложка, тем сильнее поверхностные волны, коэффициент усиления патч-антенны-прототипа AMC не улучшается. Кроме того, поскольку соотношение CP-XP хуже для патч-антенны-AMC, чем для других прототипов, часть энергии может излучаться в других поляризациях и в обратном направлении (как показано на рисунке 8).Чтобы улучшить усиление, можно использовать зазор между антенной и поверхностью AMC, но это технологически менее выгодно. Кроме того, усиление и направленность микрополосковой патч-антенны можно увеличить, когда вокруг прототипа будет больше строк и / или столбцов, поэтому необходимо найти компромисс между характеристиками и размером (чем больше количество элементарных ячеек в периодической схеме, тем ближе его поведение к бесконечной структуре EBG).


Прототип	Соотношение CP-XP (плоскость E, дБ)	Отношение CP-XP (плоскость H, дБ)

Патч-антенна	25.81	25,04
Патч-антенна-EBG	30,43	28,79
Патч-антенна-AMC	13,85	9,43

Диапазон Представлено усовершенствование микрополосковой патч-антенны в диапазоне RFID СВЧ 2,48 ГГц. Две разные структуры (AMC / EBG) были объединены с одной и той же микрополосковой патч-антенной, чтобы охарактеризовать их совместные характеристики.Прототипы были изготовлены и охарактеризованы на основе измерений в безэховой камере. Из измерений двух полученных прототипов, патч-антенны-AMC и патч-антенны-EBG, можно сделать вывод, что оба прототипа улучшают полосу пропускания патч-антенны. Из-за эффекта поверхностных волн в структуре EBG прототип патч-антенны EBG демонстрирует лучшие характеристики излучения, не увеличивая ни размер прототипа, ни толщину. Все представленные прототипы прочны, компактны, не требуют сквозных отверстий и совместимы с технологией планарного производства.

Выражение признательности

Эта работа была поддержана Министерством культуры и инноваций Испании / FEDER в рамках проектов TEC2008-01638 / TEC (INVEMTA) и CONSOLIDER-INGENIO CSD2008-00068 (TERASENSE) Gobierno del Principado de (PCTI) / FEDER-FSE в рамках проектов EQUIP08-06, FC09-COF09-12, EQUIP10-31 и PC10-06 (FLEXANT), грантом BP10-039 и Cátedra Telefónica, Universidad de Oviedo.

.Технология

— конструкция антенны

НОВИНКА!
Антенный калькулятор NEW!

	Теоретические основы

В большинстве случаев конструкция радиоприемника часов будет определять
размеры необходимой приемной антенны на НЧ
полосы, потому что предписанные размеры не должны быть превышены.Как правило
антенны работают по принципу магнитного диполя, их
размер можно значительно уменьшить, вставив ферромагнитный материал.
По сравнению с антеннами для приема электрического поля магнитный
антенны имеют то преимущество, что — касательно интересующего диапазона частот
— их легко согласовать с входной цепью приемника. По
завершение параллельно включенным конденсатором параллельный резонансный контур
возникает, который может быть настроен на резонанс и который позволяет регулировать
согласование шума или импеданса.При этом напряжение на антенном входе
цепь, индуцированная в антенной катушке электромагнитным полем
передатчика увеличивается с добротностью Q. Предполагается, что
что входной импеданс приемника высокий — как у встроенного
схемы T4223B и CME6005 производства ATMEL Germany.

Напряжение на клеммах ферритовой антенны определяется несколькими параметрами.
Его можно рассчитать по следующей формуле:

(1)

с:
UA = напряжение на клеммах
Q = коэффициент качества цепи
Df = ширина полосы 3 дБ
µeff = эффективная магнитная проницаемость
n = количество витков
A = площадь поперечного сечения проводящих контуров
E = напряженность электрического поля в позиции приема
α = угол магнитного поля относительно оси антенны

Обсуждение формулы (1) показывает, что:

Электромагнитное поле передатчика в позиции приема
важно
существует направленное воздействие
индуцированное напряжение выше с более толстыми ферритовыми стержнями
ферромагнитный материал имеет влияние
большое количество витков приводит к высокому напряжению антенны
высокое добротность увеличивает напряжение антенны

Дополнительно следует отметить, что селективность
антенного контура увеличивается с повышением добротности Q ,
что улучшает помехозащищенность относительно приема на
соседние частоты из-за уменьшения полосы пропускания.

