^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 40 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Антенна Batwing - суперширокополосные крылья летучей мыши для 3G/4G и Wi-Fi - 4.6 out of 5 based on 5 votes
1 1 1 1 1 Рейтинг 92% [5 Голоса (ов)]

batwing antennaБольшинство популярных антенн представленных у нас на сайте, таких как антенна Харченко или Quados имеют один существенный изъян — недостаточно широкую полосу пропускания. Ее вполне хватает только для работы в Wi-Fi диапазоне, а вот в сетях 3G/4G у обычного DIY-шника, не имеющего специальных приборов, эти антенны с высокой долей вероятности будут работать из рук вон плохо. Кроме того, при бурном развитии сетей мобильного интернета, с выделением для этого все новых и новых диапазонов, возникает желание сделать универсальную широкополосную антенну для цифровых сетей на все случаи жизни, а не заниматься постоянной их переделкой или же пользоваться набором из нескольких антенн и делать себе нервы непрерывно их переключая туда сюда. Возможно ли это? Предлагаемая вашему вниманию усовершенствованная или расширенная антенна Batwing, авторство которой принадлежит пользователю с ником com666, способна удовлетворить это ваше заветное желание, уважаемый аноним...

Профессиональные конструкции

Отметим, что подобные широкополосные антенны уже имеются в продаже в красивых пластиковых корпусах. Если мы посмотрим на внутренности такой антенны, то мы скорее всего обнаружим там довольно сложно закрученную фигуру, например такую как на изображении.batwing антенна Слегка похожа по форме на советское бритвенное лезвие «Нева», не правда ли? Олдфаги помнят, что побриться наточенным топором было легче, чем этим изделием. А мы с вами можем прийти к выводу, что для изготовления такого «лезвия» в качестве антенны с необходимой точностью до десятых долей миллиметра, вам понадобится лазерный фрезер с ЧПУ. Что-то мне подсказывает, что тот, кто имеет средства на покупку такого станка, легко купит и готовую антенну. Тем не менее, тот кто готов повторить подобную конструкцию может подробно ознакомиться с ее характеристиками здесь. К вопросу о том, для чего профессиональные разработчики антенн делают такие замысловатые конструкции, мы еще вернемся в конце статьи. Но наличие в этой необычной антенне плавных линий быстро отбивает охоту по её изготовлению даже у самых безбашенных энтузиастов антенного дела. К тому же результат не слишком впечатляет. Полоса пропускания этой антенны по КСВ < 1,6 перекрывает только два смежных диапазона LTE1800+3G2100. А наша цель как раз помочь анониму изготовить простую и эффективную антенну с минимумом затрат так сказать в гаражных условиях, а не в специализированной мастерской с зоопарком современных станков. И собираемся мы при этом получить антенну на весь высокочастотный диапазон: LTE1800+3G2100+WIFI2400+LTE2600.


batwing супертурникетная антеннаКлассический «Batwing»

Для начала рассмотрим более простую конструкцию под названием Batwing, что в переводе означает крыло летучей мыши. Антенна запатентована R.W.Masters в 1945г. Полное описание принципа работы и этапы ее формирования из обычного вибратора подробно описаны во втором томе К.Ротхаммеля (стр 125-126). В советской литературе антенна фигурировала под названием Ж-образный вибратор. Антенна мало знакома радиолюбителям, поскольку использовалась в основном в составе супертурникетных передающих антенн на радио-телевизионных центрах. Но никто не мешает ее использовать как широкополосную приемную с добавлением рефлектора, что и сделал com666. На 3G/4G необходимо учесть, что поляризация у нас вертикальная. При этом совершенно нет необходимости делать вибратор из набора проводов, он изготовляется из листа оцинковки, из которого вырезаются два треугольника для придания нужной формы нашему «крылу». Затем оно режется пополам. По краям разреза припаиваются две проволочные перемычки. Рефлектор — также плоский квадратный лист из оцинковки. Автор монтирует антенну в промышленном корпусе G1208G от производителя Gainta. Вибратор в этом корпусе изображен в начале этой статьи, а более подробные фотографии процесса изготовления можно скачать с форума 4PDA. Чертеж антенны можно также посмотреть на 4PDA или на следующем изображении:чертеж антенны batwing

