^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 89 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Вход на сайт только с главной страницы или на форуме.

4.6944444444444 1 1 1 1 1 Рейтинг 94% [36 Голоса (ов)]

collinear15В этой статье мы рассмотрим конструкцию простой и эффективной проволочной коллинеарной всенаправленной антенны для Wi-Fi. Антенна предложена радиолюбителями Brian Oblivion и Capt.Kaboom и доработана австралийским инженером Martin Pot, который и является автором конструкции о которой пойдет речь. При наличии у радиолюбителя под рукой всех необходимых материалов и инструментов, изготовление ее займет совсем немного времени. Входное сопротивление антенны около 50 Ом, коэффициент усиления около 6 dBi.

Итак, для изготовления такой антенны нам понадобятся следующие материалы:

  • Около 300 мм медной проволоки сечением 2.5 мм2
  • N-коннектор с приборным монтажом под гайку
  • радиопрозрачная пластмассовая трубка 250 мм длиной и диаметром около 20 мм.
  • 2 концевых колпачка на 20 мм трубку

Проволоку для антенны можно взять из обрезка электропроводки соответствующего сечения:collinear05

Вот так выглядит необходимый нам N-коннектор:collinear06

 Трубку с концевыми колпачками можно взять такую:collinear07

Нашу проволоку нужно освободить от изоляции, согнуть определенным образом и припаять к N-коннектору. Размеры конструкции показаны на следующем схематичном изображении:collinear08А как изогнуть проволоку в петли и припаять к коннектору изображено здесь:

collinear09 collinear11
collinear10

Диаметр проволочных петель - 13 мм, но без существенных изменений в характеристиках антенны может изменяться от 10 до 16 мм. Вот еще одно изображение конструкции антенны:collinear12

 В одном из колпачков проделываем отверстие и крепим к нему с помощью гайки N-коннектор:collinear13

И в конечном итоге, герметизировав антенну с помощью трубки и второго колпачка мы получаем готовую конструкцию:collinear14

Чтобы конструкция стала более понятной, добавим, уважаемый аноним, немного теории. Рассматривая с вами теоретические основы коллинеарной антенны, мы попутно рассмотрели ее практическую конструкцию из отрезков коаксиального кабеля. В случае с CoCo-коллинеаром, отдельные излучающие элементы разнесены в пространстве на расстояние λ/2 с помощью отрезков коаксиальной линии передачи. Коэффициент усиления такой антенны максимально возможный, поскольку апертуры соседних излучающих элементов не перекрываются. Чего нельзя сказать о классической проволочной антенне Франклина, в которой соседние излучающие элементы находятся вплотную друг к другу. В антенне Харченко за счет частичного перекрытия апертуры соседних рамок, мы также немного не добираем в коэффициенте усиления. Чтобы апертуры не перекрывались, можно немного разнести рамки в пространстве. В результате, мы приходим от антенны Харченко к антенне Quados.

В случае с классической проволочной коллинеаркой мы можем поступить таким же образом. Правда при этом нам не удастся воспользоваться неизлучающей линией передачи, как в случае Quados или CoCo, и удлинять приходится сам полуволновой вибратор. При этом на его концах появляются участки с противоположным током, однако итоговое усиление при этом все же растет вплоть до разноса вибраторов на расстояние λ/4 друг от друга. При этом вибратор удлиняется от λ/2 до 3λ/4.  Поскольку длина вибраторов возросла, для сохранения общей электрической длины антенны длину провода шлейфа необходимо сократить с λ/2 до λ/3. Кроме того, шлейф можно свернуть в виде кольцевой петли. В итоге мы получаем очень простую и эффективную всенаправленную антенну с коэффициентом усиления около 6 dBi. Чтобы не усложнять конструкцию, автор антенны отказался от симметрирующего устройства в виде четвертьволнового стакана в месте подключения фидера. Для согласования антенны с фидером первый отрезок выбирается длиной λ/2, а последний отрезок делается короче для компенсации концевой емкости антенны. Увеличив число элементов до 6, мы можем поднять усиление примерно до 8 dBi:collinear17

В заключении отметим, что в конструкции можно применять любые подходящие коннекторы и защитные колпачки. Вот пример такой антенны с SMA коннектором:collinear16

Ссылки по теме:

  1. Home-brew Compact 6dBi Collinear Antenna - оригинальный текст от автора антенны (Martin Pot).
  2. CoCo антенна - теоретические основы коллинеарной антенны и практическая конструкция из коаксиального кабеля.

Комментарии   

Pacman
#1 Pacman 06.12.2017 13:51
Если подобную антенну изготавливать не на разъёме, а непосредственно на коаксиальном кабеле, стоит ли припаивать к оплётке четвертьволновы й стакан?
И кое-что ещё. Судя по подсчётам, длина отрезков антенны, приведённой в данной статье, была приведена без учёта коэффициента укорочения (0,95) С коэффициентом размеры должны быть: 58мм, 87мм и 79мм. Нужно ли его применять для изготовления данной антенны?
3G-Aerial admin
#2 3G-Aerial admin 07.12.2017 11:15
Цитирую Pacman:
...стоит ли припаивать к оплётке четвертьволновый стакан?


Наличие или отсутствие разъема не имеет особого значения. По хорошему четвертьволновый стакан желателен в любом случае, либо стакан с ферритом как у CoCo антенны.