Для практического определения размеров входной цепи антенны это
имея в виду, что различные параметры частично зависят друг от друга.
С одной стороны, большее количество витков или увеличенное поперечное сечение
площадь, с другой стороны, влияет на более высокую индуктивность — при условии, что
диаметр провода такой же — приводит к большему омическому сопротивлению.
С увеличением числа витков напряжение антенны растет, но
повышенное омическое сопротивление препятствует повышению качества
коэффициент (см. формулу 5).Кроме того, эффективная проницаемость зависит от
реализация обмотки, как размещение на ферритовом стержне, так и
расстояние от ядра. Это означает, что реализация
антенна должна быть оптимизирована для каждого приложения (см. также раздел
«Практическая конструкция антенны»). Что касается направленности, то это
это нежелательный эффект, особенно для приложений, которые нельзя отключить
или переехал.

Для этих применений должны использоваться специальные конструкции антенн, которые
обеспечивают эллиптическую или всенаправленную характеристику приема.В
последнее может быть достигнуто только с помощью стержневых антенн. Более подробные объяснения
можно найти в соответствующей патентной литературе, например, DE 3504 660 C2, DE
37 01378 C2.

Как правило, следует констатировать, что — для рассмотрения наихудшего случая — шум
соответствие должно быть целью из-за низкой напряженности поля
этого следовало ожидать. Таким образом, наиболее важные критерии для электрического
размеры антенны фиксированы.Оптимальное сопротивление генератора
входного контура, для настроенной антенны это их резонансное сопротивление,
составляет примерно от 180 кОм до 300 кОм для приемника с высоким сопротивлением
T4223 / U4223 и примерно от 50 кОм до 100 кОм для CME6005 .
Оптимальное значение определить непросто, поскольку форма кривой соответствия
довольно плоский. Это означает, что довольно большой диапазон для почти оптимального
допускается резонансное сопротивление.

В интересующем диапазоне частот необходимое резонансное сопротивление может
быть реализовано путем адекватного определения размеров антенной схемы.По двум причинам
оказалось целесообразным установить размеры на низкоомный
диапазон кривой согласования шума. Во-первых, требуемые показатели качества
легче достичь, а во-вторых, уменьшается обратная связь.

	1.1. Расчет входной цепи антенны как пример для U4223

Входной импеданс интегральной схемы не учитывается.Это высокий
по сравнению с требуемым сопротивлением генератора для оптимального согласования шума.
Для уменьшения обратной связи резонансное сопротивление антенного контура должно
установить на Rres = 180 кОм для
U4223.

Коэффициент качества 100 реалистичен и может быть достигнут без специальных
усилия. Емкость цепи можно рассчитать для f = 77,5 кГц (немецкий
DCF) следующим образом (пример для антенны 180 кОм):

(2)

Стандартное близкое к нему значение: C = 1,2 нФ
Соответствующую индуктивность цепи можно найти с помощью:

(3)

Пропускная способность рассчитывается по формуле:

(4)

Если сопротивлением потерь конденсатора пренебречь, следующая формула
действительно:

(5)

Из-за очень малой полосы пропускания входной цепи точная температура
компенсация необходима.По той же причине необходимо настроить антенну.
резонировать с принимаемым передатчиком сигнала времени при фактической установке
должность. Обратите внимание, например, металлические предметы рядом с антенной
повлияет на выравнивание и может привести к необходимости исправлений.

Формулу (2) можно также использовать для расчета резонансного сопротивления Rres
если емкость известна и измерена полоса пропускания Δf. Чтобы
Избегайте любого влияния компонентов, используемых для связи между генератором сигналов
и антенны, генератор сигналов должен быть оборудован рамочной антенной.
для этого измерения.Пробник, который используется для измерения напряжения антенны
должен быть активным. Его сопротивление должно быть высоким по сравнению с резонансным
сопротивление антенны и ее емкость должны быть очень малы по сравнению
емкости антенного контура, так что ни качество
ни коэффициент, ни резонансная частота антенны не влияют на
значительный путь.