Антенна рассчитана на одновременную работу в диапазонах DCS-1800MHz и 3G-UMTS-2100MHz либо, со вторым вариантом размеров в скобках, одновременно в диапазонах Wi-Fi-2400MHz и 4G-LTE-2600MHz.  КСВ в пределах рабочих диапазонов не превышает двух. Усиление около 9 dBi, соотношение излучения вперед/назад не хуже 11-13 dB. Входное сопротивление близко к 50 Ом, тем не менее она прекрасно работает как с 50-омным, так и с 75-омным фидером.


Усовершенствованный «Extended Batwing» на все диапазоны.

Представленный выше вариант антенны сделан «по Ротхаммелю» и прекрасно себя зарекомендовал на практике. Однако нам никто не мешает воспользоваться современными цифровыми технологиями и усовершенствовать антенну с помощью электромагнитного симулятора, что и сделал автор. В результате мы имеем расширенные «крылья летучей мыши», которые способны охватить практически весь СВЧ диапазон, используемый для передачи данных. Схематичное изображение антенны:batwing schema

Крылья крепятся с помощью небольших диэлектрических стоек в середине треугольников. Входное сопротивление антенны 75 Ом и она рассчитана на работу с более доступными и дешевыми фидерами с таким же волновым сопротивлением. Полоса пропускания антенны по критерию КСВ < 1,4 от 1670 до 2730 МГц и включает в себя 3G/4G диапазоны 1800, 2100, 2600МГц, а также Wi-Fi 2400МГц. Усиление антенны около 10 dBi, соотношение излучения вперед/назад не хуже 17,5 dB.batwing полоса пропусканияbatwing входное сопротивлениеbatwing усилениеЗаметим, что как и антенна Харченко, модернизированный Батвинг — антенна с симметричным входом и следовало бы ожидать, что прямое подключение кабеля в точку питания неизбежно исказит диаграмму направленности по причине отсутствия симметризатора. Однако в результате электродинамического моделирования автор показал, что для избежания взаимного влияния фидера и излучателя при несимметричном питании симметричной антенны, фидер достаточно отвести от вибратора перпендикулярно к рефлектору и затем вдоль него вывести за пределы коробки. При этом диаграмма направленности антенны практически не искажается, что позволяет отказаться от специальных схем симметрированияbatwing диаграмма направленностиТаким образом мы получаем универсальную антенну практически на все диапазоны с отличной повторяемостью, рассчитанную на работу с дешевым 75-омным фидером, а все линии для вырезания полотна антенны прямые. Чтобы промахнуться в рабочей полосе надо очень постараться и иметь совсем уж кривые руки. Характеристики антенны намного лучше биквадрата Харченко, а при сравнимом усилении она намного качественнее и проще в изготовлении, чем популярная «пушка Креосана». Все эти преимущества позволяют этой антенне претендовать на звание «антенна Харченко наших дней».🙂 Ведь при соответствующем масштабировании эту конструкцию можно использовать и в ДМВ диапазоне для приема DVB-T2.


 В заключении несколько слов о том, для чего же профессионалы проектируют и изготавливают всевозможные вышеупомянутые «бритвы». Это делается не столько для того, чтобы усложнить повторение такой антенны условным Васей Пупкиным и тем самым обезопасить себя от снижения доходов. Причина в том, что такие конструкции с плавными переходами, в том числе и проволочные, на частотах СВЧ по определению лучше. Почему? Чтобы понять это, вовсе не обязательно углубляться в дебри дифференциального исчисления. Просто поведение электромагнитной волны и поведение жестко связанного с ней тока на поверхности проводника очень похожи на движение жидкости (привет эфирщикам и прочим альтернативщикам!). По сути этот факт и явился отправной точкой в самом открытии электромагнитной волны, поскольку основоположник электродинамики Д.К.Максвелл основательно изучал и гидродинамику тоже и первым обратил внимание на это подобие. Если жидкость быстро движется по какому-либо каналу, то в местах его излома это движение замедляется, появляются турбулентности, повышается давление на стенку канала. Замедление движения в нашем случае — это отставание по фазе, турбулентности — паразитные резонансы и отражения, давление — напряженность поля. Проще говоря, антенна с плавными переходами будет иметь более равномерную и более широкую полосу пропускания, меньше паразитных резонансов за ее пределами, меньше боковых лепестков в диаграмме направленности, т.е. будет более качественной. Ну что же, на то они и профессионалы. Но мы тоже не лыком шиты, не правда ли, уважаемый аноним?🙂