Цитирую Pacman:
...длина отрезков антенны, приведённой в данной статье, была приведена без учёта коэффициента укорочения (0,95).Нужно ли его применять для изготовления данной антенны?


Однозначно все точки над i можно поставить только изучив модель антенны в симуляторе, как сделано для антенны AMOS. Лучше даже не в MMANA или 4NEC2, а в HFSS. Там проще сделать петли. Здесь же просто предложен "вольный перевод" от автора. Можно предположить следующее. Во первых, коэффициент укорочения 0,95 не фиксированная величина, а переменная, в зависимости от толщины провода. Во вторых, он относится к диполю и учитывает концевую емкость последнего. В этой антенне для последнего отрезка сделано тоже самое. Т.е. если мы будем брать не каждый ее кусок, а антенну в целом, то она укороченная. Чтобы узнать насколько нужно укоротить каждый отрезок, нам нужно ответить на вопрос каков коэффициент укорочения однопроводной линии. Он должен быть явно больше 0,95, т.е близок к единице, поскольку мы имеем дело с емкостью на "бесконечно удаленную" землю. Другими словами, коэффициент укорочения для каждого отрезка можно не учитывать. Поэтому данная конструкция рабочая и предлагается как конструкция "выходного дня". Какая диаграмма направленности у нее, КСВ и т.д. На эти вопросы может дать ответы только симулятор или измерения.
Саша
#3 Саша 23.01.2018 10:35
Добрий день, а имеет ли значение диаметр петель. Допустим сделать их 6 мм, чтоби влезли в трубку которая у меня есть. Или подскажите как его рассчитать.
3G-Aerial admin
#4 3G-Aerial admin 23.01.2018 11:21
Диаметр петель имеет значение. В статье написано, что допускается диаметр от 10 до 16 мм. Вам придется подыскать трубку побольше.
Джек
#5 Джек 10.02.2018 09:59
Если закрепить фнтенну на чердаке, стационарно, возможно ли добавить противовесы в виде круга из фольгированного стеклотекстолит а и припаять оплётку нему?
3G-Aerial admin
#6 3G-Aerial admin 11.02.2018 15:39
Антенна не требует противовесов.
Alexander
#7 Alexander 24.02.2018 13:38
Если использовать четвертьволново й стакан, размер отрезка 61мм будет другим?
IvanK
#8 IvanK 26.02.2018 14:05
Можно ли вместо одной петли делать спираль из нескольких витков меньшего диаметра (чтобы длинна провода в месте "витка" осталось такой же)?

Для частоты 1090МГц надо что-то мудрить или просто отмасштабироват ь в соответствии с длинной волны?
3G-Aerial admin
#9 3G-Aerial admin 26.02.2018 20:57
Несколько витков делать нельзя. Витки влияют друг на друга и такая намотка не равноценна одному витку из провода той же длины.
Для частоты 1090 МГц можно отмасштабироват ь, обязательно включая и диаметр провода (получится около 4 мм).
3G-Aerial admin
#10 3G-Aerial admin 26.02.2018 21:01
Цитирую Alexander:
Если использовать четвертьволновой стакан, размер отрезка 61мм будет другим?

Четвертьволновы й стакан не трансформирует сопротивлений, а служит для отсечки тока. Поэтому размер 61мм менять не надо.
mozgoverflow
#11 mozgoverflow 27.02.2018 14:14
Посчитал эту антенну в MMANA-GAL для 2.4ГГц и в соответствии с размерами автора. Усиление показывает 6dBi, как и обещано, но вот jX (реактивная составляющая входного сопротивления? ) -j400 Ом (я так понимаю, это значение должно стремиться к нулю для лучшего согласования).

С диаметром витка игрался, ничего не улучшилось. В чём может быть дело?
3G-Aerial admin
#12 3G-Aerial admin 27.02.2018 20:35
Чисто теоретически эта антенна вызывает много вопросов, особенно по согласованию с фидером, которого по сути нет вообще. Роль противовеса играет внешняя сторона оплетки, это совсем не кошерно. Поэтому реактивность в реальной конструкции может быть какой угодно. У вас же источник в модели над идеальной землей, так?
Предлагаю создать тему на форуме и выложить туда вашу модель. Возможно мы выведем на чистую воду этого Мартина Пота.
Shaman
#13 Shaman 26.06.2018 16:51
А разъём, его внешняя часть, не выполняет роль четвертьволново го стакана?
Shaman
#14 Shaman 02.07.2018 09:30
И ещё вопрос животрепещущий - расстояние от коннектора до первой петли 61 мм, это длинна по проводнику или линейное расстояние? Проволоку надо ведь изогнуть, отклонив от оси симметрии.
Диаметры петель как считаются? По внутреннему диаметру, по внешнему или по центрам?
3G-Aerial admin
#15 3G-Aerial admin 02.07.2018 14:48
Цитирую Shaman:
...это длинна по проводнику или линейное расстояние?

Это длина по проводнику.
Цитирую Shaman:
...Диаметры петель как считаются? По внутреннему диаметру, по внешнему или по центрам?

В статье написано, что диаметр петель допускается от 10 до 16 мм, т.е. +/-3мм. Имеет ли в этом случае значение как считать? Считайте чтобы внешний или внутренний диаметр не вышел за эти пределы.

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