Этот расчет также может быть выполнен для CME6005 с диапазоном от 40 до 100
кОм Резонансное сопротивление антенны.

	1,2. Входные цепи

Входной каскад интегральной схемы приемника выполнен в виде дифференциального
усилитель звука. Входные транзисторы должны иметь внешнее смещение в случае
U4223, CME6005 имеет встроенные резисторы смещения 200 кОм.
В случае U4223 возможны три различные входные цепи, как показано на рисунке.
на следующих принципиальных схемах.Обратите внимание: CME6005
может использовать только несимметричную антенну из-за встроенного смещения
резисторы (рис. 1 г).
Сбалансированное подключение антенны дает следующие преимущества для
U4223:

Подавление синфазных помех
более низкая чувствительность к статическому излучению
меньше нежелательной обратной связи и, следовательно, менее критичная конструкция

Несимметричная антенна требует меньших затрат.

Разные подключения антенны


а) несимметричный	б) сбалансирован средства змеевика с цетровидным отводом

c) сбалансирован средствами двух резисторов (предложено 2,2 МОм	г) несимметричный антенна

Для U4223 предлагается вариант c) из-за преимуществ
сбалансированное соединение, в то время как расходы на катушку с ответвлениями исключаются.Два резистора, используемые для смещения входных транзисторов, должны быть высокоомными.
для сохранения добротности антенны.

	1,3. Ферритовый материал

Ферритовый материал также влияет на качество антенны.
Пользователь может выбрать материал с отличным поведением в
частотный диапазон от 20 до 120 кГц для уменьшения потерь от
ферритовый материал.(См. Также раздел практические
конструкция антенны)

	1,4. Сравнение достигнутой чувствительности с разными ферритовыми антеннами

Для следующего сравнения разные антенны были подключены к демонстрационной версии.
плата U4223. ВЧ-генератор модулировался сигналами времени
по кодировке немецкого передатчика DCF77.Генератор
выходной сигнал подавался на рамочную антенну, а исследуемые приемные антенны
были размещены по оси рамочной антенны на определенном расстоянии. В
платы приемника были связаны с блоком обработки данных для декодирования
информация о времени. Чувствительность определялась правильной расшифровкой
минимум двух телеграмм данных из четырех. Все измерения проводились
в экранированном помещении (клетке Фарадея), чтобы избежать сбоев, вызванных внешними
тревожные источники.Тем не менее, воспроизводимость этих измерений
является критическим. Искажения поля внутри экранированного помещения могут иметь влияние;
поэтому следующие результаты следует рассматривать только как ориентировочные
для собственных антенных разработок. Чувствительность относится к антенне.
№ 1. Антенны, предназначенные для использования с U4223.

антенна 1	диаметр ферритового стержня: 10 мм, длина: 30 мм C = 830 пФ, без нагрузки Q = 100, резонансное сопротивление Rres = 250 кОм Подключение согласно рисунку 1b) Относительная чувствительность: 0 дБ
антенна 2	диаметр ферритового стержня: 10 мм, длина: 30 мм C = 5,6 нФ, без нагрузки Q = 65, резонансное сопротивление Rres = 24 кОм Подключение согласно рисунку 1c) Относительная чувствительность: + 3 дБ
антенна 3	диаметр ферритового стержня: 10 мм, длина: 30 мм C = 1,2 нФ, без нагрузки Q = 100, резонансное сопротивление Rres = 170 кОм Подключение согласно рисунку 1b) Относительная чувствительность: + 5 дБ
антенна 4	диаметр ферритового стержня: 8 мм, длина: 65 мм C = 720 пФ, без нагрузки Q = 95, резонансное сопротивление Rres = 270 кОм Подключение согласно рисунку 1c) Относительная чувствительность: + 5 дБ
антенна 5	диаметр ферритового стержня: 8 мм, длина: 65 мм C = 1,35 нФ, без нагрузки Q = 115, резонансное сопротивление Rres = 175 кОм Подключение согласно рисунку 1c) Относительная чувствительность: + 6 дБ

Хорошо видно, что антенна может увеличить чувствительность системы
существенно, если антенна спроектирована правильно.Больше увеличения
чувствительности системы можно добиться за счет использования разных диаметров
проволоки или многопроволочной.

