Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

płaska antena na 671MHz (UHF)

wieswas 02 Oct 2009 21:22 4738 10
  • #1
    wieswas
    Level 33  
    Czy możliwe jest zbudowanie płaskiej anteny na częstotliwość 671MHz ?
    Nigdy nie spotkałem takiej konstrukcji, ale wiem, że istnieją takie anteny na mikrofale.
    Czy na przykład naklejenie na płytę izolacyjną kilkunastu dipoli półfalowych i połączenie ich szeregowo-równolegle (oczywiście uwzględniając ich wzajemne odległości aby pracowały jako synfazowe) zwielokrotni ich zysk, w porównaniu z pojedyńczym dipolem ? Rozmiar anteny może być nawet 2mx3m, ale żeby była płaska.
    Teoretycznie wydaje mi się, że jest to możliwe, ale wychodząc z założenia, że czego nie ma w sklepie, to nie istnieje nachodzą mnie wątpliwości.
    I jeszcze jedno pytanie, a w zasadzie chodzi mi jedynie o potwierdzenie innego faktu:
    wydłużenie pojedyńczego dipola z połowy fali na np. 3,5 fali nie zwiększy zysku anteny ? (Też nie widziałem takiej anteny w sprzedaży)
    Wszystkie przeczytane artykuły opisują typowe rozwiązania: dipol półfalowy + reflektory+direktory.
  • #2
    c2h5oh
    Moderator
    Poszukaj w GOOGLE pod zwrotem "printed antenna" lub "PCB antenna".
  • #3
    qrdel
    Level 28  
    Oczywiście praca synfazowa (przy zachowaniu odpowiedniej długości i jakości połączeń) daje efekt 'sumowania'.
    Więcej (zaszaleję) gdybyś musiał ukryć szpiegowską antenę np. pod tynkiem to możesz ją tak zaprojektować by jej kierunek maksimum promieniowania/odbioru miał niemal dowolny kierunek względem płaszczyzny urządzenia (zapewne z paroma listkami bocznymi).
    Co do 'mechanicznego' wydłużania dipola to dipol zmierzając długość od ½λ do 1λ traci efektywność tak jak skracany od ½λ do 0.
    Istnieją konstrukcje dłuższe od ½λ ale zwykle składają się z kilku elementów poniżej/około ½λ odpowiednio połączonych ('synfazowo w jednej linii') np. antena kolinearna.
    Z typowych zastosowań w tym momencie dorzuciłbym ściany dipoli (czyli ant. synfazowe), interferometry i szyki przełączane.
  • #4
    wieswas
    Level 33  
    W numerze 5 z roku 1979 czasopisma czeskiego "Amaterske Radio pro konstruktery" (niebieskie) znalazłem taką oto tabelkę, w której porównano zysk anten półfalowych i pełnofalowych dla różnych reflektorów. Wynika z niej, że zawsze zysk anteny pełnofalowej jest większy o 2dB od takiej samej anteny półfalowej.
    płaska antena na 671MHz (UHF)
    Dlaczego więc wszystkie anteny, nawet te na wysokie kanały, znajdujące się w sprzedaży są budowane jako półfalowe. Przy długich antenach przyrost zysku jest coraz trudniejszy i dodawanie kolejnych direktorów minimalnie już wpływa na wzmocnienie anteny. A wystarczyłoby od razu budować taką antenę jako pełnofalową, co przy częstotliwościach około 670 MHz daje wymiar dipola pełnofalowego na około 40cm i zysk o 2dB większy.
    Także opisy w internecie różnych nietypowych anten w 100% opierają się na dipolu półfalowym.

    Mam jeszcze pytanie: jak wpływa kształt zakończenia dipola pętlowego (rurka zagięta pod kątem prostym lub w kształcie półkola - co zwykle się spotyka) na zysk anteny ?
    Czy przy zagiętym pod kątem prostym uwzględniać inny współczynnik skrótu długości dipola ?
    Jakie wzmocnienie daje taki dipol jak na poniższym rysunku w stosunku do tradycyjnego dipola pętlowego ? Wyczytałem, że jego impedancja wynosi 620 ohmów.
    Łącząc dwie takie anteny równolegle mielibyśmy dopasowanie do typowego symetryzatora 300/75
    płaska antena na 671MHz (UHF)
    (rysunek d)
  • #5
    qrdel
    Level 28  
    Może najprostszą odpowiedzią będzie - ekonomizacja produkcji.
    Hasło 'dipol pełnofalowy' trąci mi oksymoronem.
    Robi się raczej dipole (półfalowe), czasem się koncepcję rozwija i antena ma inne fizyczne długości, przykładowo W3DZZ dla wybranych pasm próbuje dzięki dodatkom elektronicznym udawać dipol półfalowy i jeszcze dla paru częstotliwości ma niejaką skuteczność - ale jest to okupione skomplikowaniem konstrukcji, awaryjnością, ceną i zwykle gorszymi osiągami na poszczególnych pasmach niż właściwe tam dipole półfalowe.
    Anteny pełnofalowe raczej nie są prostymi dipolami.
    A to co pokazujesz na obrazku to raczej obrazek na temat smukłości anten (a stąd ich dobroci i szerokopasmowości).
    Podwójny dipol (zaznaczony) raczej nadal jest półfalowy tylko zużywa więcej materiałów i ma nietypową impedancję.
  • #6
    wieswas
    Level 33  
    Zgadza się, dipole na dolnym rysunku są półfalowymi.
    W powyższym poście zawarłem 3 pytania:

    1-Czy mają sens dipole pełnofalowe i czy mają zysk większy o 2dB od półfalowego, jak wynika z zamieszczonej tabelki, czy jest to moja błędna interpretacja tekstu z czeskiego czasopisma ?