Ссылки по теме:

 

Комментарии   

3G-Aerial admin
#21 3G-Aerial admin 21.08.2019 10:45
Цитирую Семер:
Выйдет ли такую штуку изготовить на текстолите вместо меди?

Использование текстолита не рекомендуется. Подробнее здесь:
https://3g-aerial.biz/pcb-patch
Медь вовсе не обязательна, достаточно оцинковки.
Цитировать
Семер
#22 Семер 21.08.2019 14:17
Цитирую 3G-Aerial admin:
Использование текстолита не рекомендуется.

Ну теоритически использование возможно? Есть возможность лазером нарезать просто. Минусы текстолита в самом текстолите которые остаётся после травления, у меня же его не останется. Получится высокая точность конструкции.
Цитировать
3G-Aerial admin
#23 3G-Aerial admin 21.08.2019 15:21
Цитирую Семер:
Минусы текстолита в самом текстолите которые остаётся после травления, у меня же его не останется. Получится высокая точность конструкции.

"Не останется" текстолита - это значит одна фольга! У вас же останется текстолит под крыльями и он точно также будет влиять на размеры антенны. Поэтому высокая точность нарезки не будет иметь смысла.
Цитировать
Gnom
#24 Gnom 21.08.2019 17:47
Admin, ты прав. Batwing это Харченко , уделанный в наши дни.Сначала сделал Харченко, потом наткнулся на Batwing, сделал и закрепил на одной мачте с Харченко для теста, и он меня поразил.Наводка на одну и ту же станцию скорость Харченко в 3 опытах -прием 3,5, 6,3 , 4,0 передача 2,1, 5,2 , 2,4 Мб/сек . Результаты Batwing ошеломляющие, прием
14,2, 14,1, 12,3 передача 17,1, 16,5, 18,9 Мб/сек. Харченко показал втрое худшие результаты - Batwing рулит! Admin_у респект и уважуха.
Цитировать
Griga211
#25 Griga211 21.08.2019 20:10
Цитирую Gnom:
Admin, ты прав. Batwing это Харченко , уделанный в наши дни...

Попробуй гнутик для эксперимента.
Цитировать
Василий59
#26 Василий59 23.08.2019 19:40
тоже сравнивал с антенной Харченко. У меня немоного другая ситуация, Харченко изготовлена на 1800 с рефлектором по калькулятору, дополнительно проложен кабель вдоль плеча. Так вот Харченко на 2-3 дб лучше сигнал чем на расширенном батвинге, причем что на 1800 что 2600, что на 2100, что странно учитывая что она узкополосная. Однако в тестах на пинг и скорость проигрывает батвингу, раза в полтора. Вот так вот.
Цитировать

Добавить комментарий


Последние коммы

  • Антенна Batwing - суперширокополосные крылья летучей мыши для 3G/4G и Wi-Fi
    • Василий59
      тоже сравнивал с антенной Харченко. У меня немоного другая ситуация, Харченко изготовлена на 1800 ...
       
    • Griga211
      Попробуй гнутик для эксперимента.
       
    • Gnom
      Admin, ты прав. Batwing это Харченко , уделанный в наши дни.Сначала сделал Харченко, потом наткнулся ...
       
    • 3G-Aerial admin
      "Не останется" текстолита - это значит одна фольга! У вас же останется текстолит под крыльями и ...
  • Антенна Uda-Yagi для Wi-Fi, 3G, CDMA
    • New
      Эту антенну можно использовать как передающую? или только принимающую?

Рейтинг@Mail.ru