	1,5. Направление приема корневых антенн

Антенны, используемые для приема временного кода, представляют собой антенны с ферритовым корнем.
Эти антенны всегда имеют двунаправленное поведение приема, как
классическая дипольная антенна.(см. рисунок) Изменяя диаметр и
длина корня, характеристика приемного поведения может
быть под некоторым влиянием. Больший диаметр и меньшая длина приводят к
менее сильный двунаправленный прием. Эту информацию следует принять
во внимание, планируя антенну вместе с частью, в которой
антенна должна работать.


Корень короткой длины и больше диаметр	Корень длинный и тонкий диаметр

	2.Практическая конструкция антенны

Шаг 1

Модель CME6005 предназначена для использования с простой антенной,
Рисунок 1г).
Резонансное сопротивление Rres должно
быть в диапазоне от 40 до 100 кОм. Из формулы
(5) можно рассчитать
резонансное сопротивление Rres

Главное для Rres — качество
фактор Q и соотношение L / C.
Чтобы избежать сложных вычислений, мы должны использовать некоторые измерения.
Добротность Q может быть определена путем измерения напряжения резонансного
частота от антенны и обе угловые частоты с 3 дБ (0,707
раз) меньше напряжения. Обе угловые частоты дают нам полосу пропускания
(Ширина полосы 3 дБ = Δf).

Например: имеем резонансную частоту DCF77 =
77500 Гц и полосе пропускания 775 Гц, то мы используем следующую простую формулу
из (4):

В данном случае добротность 100

Шаг 2

Чтобы найти значения индуктивности и емкости, мы должны
используйте формулу резонансного контура:

Также здесь мы выбрали практическое значение емкости.
Значения в основном находятся между 2,2 нФ и 10 нФ. Фактор потерь
емкость должна быть низкой (0,0005 tanδ). Исходя из этого предположения, мы
можно рассчитать значение индуктивности из (3):

Шаг 3

Теперь нам нужно выбрать ферритовый материал, чтобы рассчитать
обмотки.
Феррит должен иметь магнитную проницаемость (µ) 2000 (реальные значения
может отличаться, 1800 тоже нормально) и должен подходить для частот примерно от
От 20 до 120 кГц, чтобы избежать потерь в самом ферритовом материале.У нас также есть
учесть температурный фактор феррита. Это не
большая проблема с низкими коэффициентами качества (~ 50), но с коэффициентами качества
100 и выше мы должны заботиться о том, чтобы при изменении температуры резонансный
частота нашей настроенной антенны не будет двигаться, потому что полоса пропускания
антенна с высоким коэффициентом качества (значит хорошая антенна) мала по сравнению
с низкой добротностью.

Шаг 4

Теперь нам нужно знать эффективную проницаемость (µeff)
из ферритового материала.Если мы не можем получить его из данных из
поставщика, мы можем легко получить значение, поместив 100 обмоток на ферритовый
а затем проверка индуктивности. Следующая формула показывает, как
чтобы получить этот коэффициент:

Индуктивность рассчитывается по:

L = индуктивность
мкэф
= эффективная проницаемость
w = количество витков

Если считать со 100 витками

Для расчета необходимых обмоток используем:

Шаг 5

Материал провода и вид обмотки имеют влияние
к качеству антенны.
Если у нас нет ограничения области, в которой мы можем поднять обмотки,
диаметр должен быть 0,28 мм.
Если у нас есть ограничение по площади намотки, то вся возможная площадь
необходимо использовать для уменьшения диаметра проволоки не менее 0,15 мм.
Из формулы (5) видно, что
уменьшение емкости антенного конденсатора приводит к увеличению необходимой индуктивности
это увеличит эффективное напряжение антенны, а также резонансную
сопротивление.Более высокие необходимые обмотки на феррите приводят к большему
потери из-за разброса емкостей между обмотками и, как следствие, уменьшение
добротности Q. Если есть необходимость использовать большое число
витков, уменьшение толщины изоляции провода может
приниматься во внимание. Такое же количество витков и одинаковый диаметр
провода может привести к разной добротности, если изоляция и точность
обмоток заменены.