    2-Czy sposób wygięcia końca dipola pętlowego ma wpływ na zysk anteny, i czy wymaga zastosowania innego współczynnika skrócenia ?

    3-Czy dipol podwójny zamieszczony na rysunku d daje większy zysk anteny w porównaniu ze zwykłym dipolem pętlowym ?
    Zakładam, że zastosuję odpowiednie dopasowanie do kabla 600/75.
  • #7
    qrdel
    Level 28  
    Ad. 1 - Wydaje mi się, że dipole pełnofalowe nie istnieją tzn. w przypadku nawet wykonania mają zerową skuteczność. Tabelka może dotyczyć bardziej skomplikowanych układów których częścią jest dipol. Np. coś jak przy zestawie do pelengacji, antena prętowa + dipol.
    Może wtedy ta 'lambda' określa jakiś parametr czy odległość w zestawie a nie dokładnie wymiar dipola. Nie mam pewności o co chodzi. Może zeskanuj cały artykuł, parę słów po czesku już znam.

    Ad. 2 O ile pamiętam ma minimalny wpływ, a współczynnik skrócenia dipola zależy chyba bardziej od 'szerokości' pętli (odległości równoległych prętów)

    Ad. 3 Może mieć nieco wyższy zysk ze względu na większą powierzchnię. Najprościej zasymulować go w programie do liczenia anten np. MMANA i sprawdzić.

    Odpowiedzi z pamięci, chwilowo bez sięgania do źródeł więć wszystko na zasadzie 'wydaje mi się'.
  • #8
    wieswas
    Level 33  
    Odpowiedź Ad1 zawiera "przejęzyczenie", dotyczy dipola pełnofalowego.
    Załączam skany 8 stron artyułu z czeskiego "Amaterskego Radia" dotyczące anten.
  • #9
    qrdel
    Level 28  
    OK. Doczytałem i nieco muszę odszczekać.
    Zrozumiałem do końca dopiero po lekturze dzieła po angielsku bo jednak czeski to język 'bardziej obcy' przynajmniej dla mnie.
    Swoją drogą polecam "Practical Radio-Freqency Handbook" Ian Hickman; można w sieci znaleźć PDF.
    A wracając do tematu:
    Dipole pełnofalowe są prezentowane w literaturze. I mniej lub bardziej wyraźnie jest tam pokazywane że nie mają wtedy charakterystyki tak użytecznej jak półfalowy.
    Charakterystyka to cztery wąskie listki pod kątami 45° do głównej osi dipola (w płaszczyźnie dipola). I rzeczywiście, przy tak wąskich listkach i dość dziwnych (przynajmniej moim zdaniem) kierunkach mają nieco lepszą skuteczność czyli stosunek mocy promieniowanej w kierunku maksimum w porównaniu do promiennika izotropowego.
    W praktyce (chyba) mało kto potrzebuje anteny dwakroć większej od dipola i mającej w płaszczyźnie 4 dość wąskie maksima w skośnych kierunkach i dla której jeszcze te kierunki zmieniają się ze zmianą kąta elewacji.
  • #10
    wieswas
    Level 33  
    Przepraszam,że odgrzewam stary swój temat, ale moje pytanie jest ściśle związane z dyskutowaną tam problematyką.
    Mianowicie, chodzi o dobroć dipola. Czy zastąpienie rurki miedzianej (gdzie ze względu na zjawisko naskórkowości przy prądach w.cz pracuje tylko powierzchnia)
    przez płaskownik o takiej samej powierzchni nie poprawi czułości takiej anteny ?
    Cały czas chodzi mi jedynie o samodzielny dipol, a nie o długą antenę Yagi.
    Smukłość takiej anteny będzie znacznie większa. (Nadajnik widzi tylko przednią krawędź dipola). Gdyby jeszcze ten płaskownik składał się z kilkunastu cienkich lakierowanych blaszek miedzianych sklejonych razem, Wówczas przy dużej smukłości byłaby wielokrotnie większa powierzchnia przepływu prądu, więc i dobroć powinna wzrosnąć. Skojarzyłem to przez analogię do cewek w.cz., gdzie drut zastępuje się "licą" składającą się z 20 cienkich lakierowanych drucików.
    Wówczas dobroć takiej cewki jest znacznie lepsza.
    Może wywołuję trochę akademicką dyskusję, ale staram się znaleźć maksimum sygnału jaki da się uzyskać z dipola.
    Dzięki powyższej dyskusji zbudowałem dwa podwójne dipole (każdy z nich ma impedancję 600ohm) połączone równolegle przez co dają 300ohmów do typowego symetryzatora 300/75 i sygnał z nich jest wyraźnie lepszy niż podczas prób z dipolami pojedynczymi.
    Nie udało mi się niestety skonstruować żadnej płaskiej anteny paskowej, która dałaby lepszy sygnał. Wynika to z faktu, że nie potrafię takiej obliczyć, a odwzorowanie gotowych wymaga przeliczania z np.900MHz, bo takie przeważnie są prezentowane. Poza tym wymagają dokładnie tych samych materiałów izolacyjnych.
  • #11
    belzebiusz
    Level 11  
    No właśnie a wracając do anten PCB,
    czy tak samo są zbudowane anteny SMT ?
    Link