^Вверх

foto1 foto2 foto3 foto4 foto5


3G 4G LTE

CDMA

Wi-Fi

Антенны своими руками

3G-Aerial

Поиск на сайте

Сейчас на сайте

На сайте 64 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Вход на сайт только с главной страницы или на форуме.

1 1 1 1 1 Рейтинг 0% [0 Голоса (ов)]

pcb patch0Многие анонимы и пользователи нашего сайта пытаются изготовить конструкции проволочных антенн, в частности конструкцию антенны Харченко, на печатной плате. Чаще всего эти попытки оканчиваются неудачно, о чем пишется в комментах и на форуме нашего сайта, хотя есть и удачные попытки, как описанная в статье на Хабре. Но несмотря на такие удачные попытки, реконструкция проволочных антенн на печатной плате некорректна. Далее мы рассмотрим почему. Кроме того, для любителей текстолита предлагается простая и достаточно эффективная конструкция PCB патч-антенны.

Обычно, перенося конструкцию проволочной антенны на печатную плату, радиолюбитель не учитывает влияние диэлектрика подложки, приравнивая подложку к воздуху. А зачем учитывать? Она же ток не проводит, радиопрозрачна, имеет малую толщину, намного меньше длины волны. Аргумент? Аргумент. Но с другой стороны, стеклотекстолит имеет высокое значение диэлектрической проницаемости и поэтому длина волны в нем примерно в два раза короче чем в воздухе. Из-за этого, чтобы попасть в резонанс, необходимо существенно уменьшать размеры печатной рамки той же Харченко. Меняется и расстояние до рефлектора. На частотах СВЧ это особенно заметно. Поэтому механический перенос размеров проволочной антенны (да и не только проволочной) на печатную плату невозможен в основном не по причине превращения круглого проводника в плоский, а из-за влияния подложки. Стоит вспомнить, что на СВЧ существует целый класс диэлектрических антенн, в которых основную роль в усилении антенны выполняют именно диэлектрические детали конструкции.

pcb patch1Что же делать тем радиолюбителям, которым работать с текстолитом намного комфортнее, чем гнуть проволочную рамку? Использовать конструкции антенн, специально разработанные для печатной платы с учетом влияния диэлектрика. Одна из таких конструкций и предлагается здесь. Это простая патч-антенна на PCB для Wi-Fi. Антенна изготавливается из двух кусков одностороннего фольгированного стеклотекстолита RF4 с толщиной подложки 1,4..1,5 мм. Один кусок используется как рефлектор, на втором вытравливается круглый патч, который используется как излучающий элемент. Оба этих куска разделяются воздушным промежутком.

pcb patch2Антенна имеет два конструктивных варианта:

  • Вариант1 - Печатный патч располагается в сторону источника (металлизацией наружу);
  • Вариант2 - Печатный патч располагается в сторону рефлектора (металлизацией внутрь);

Второй вариант более предпочтителен, поскольку при этом уменьшается влияние подложки. Ведь обычно радиолюбитель имеет дело с дешевыми PCB, с высоким разбросом значения диэлектрической проницаемости и толщины подложки.

Размеры (мм)
  WrWvDvdshab
вариант 1) 100 65 58 6 5 8.5 26
вариант 2) 100 65 64 7 5 5.5 23

pcb patch5В первом случае PCB патч приклеивается по углам к рефлектору четырьмя кусочками пенопласта 10x10x6 мм. Во втором случае используется металлическая стойка по центру конструкции высотой 7 мм и Ø3..4 мм. Центр патча в любом случае электрически соединяется с рефлектором. В первом случае кусочком проволоки Ø0,5..1 мм, припаянной между патчем и рефлектором в центре конструкции, во втором случае стойкой. Это делается в целях защиты оборудования от атмосферной статики. Запитывается патч с помощью пигтейла с коаксиальным кабелем RG178 или RG316. Данные кабели имеют фторопластовую термостойкую внутреннюю изоляцию, которая не плавится при пайке. Кабель заводится сзади, перпендикулярно рефлектору через отверстие напротив точки подключения. Оплетка припаивается к рефлектору, центральная жила к патчу. При желании в точке подключения можно установить разъем SMA.

Расчетное усиление антенны 8,4 дБи, ширина основного лепестка около 60°.pcb patch3Полоса пропускания по уровню КСВ<2 около 240 МГц, что обуславливает хорошую повторяемость антенны при аккуратном изготовлении. В пределах Wi-Fi диапазона КСВ не превышает 1,5.pcb patch4

Антенна имеет следующие преимущества:

  1. Простота изготовления и хорошая повторяемость. Согласитесь, вытравить круг гораздо проще чем какие-то сложные фигуры, хотя бы те же ромбы от антенны Харченко.
  2. Антенна имеет большую площадь излучающего элемента. При толщине скин-слоя на Wi-Fi 1..2 мкм толщины фольги 35 мкм более чем достаточно. В результате, даже с учетом потерь в стеклотекстолите КПД антенны не ниже 96%.
  3. Простота подключения к фидеру. Не требуется никаких схем согласования и симметрирования. Всевозможные петли из коаксиального кабеля на таких частотах очень сложно аккуратно изготовить не ухудшив существенно характеристики антенны. Здесь этого нет.

Из недостатков следует отметить большой разброс характеристик стеклотекстолита, который имеют в распоряжении радиолюбители. Если вы покупаете PCB у наших китайских партнеров, то нужно смотреть чтобы не попались гетинаксовые платы, такие для антенн совсем не годятся. Полностью избежать этих трудностей позволяет изготовление подобных антенн из жести. Одна из таких конструкций, на основе консервной банки, будет в следующей публикации.

Ссылки по теме:

  1. Патч антенна. Основы теории.
  2. Антенна Харченко на PCB от Хабра.
  3. Биквадрат (антенна Харченко) из текстолита. Обсуждение на lan23.

Добавить комментарий

Комментарии от анонимов (не зарегистрированных пользователей сайта) предварительно модерируются. Модерация не проходит в реальном времени, возможна задержка. Особо нетерпеливых анонимов просим не публиковать подряд один и тот же пост. Пост в этом случае может быть отклонен модератором. Отклоняются также сообщения от одноразовых и несуществующих E-mail.
На сайте работает форум, на котором имеется гораздо больше возможностей для общения, чем в комментариях.


Последние коммы

  • Wi-Fi/3G/4G пушка, анализ и расчет
    • Андрей24рус
      Прикладываю чертеж для 7-ми дисковой антенны под 3G 2100. Чертеж сделан в autocad, кому удобнее ...
       
    • Андрей2305
      Подскажите пожалуйста. А можно в качестве штыря взять медную полую трубку, которую используют установщики ...
       
    • Scanerreg
      Сделайте, пожалуйста, калькулятор этой антенны на 75 ом?
  • Антенна клевер
    • yurik82
      Разные вариации конструкции (в т.ч. 3 vs 4) могут отличаться разной степенью эллиптичности полученной ...
  • Расчет спиральной антенны
    • yurik82
      Мощность баночной антенны и спиральной ограничена ионизацией воздуха и составляет примерно 2 Мегаватта.

Рейтинг@Mail.ru