Шаг 6

Во всех случаях антенна должна быть настроена на желаемую частоту, потому что
сам феррит, а также конденсатор имеют некоторые допуски. В
Проще всего сделать катушку подвижной на феррите. Конденсатор
имеет лучшее место на обмотках или как можно ближе к катушке.
Анализатор фазового усиления — идеальный инструмент для очень быстрого обнаружения резонансного
точка. Теперь, перемещая катушку на феррите, изменяется резонансная частота.
до желаемого значения e.г. 77500 кГц (DCF77).
Этот тест также можно провести в соответствии с описанием в таблице данных.
В этом случае необходимо учитывать емкость измерительного щупа.
Эта емкость расстраивает антенну.
Более сложный способ — измерить антенну вместе с
плата приложений CME6005 . Напряжение на конденсаторе ПК
— значение входного напряжения от антенны. Измеряя напряжение
на этом этапе антенну можно оптимизировать.Существенно то, что это
сделано в клетке Фарадея, чтобы избежать влияния других носителей. Эта
контрольная точка (PK) показывает сумму всех частот, которые улавливает антенна.
Легко понять, что каждое искажение приводит к неправильному результату.
Изменение L / C антенны может также привести к более оптимизированной
полученные результаты.

	3. Обобщение

Если принять во внимание все вышеперечисленные моменты,
хорошо, сделать несколько вариантов антенны, чтобы найти антенну
с наилучшим результатом в конкретном приложении.
Для наиболее важных частот следующие результаты расчета
в пригодных для использования антеннах, но не оптимизированных для конкретного приложения.

Для U4223:
	fo = 77,5 кГц:	C = 1,2 нФ,	L = 3,50 мГн
	fo = 60,0 кГц:	C = 1,5 нФ,	L = 4,80 мГн
	fo = 40,0 кГц:	C = 2,2 нФ,	L = 7,20 мГн
Для CME6005:
	fo = 77,5 кГц:	C = 2,2 нФ,	L = 1,92 мГн
	fo = 60,0 кГц:	C = 4,7 нФ,	L = 1,50 мГн
	fo = 40,0 кГц:	C = 6,8 нФ,	L = 2,33 мГн

Фактор качества, на котором были основаны размеры, может быть достигнут только
с качественными конденсаторами.
Во избежание обратной связи соединительные провода к антенне должны быть экранированы.
или хотя бы скрученный.

	4. Общие советы по устранению неисправностей

Антенна в основном чувствительна к магнитной составляющей передаваемого сигнала.
частота. Есть много возможных внешних и внутренних электрических
и магнитные искажения.Таким образом, близко к антенне любой провод с
Следует избегать использования компонентов переменного тока на нем. Это также верно для вывода
приемника. Ресивер — это прямой ресивер и компоненты от
выходной сигнал, связанный с антенной электрическим полем или паразитными
конденсаторы вызывают снижение чувствительности. Выводы антенны
должен быть экранирован или, по крайней мере, скручен, чтобы избежать несимметричной индукции
шума. Также металлический компонент, например батарейки, держатель для батареек, отстройка
антенны и уменьшите чувствительность системы.ЖК-дисплей есть
обширное поле искажения. Эти компоненты должны быть размещены как
тариф по возможности от антенны И приемника.
Особое внимание следует уделить микроконтроллеру. Они производят
высокий уровень шума с большой крутизной. Эти высокие значения наклона могут мешать
к антенне и приводит к короткому звонку антенны, это приводит к
в снижении чувствительности системы.
Фильтр нижних частот Vcc для микроконтроллера тоже точка
который создает шум.

