^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 74 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Расчет рупорной антенны - 5.0 out of 5 based on 3 votes
1 1 1 1 1 Рейтинг 100% [3 Голоса (ов)]

horn antenna calculatorУ анонима старшего поколения при слове горн сразу возникает ассоциация с пионерским горном, мальчишем-плохишем и злобным буржуином. К чему эта лирика? А вот к чему. Я не скажу, что наши калькуляторы идеальны. Но мы хотя бы стараемся усовершенствовать их, в том числе с вашей, уважаемый аноним, помощью в комментариях. В буржунете же, наряду с весьма серьезными материалами, сплошь и рядом встречаются откровенно топорные калькуляторы. Это же относится и к калькулятору рупорной антенны, ссылка на который приведена в конце этой статьи.

Можно отметить несколько недостатков "буржуинского" калькулятора, которые мы постарались исправить здесь:

  • Оптимальное соотношение размеров раскрыва - 3:2, в западном калькуляторе - квадратный раскрыв;
  • Стандартное соотношение сторон прямоугольного волновода 2:1, как у нас, так и на Западе. В Horn Designer выбрано соотношение 3:2;
  • Расчет коаксиально-волноводного перехода в западном калькуляторе выполнен, мягко говоря, не корректно;

 Основная статья, посвященная конструкции антенны - здесь. Схематическое изображение антенны:

horn антенна схема

 Штырь коаксиально-волнового верехода высотой h припаивается к центральному выводу разъема, который располагается точно по центру широкой стороны волновода на расстоянии l1g/4 от задней стенки волновода и на расстоянии l2 от горловины рупора.

ВВЕСТИ ДАННЫЕ:
Частота: Мгц
Входное сопротивление антенны: Ом
Желаемое усиление антенны: dBi

Рассчитать
РЕЗУЛЬТАТ:

Исходный код Javascript:
Copyright ©2015 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Схематическое изображение раскроя волновода и антенны:

horn антенна схема

Калькулятор рассчитывает, так называемый, оптимальный рупор с соотношением сторон раскрыва 3:2. Размеры волновода подобраны так, чтобы в нем существовал одномодовый режим распространения электромагнитной волны H10.

Ссылки по теме:

 

 

Комментарии   

Сергей
#1 Сергей 21.12.2015 15:31
Очень интересная статья, да и конструкция давольно таки не сложная.
В калькулятора нет размеров штыря и его сечения. Это не важно?
Можно ли использовать просто центральную жилу коаксиального кабеля ?
3G-Aerial admin
#2 3G-Aerial admin 21.12.2015 22:12
Размер есть - это высота h, а диаметр должен быть 2-3 мм.
Сергей
#3 Сергей 23.12.2015 07:31
Хотел по интересоваться а поляризация у этой антенны какая? Я прочитал что она линейная ...
то есть она и горизонтальная и вертикальная? И кросс поляризация на такой антенне не возможна конструктивно?
3G-Aerial admin
+1 #4 3G-Aerial admin 23.12.2015 12:21
Линейная поляризация означает, что вектор E не поворачивается по ходу движения волны, т.е лежит в одной плоскости. На схеме антенна имеет вертикальную поляризацию. Повернув антенну на 90°, мы получим горизонтальную поляризацию. Термин кросс-поляризац ия означает способность антенны излучать "ненужную" поляризацию. По этому параметру рупорная антенна одна из лучших. Если вы имеете ввиду так называемую X-поляризацию для MIMO, то в этом случае нужно иметь два выхода с ортогональной поляризацией. В этой антенне такое невозможно, надо делать две.
Сергей
#5 Сергей 25.12.2015 09:51
Я имел ввиду Х поляризацию. То есть получится 2 рупора повёрнутых под 45°, мне кажется будет смотреться не очень красиво.
Ещё хотел по профилю штыря и сечению спросить. Может какой-то профиль более предпочтителен( треугольник,ква драт,прямоуголь ник,цилиндр расплющенный на конце) и сечение у них должно быть как у цилиндрического штыря(от 3 до 6.75 кв. мм)?
3G-Aerial admin
#6 3G-Aerial admin 25.12.2015 18:18
Обычно мы имеем дело с круглым медным проводом, поэтому штырь изготавливают преимущественно из него. Никаких других предпочтений перед другим профилем поперечного сечения нет. Точно промоделировать можно только в HFSS или подобных программах и ответить на вопросы о сечении и расположении такого нестандартного штыря. Такой работы никто не проводил.
Сергей
#7 Сергей 28.12.2015 09:25
Насколько мне помниться, в баночной антенне (круглом волноводе) от положения штыря(наклона или приближнния к стенкам) подстраиваеться приём. Я вот и подумал по аналогии.
Владимир
#8 Владимир 06.04.2017 16:06
Очень нужен расчет двухдиапазонног о облучателя,нигд е не могу найти информацию по его расчету.
николай черкесов
#9 николай черкесов 13.05.2017 16:52
известно, что чем больше размеры раскрыва, тем лучше (направленность в режиме излучения), (чувствительнос ть при приеме). можно ли рассчитать антенну с произвольным раскрывом и на другой частоте?
3G-Aerial admin
#10 3G-Aerial admin 13.05.2017 20:02
Здесь выбраны оптимальные параметры раскрыва для обеспечения одномодового режима волны в волноводе, волна H10. Расчет произвольной геометрии возможен только в электромагнитны х симуляторах типа программы HFSS.
Александр7788
#11 Александр7788 08.05.2018 21:25
Сделал расчет и немного не понял!!!


