^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 22 гостей и ни одного пользователя

Вход

Войти Регистрация

Войти в аккаунт

Логин *
Пароль *
Запомнить меня

Создать аккаунт

Обязательные поля помечены звездочкой (*).
Максимальная длина имени и логина 16 символов
Имя *
Логин *
Пароль *
Подтверждение пароля *
Email *
Подтверждение email *
Защита от ботов *
4.75 1 1 1 1 1 Рейтинг 95% [4 Голоса (ов)]

 

splitterЕсли вместо одной использовать две соединенные в стек антенны, то мы получим удвоение мощности сигнала на входе. Правда, не стоит забывать, что в "децибельном" выражении это удвоение означает прирост всего на +3dB. Поэтому, в случае слабого сигнала от базы, вместо применения стека, возможно стоит задуматься о выборе более эффективной антенны, например зеркальной. Однако антенные решетки из двух-четырех антенн довольно часто применяются, поэтому не будем уходить от вопроса: как же все-таки соединить несколько антенн вместе? Давайте рассмотрим подробнее...

 

Если уж возник такой вопрос, то конечно же понятно, что просто запараллелить две антенны не получится. Нужно специальное устройство сложения под названием сплиттер. Как оно работает?

  • Во-первых, каждая антенна должна "видеть" у себя на фидере согласованную нагрузку, например 50 Ом.
  • Во-вторых, сигналы от антенн должны складываться синфазно.
  • В третьих, модем или другое ваше устройство, к которому подключена антенная решетка, должен "видеть", что он нагружен на 50 Ом.

Простейший сплиттер, удовлетворяющий всем трем условиям, представляет из себя звезду из N+1 сопротивлений, где N - число ответвлений. В случае splitterсплиттера 1-вход на 2-выхода, величина сопротивления 16,7 Ом. Онлайн калькулятор такого сумматора находится здесь. Такой сплиттер очень широкополосен, но имеет один, и очень существенный недостаток: он вносит затухание в 3dB. Поэтому применение его не имеет смысла, т.к. мы полностью теряем в сплиттере весь прирост сигнала от второй антенны. Если вы решили не заморачиваться проблемой и купить на радиорынке или заказать в Китае готовый широкополосный сплиттер, по типу того, что изображен в начале статьи, то скорее всего вы попадете на резистивный сумматор. Если заглянем внутрь такого сумматора, то мы в этом убедимся. В данном случае звезда заменена на эквивалентный треугольник сопротивлений.

Избежать потерь позволяет другая, резонансная схема сплиттера, которая носит название Y-разветвитель или мост Вилькинсона (онлайн калькулятор со схемой). Такой сумматор имеет полосу пропускания 10-15% от центральной частоты и потери не более 1dB. На сантиметровых волнах такой сплиттер выглядит примерно так:splitterМожем ли мы изготовить такой сплиттер своими руками? Конечно можем. Если заменим спиральную линию на эквивалентные четвертьволновые отрезки коаксиального кабеля. Тогда схема такого сумматора будет выглядеть вот так:splitter коаксиальныйР1 - кабель снижения, Р2, Р3 - к антеннам. 71-омный кабель, без существенных ухудшений параметров сумматора, можно заменить на 75-омный. Онлайн калькулятор для расчета коаксиального Y-сумматора - здесь. Практическая конструкция выглядит примерно так:splitter


 На частотах до 800 МГц можно применять сплиттеры, основанные на ферритовых широкополосных трансформаторах.splitter

Кроме мостовых схем согласования, которые мы рассмотрели, существуют схемы на четвертьволновых трансформаторах сопротивлений на линиях передачи из отрезков коаксиальных кабелей. Такой подход давно используется в телевизионном приеме. В основе лежит принцип, что для согласования двух сопротивлений Z1 и Z2 можно применить четвертьволновый отрезок кабеля с волновым сопротивлением Z0 = √Z1·Z2 Вот примеры соединения двух и четырех антенн с помощью такого способа:splittersplittersplitterДлину четвертьволновых отрезков кабеля можно посчитать с помощью онлайн калькулятора у нас на сайте. Не забывайте, что длина волны в кабеле короче, чем в воздухе. Схемы довольно несложные, но на сантиметровых волнах четвертьволновые отрезки получаются очень короткие и сложные для монтажа. Торчащие центральные жилы не должны быть больше 1-2 мм, иначе паразитные индуктивности монтажа сведут все согласование на нет и сумматор не будет работать. Следует иметь ввиду, что длины ¼λ ¾λ и т.д. (нечетное число четвертей длины волны) - эквивалентны и трансформируют сопротивление одинаково. Однако при увеличении длины таким образом резко сужается полоса пропускания сумматора. Учитывая вышесказанное, такие сумматоры на коаксиальных линиях лучше применять на частотах ниже 800 МГц, а на 3G-4G и Wi-Fi лучшей конструкцией будет сплиттер на воздушной линии, который рассмотрим ниже по тексту.