Суммирование:

Разместите антенну подальше от электронных компонентов, создающих помехи.
например процессор, дисплей, сигнальные линии ….
Разместите антенну на расстоянии не менее 20 мм от металлических частей, например. батареи
Если вы измеряете на U4223, выводе REC, INT или DEC, вы должны использовать тестовый щуп
с импедансом более 1 ГОм. Это также хорошо для тестирования CME6005
штифт ПК
Используйте отдельные линии питания для приемника, процессора и дисплея.
Используйте комбинацию RC, чтобы заблокировать любые искажения на Vcc.
Используйте только одну центральную точку заземления для приемника.
Сделайте короткое соединение кристаллов с приемником (избегайте дополнительных
емкость провода)
Избегайте любых токовых петель, а также контуров заземления рядом с ИС.
Обеспечьте экранирование под ИС с заземляющим слоем печатной платы, если это возможно.

	5.Подсказки по программному декодированию

Сигнал временного кода обычно имеет следующий формат:

Каждую секунду передается 1 бит. Место бита (от 1 до 59) дает
значение информации этого бита.

Пример:

Сигнал на антенне выглядит так:

Для декодирования сигнала временного кода необходимо несколько основных шагов.

Для декодирования информации используется кодировка передатчика.
быть взятым. Примеры можно взять из таблицы.

Обратите внимание: пользователь несет ответственность за проверку информации из
передатчики. Если кодировка изменится, предупреждение от
податель статьи.

конструкция, особенности изготовления, области применения, пошаговые инструкции

Что собой представляет антенна Харченко

Материалы изготовления и расчёт размеров сторон биквадрата антенны Харченко

Как рассчитать длину каждой стороны биквадрата

Отличия антенны для приёма 4G-сигнала от DVB T2

Пошаговая инструкция изготовления 3G, 4G или DVB T2 антенны Харченко

Антенна Харченко для приёма 3G-сигнала своими руками

Различные схемы для изготовления антенны Харченко

Настройка изготовленной своими руками антенны

Тестирование оборудования

Преимущества самостоятельного изготовления антенны Харченко перед её приобретением

В заключение

Антенна Харченко для дальнего приёма DVB-T2

Простая, но довольно эффективная антенна для DVB-T2 (цифрового ТВ)

Самоделку будем собирать «по мотивам» двойного квадрата Харченко.

Немного истории

Теория и расчеты

Сборка антенны

Испытания

Оценка качества работы антенны

Вывод:

Внешняя антенна (Харченко) для 3G интернета

Удвоенный зигзаг Харченко для DVB-T2

Новая широкополосная антенна с круговой поляризацией для сбора РЧ-энергии в узлах беспроводных датчиков

1. Введение

2. Новая структура WBLHM: моделирование и анализ

2.1. WBLHM Modeling

2.2. Широкополосная отрицательная эффективная диэлектрическая проницаемость и проницаемость

3. WBLHM для увеличения усиления антенны: результаты и обсуждение

3.1. Широкополосная патч-антенна с круговой поляризацией

3.2. Повышение усиления антенны

Повышение коэффициента усиления микрополосковой патч-антенны с использованием отражающего слоя

1. Введение

2. Предлагаемая антенна

3. Результаты моделирования

4. Изготовление и измерения

5. Заключение

Конфликт интересов

Расширение полосы пропускания микрополосковой патч-антенны с использованием структур AMC / EBG

1. Введение

2. Конструкция микрополосковой антенны

2.1. AMC Characterization

2.2. EBG Характеристика

3. Микрополосковая патч-антенна в сочетании с AMC / EBG

3.1. Патч-антенна, размещенная над структурой AMC

3.2. Патч-антенна, окруженная структурой EBG

4. Результаты

Выражение признательности

— конструкция антенны

Суммирование:

alexxlab

Вам также может понравиться

Две электрические цепи содержат соответственно 3 и 4 элемента: Математическое Бюро. Страница 404

Образец ппр по электрике: Проект производства работ (проект ППР)

Закон эми формула: Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции . Видеоурок. Физика 11 Класс

Добавить комментарий Отменить ответ