Центральная частота f: 2450 МГц
Усиление антенны: 20 dBi
Входное сопротивление: 50 Ω
-------------------------------------------------------------
Размеры волновода a x b x c: 92 x 46 x 132 мм
-------------------------------------------------------------
Высота питающего штыря h: 23.7 мм
Расстояние от питающего штыря до задней стенки волновода l1: 53 мм
Расстояние от питающего штыря до горловины рупора l2: 79 мм


Высота короба меньше высоты питающего штыря!?

Или размер короба в см??
3G-Aerial admin
#12 3G-Aerial admin 08.05.2018 21:50
Высота короба 46 мм, высота штыря 23,7 мм. В чем сомнения?
Александр2018
#13 Александр2018 20.06.2018 13:51
Добрый день. А какая диаграмма направленности получается. Сколько градусов в вертикальной и горизонтальной плоскости?
3G-Aerial admin
#14 3G-Aerial admin 21.06.2018 14:59
Цитирую Александр2018:
...Сколько градусов в вертикальной и горизонтальной плоскости?

Этот расчет добавлен в калькулятор. Обновите кэш браузера.
Lev
#15 Lev 05.08.2018 20:24
В посте #4 утверждается, что невозможно сделать рупорную MIMO антенну. Однако, бывают конические рупорные антенны, отношения ширины и высоты волновода у пирамидальных тоже бывают разные. А почему бы не сделать волновод квадратного сечения, установить сбоку ещё один излучатель?
Евгений.
Виктор1
#16 Виктор1 13.10.2018 11:52
Почему расстояние от питающего штыря до задней стенки волновода l1 ближе к полуволновым размерам, а не четверти? Пробовал расчет для 2445 МГц.
3G-Aerial admin
#17 3G-Aerial admin 13.10.2018 20:41
Потому что длина волны в волноводе λg не равна длине волны в свободном пространстве, а больше ее.
sci.sernam.ru/book_svf.php?id=11
Гена
#18 Гена 06.03.2019 15:45
Почему длина волны в волноводе вычисленная в вашем калькуляторе и вычисленная по формуле λв=λ/√(1-(λ/2a) ^2 ) не совпадает.
Например: для частоты 2450МГц длина волны в волноводе вычисленная вашим калькулятором равна 212мм, а по формуле - 163мм.
3G-Aerial admin
#19 3G-Aerial admin 06.03.2019 21:00
Цитирую Гена:
Почему длина волны в волноводе вычисленная в вашем калькуляторе и вычисленная по формуле...не совпадает.

Спасибо Гена. Благодаря вам была исправлена ошибка в скрипте. Не стоило было дублировать пост. Одного было достаточно.
yurik82
#20 yurik82 30.05.2019 11:30
Цитирую Lev:
В посте #4 утверждается, что невозможно сделать рупорную MIMO антенну. Однако, бывают конические рупорные антенны, отношения ширины и высоты волновода у пирамидальных тоже бывают разные. А почему бы не сделать волновод квадратного сечения, установить сбоку ещё один излучатель?

Возможно, но не так просто. Неподготовленно го читателя сбивает с толку "хитрая буржуйская банка Cantenna", которая несмотря на внешнее сходство не является волноводной антенной с излучающим рупором.

Волновод работает нормально только в том случае, если в нем нет мод распространения высших порядков.
Волноводно-рупорные антенны это режим TE10=H10 (для прямоугольных) или TE11 = H11 (для круглых).

Максимально допустимый диаметр круглого волновода для режима TE11 = H11 составляет D < 0.586 лямбда (до 72 мм на 2440 МГц), оптимальный около 0.52 лямбда (64 мм для 2440 МГц).

Если у такого волновода оставить открытый торец - он почти не будет излучать, вся энергия отобьется и пойдет в начало, по длине волновода образуется стоячая волна. Чтобы открытый торец начал излучать - необходимо соединить трансформатор импеданса - рупор.

Баночная "Кантенна" работает в режиме комбинированной волны TM01 = E01, диаметр 0.586 < D < 0. 756 лямбда (от 94 до 119 мм для 2440 МГц). Открытый торец такого волновода имеет достаточно большую апертуру чтобы самостоятельно излучать. Но сам волновод нельзя использовать как волновод - в нем текут несколько разных волн, с разной скоростью и разным импедансом. Поэтому длина кантенны ограничена сверху 3/4 лямбда. При бОльшей длине, нежелательная мода увеличит сильно как КСВ так и развал ДН на апертуре (разные порции волны будут приходить не синфазно и непредсказуемо складываться на апертуре)


Два перпендикулярны х штыря L/4 в волноводе диаметром 0.52 лямбда мешают друг другу. Они практически касаются и между ними есть сильная ёмкостная связь.
Чтобы получить развязку, необходимо устанавливать на разном расстоянии. Но тогда не будет выдержано расстояния l/4 до задней стенки волновода (оно тоже важно).

Выход из ситуации - фальшивая стенка из вертикальной перемычки.

Один штырь находится на l/4 от дна банки. Второй находится впереди. Позади переднего штыря, на расстоянии l/4 находится перемычка в E-плоскости (параллельно штырю). Эта перемычка выполняет ту же роль что и дно банки для первого штыря. Если расстояние между штырями подобрать 3/4 лямбда, то можно будет получить и круговую поляризацию, если вращать фазу. Или использовать оба излучателя как независимые для МИМО 2х2

Добавить комментарий


Последние коммы

  • Расчет Bi-loop антенны
    • 3G-Aerial admin
      Само слово "диапазон" википедия определяет как интервал значений какой либо величины. Другими словами ...
       
    • nskar
      День добрый. Скажите, пожалуйста, почему при выборе в калькуляторе диапазона 3g, частота которого ...
  • Расчет антенны "Тройной квадрат"
    • А-др
      Спасибо большое,полный проект для меня сделали, с проводом почти угадали (у меня 2,4мм), а то я ...
       
    • 3G-Aerial admin
      К сожалению вы поняли неправильно. В статье предлагаются два варианта размеров антенны, для 470-700МГц ...
       
    • А-др
      Спасибо за ответ.Не совсем так, на 56 канал нужна антенна другому человеку принимать в 44км от вышки ...

Рейтинг@Mail.ru