Обойти сложности монтажа коаксиальных четвертьволновых линий можно, если сделать такую линию воздушной. Преимущество здесь в том, что волновое сопротивление согласующего четвертьволнового отрезка мы можем сделать любым необходимым, а не выбирать из стандартного набора - 50,75 Ом.  Вот одна из популярных и зарекомендовавших себя на практике схем сплиттера на воздушной линии, которую можно применять на 3G и Wi-Fi:splitterНаружная квадратная трубка может быть алюминиевой, из оцинкованной жести, внутренняя - круглая, желательно латунная или медная, так как алюминий плохо поддается пайке. Размеры коаксиальной линии рассчитываются в бесплатной англоязычной программе AppCAD, которую можно скачать по следующей ссылке.AppCAD Вместо программы можно воспользоваться онлайн калькулятором у нас нас сайте. В отличии от программы, в калькуляторе можно вычислить размер квадратного экрана по известному Z0 и диаметру внутренней трубки. Вот так выглядит место соединения коннекторов и коаксиальной линии:splitterОсновной тудностью при изготовлении такого СВЧ сумматора своими руками является подбор по нужным диаметрам квадратной и круглой трубок. Можно упростить задачу заменив круглую трубку на металлическую полоску, как предложил W3RJW (см. ссылку ниже). Такую полоску всегда можно подрезать или подточить до нужного размера. Еще один плюс такой конструкции - наружную трубку можно сделать прямоугольной, а не обязательно квадратной. Онлайн расчет прямоугольной коаксиальной линии с центральным проводником в виде полоски тоже присутствует у нас на сайте. Надо помнить, что для синфазного сложения сигналов, длины кабеля от таких сумматоров до каждой из антенн должны быть одинаковыми, и антенны следует располагать в одной плоскости (с одинаковым расстоянием от вышки).

Как видим изготовление своими руками сумматора для двух или более антенн на высоких частотах представляет собой довольно непростую, но вполне разрешимую задачу.


Ссылки с подробными фото конструкций:

 

Комментарии   

flint2003
#1 flint2003 14.03.2016 09:34
Скажите, пожалуйста, а вы сами изготавливали и использовали данные сумматоры для своих конструкций?
Мне интересно, есть ли смысл ставить еще одну антенну на 450 МГц, чтобы увеличить сигнал на 3 дБ.
Тут собственно проблема, как я вижу, в том что плохо сделанный сумматор может попросту сневилировать вот эти 3 дБ-ла усиления.
sergio
#2 sergio 18.08.2016 12:16
полезно будет упомянуть о синфазном стэке (сборке нескольких) из антенн с одинаковыми параметрами...п ри параллельно подключении, например, двух одинаковых антенн, импеданс конструкции уменьшается в два раза (из 4 - в 4, и т.п.)

самое главное - в случае самодельных конструкций, когда нет приборов и уверенности в согласовании волнового сопротивления передатчика, питающих проводов (фидера) и антенны - использовать для подключения антенн коаксиальных "полуволновых" линий. Причем "полуволновость " должна быть с учетом коэффициента укорочения кабеля.

Например, для 2.4 ггц wifi длина волны = 122 мм. Коэффициент укорочения кабеля, которым вы решили подключить параллельно 2 антенны, равен 1.28.

Половина длины волны = 61 мм, а с учетом коэффициента укорочения = 61\1.28=47.66мм

Идеально будет подключать антенны ОДИНАКОВОЙ ДЛИНЫ коаксиалами, длина каждого из которых кратна 47.66 мм (кабель 47.66 мм или 95.32 или 142.98 итп)

Добавить комментарий

Уважаемые посетители, на сайте работает форум, на котором имеется гораздо больше возможностей для общения, чем в комментариях. Комментарии от анонимов предварительно модерируются


Последние коммы


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru