^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 90 гостей и ни одного пользователя

Вход на сайт

Wi-Fi/3G/4G пушка, анализ и расчет - 4.3 out of 5 based on 49 votes
1 1 1 1 1 Рейтинг 85% [49 Голоса (ов)]

pushka01Сегодня мы с вами, уважаемый аноним займемся тяжелым вооружением, а именно разнообразными Wi-Fi/3G/4G пушками. Не так давно это оружие попало на Ютуб благодаря известным видеоблогерам под ником KREOSAN. Оно было подано в присущей этому видеоблогу манере как некий суперкреатив, поэтому анонима терзают смутные сомнения, а можно ли верить в достоверность всего этого? Давайте займемся поиском ответа на этот вопрос…

Прежде всего обратим ваше внимание, что сама идея этой Wi-Fi пушки была предложена И.Панченко на форуме lan23.ru еще в далеком 2007 году, но ни в видео, ни в описании к нему об этом нет ни слова. Не хороший поступок для суровых креосанов, не правда ли, Карл?

Правда стоит отметить, что на странице антенны на lan23.ru в описании и на картинке внизу размеры совершенно разные. Сразу скажем, что оба варианта рабочие, но какой из них выбрать?. Более того, на самом форуме и в сети можно найти еще до 3-4 различных вариантов размеров. Да и в самом креосановском видео мелькает чертеж, на котором рефлектор выполнен с бортиком, а в видео он без бортика, что опять порождает некие сомнения. Вариант без бортика изначально был предложен И.Панченко, обкатан им на реальном линке и доведен до ума по приборам, так сказать в боевых условиях. Он же реализован в видео KREOSAN. Чтобы все это понять, надо перечитать внимательно все обсуждение на форуме. А представьте себе когнитивный диссонанс анонима,pushka02 который слабо понимает о чем вообще на форуме идет речь (ну не специалист он в антеннах СВЧ!) и впервые нашел это описание с непонятными размерами. Так что спасибо KREOSAN'у, что живой помог анониму определиться с выбором варианта. При анализе модели в HFSS наглядно видно, что антенна должна быть без бортика.pushka03pushka05pushka11Как мы видим, по КСВ < 2 антенна имеет очень широкую полосу пропускания. Это обуславливает ее неплохую повторяемость, что очень важно.  Плюс к этому и другие существенные преимущества антенны, о чем пишет И.Панченко в описании. Антенна известна еще со времен исторического материализма и расово правильное ее название ребристо-стержневая антенна, а вовсе никакая не "пушка". Вы можете увидеть один из ее вариантов еще на фото советского лунохода. Сейчас "new generation", не помнящие седой старины, дали ей название Patch-Yagi.  Она имеет "наследственные" особенности от Uda-Yagi:

  • бесконечный набор вариантов размеров для заданных характеристик;
  • при большом числе элементов повторяемость падает, т.е. длинную "пушку" с большим числом директоров и усилением 20 dBi и более без настройки по приборам сделать не получится;

Можно конечно и здесь предъявить некие претензии, типа данный набор размеров от И.Панченко не оптимален, неидеален, не кошерный, не православный и т.д., особенно если не получилась практическая реализация пушки. А где вы видели идеальные антенны? Антенна просто  очень хорошая, вот и все. Это подтверждается, кстати, непосредственными измерениями:pushka10

Представляем вашему вниманию онлайн калькулятор этой пушки для пересчета на другие частоты.Схематичное изображение 7-дисковой пушки авторства И.Панченко (или из видео KREOSAN):Wi-Fi пушка чертеж

ВВЕСТИ ДАННЫЕ:
Частота: Мгц

Рассчитать
РЕЗУЛЬТАТ:

Исходный код Javascript:
© 2018 Valery Kustarev
Ограничения и особенности расчетов антенн

Расстояния h0, h1...h5 в модели фигурируют как расстояния от начала одной пластины до начала следующей, если за точку отсчета принять тыльную сторону рефлектора и двигаться в направлении последнего директора. Таким образом, они эквивалентны расстоянием между осями пластин.


Аноним может задаться вопросом, а почему на канале у KREOSAN "3G/4G пушка" имеет на один диск меньше? Мы тоже не знаем почему, чем они руководствовались и где взяли размеры. Есть подозрение, что они взяли за основу ту самую "картинку внизу" из первоисточника, о которой мы упоминали, масштабировали размеры и выдали за свое. Их ошибка в том, что в этой конструкции бортик обязателен, и если его убрать, то резонансная частота конструкции уходит вверх. В итоге "3G пушка Креосана" по ссылке [6] имеет центральную частоту выше рабочего диапазона. Кстати ветка форума на lan23.ru не усохла (см. ссылку [2]) и там обсуждается это обстоятельство. Вывод из обсуждения - 3G/4G пушка от креосанов хоть и стреляет, но "криво". Зачем нам кривые пушки? Оно нам надо терять время даром? Вот именно. Лучше вместо этого обратить внимание на широкополосный Batwing...


Расчет 7-и дисковой пушки (которую мы рекомендуем для повторения) добавлен в наше приложение для андроид Cantennator. Тапайте на QR-код, если вы зашли сюда с мобильного или планшета или сканируйте этот код мобильным, если вы смотрите эту страничку на мониторе десктопа чтобы перейти на Google Play для загрузки. Не забудьте оценить приложение и оставить отзыв.cantennator qr code

pushka04Особенности изготовления и конструктив антенны можно достаточно подробно посмотреть по ссылкам ниже. Отметим только, что толщину пластин можно менять в пределах 0,3..1 мм (рефлектор как несущий диск лучше взять толще, около 2 мм), а шпильки использовать не больше М6. Однако вероятность отрицательного результата будет намного меньше, если вы откажетесь от шпилек и будете паять диски на стальной или латунный штырь диаметром 2-3 мм (например на сварочный электрод как в оригинальной сборке). На самом деле применение шпилек с гайками не есть изобретение видеоблоггеров, а применялось намного раньше. Посмотрите хотя бы статью "ушкуйника" по ссылке [3]. Просто гайками удобно подстроить уже готовую антенну по приборам (см. картинку выше, где пушка с гайками подключена к измерителю импедансов). Если у вас нет приборов, от шпилек и гаек лучше отказаться и делать по оригинальной статье (ссылка [1]).

На частотах 4G антенну можно использовать как MIMO, для этого достаточно подключить второй вход к активному диску под 90° к первому и на одинаковом расстоянии s от края диска (Как показано на рисунке, ну и это показал KREOSAN в своем видео по ссылке [6]). Те, кто прочитал статью о технологии MIMO, знают, что нам нужно иметь модем с двумя входами и две отдельных антенны с ортогональной поляризацией. В случае круглого патча мы можем объединить эти две антенны в одной. pushka13Это позволяет существенно уменьшить расходы на "железо", что является большим преимуществом данной антенны. Хочу особо обратить внимание анонима, пришедшего сюда с ютуба, что не нужно делать никакой гальванической изоляции между рефлектором и активным диском, а также между входами MIMO. При двух MIMO входах развязка между ними, при ортогонально поляризованных каналах, составляет около 18-20 дБ. При одном входе вообще нет внятной причины делать изоляцию между дисками. Более того, такая изоляция может привести к выходу модема из строя по причине атмосферной статики. В конце концов нужно понимать, что короткое замыкание, измеренное по тестеру, в тоже самое время на СВЧ может оказаться бесконечным сопротивлением, т.е. как раз той самой изоляцией. Поэтому можно не сомневаться, там нигде ничего не "коротнет". Конечно если вы сделаете все аккуратно. Вот такой парадокс, малята. Здесь на breadboard не проверишь, тестером не прозвонишь (и не надо звонить!), здесь рулят волны, фотоны, кванты и коты Шредингера...


P.S: Необходимо обратить внимание на точку подключения фидера к антенне. На первом рисунке ниже изображен монтаж коннектора на фронтальной стороне рефлектора. Штырь, который идет от коннектора до активного диска должен быть того же диаметра, что и штырь коннектора. Можно подключаться непосредственно коаксиальным кабелем. В этом случае рекомендуется продлить экранирующую оплетку выше рефлектора на высоту около (0.5..0.75)*h0. Это уменьшает паразитную индуктивность центрального штыря и улучшает характеристики антенны. Ниже можно видеть как неправильно и как правильно подключается коаксиальный кабель к «пушке».

pushka13 pushka11 pushka12

Отвечаем на многочисленные просьбы пересчитать антенну на 75 Ом. Размеры пересчитывать не надо, 7-и дисковая «пушка» с равным успехом работает как на 50-омную нагрузку, так и на 75-омную. Ниже приведен график КСВ Wi-Fi 7-и дисковой «пушки», запитанной кабелем RG213 с нагрузкой 50 Ом и запитанной кабелем RG6 с нагрузкой 75 Ом с «правильным» подключением. Как видим, в пределах рабочего диапазона КСВ с обеими нагрузками не превышает двух. В начале статьи изображен график КСВ этой антенны, подключенной через коннектор к 50-омной нагрузке.pushka14

Ссылки по теме:

  1. Конструкция облучателя 2400 МГц offset от Bester. - первоисточник описания пушки И.Панченко с подробным описанием технологии изготовления (размеры те же, что и в видео KREOSAN);
  2. Облучатель для OFFSET-ки 2,4ГГц - основная (неусохшая) ветка форума lan23, посвященная антенне;
  3. Самодельная антенна WiFi. Аналог облучателя Bester - подробное описание технологии изготовления пушки на  give-all.biz;
  4. Patch-Yagi антенна (MD24-12) - еще один вариант ребристо-стержневой антенны на lan23;
  5. Wi-Fi пушка от KREOSAN - видео на Youtube;
  6. 3G пушка от KREOSAN - видео на Youtube;
  7. О Patch антеннах - основы;
  8. Простая Path-антенна на печатной плате;
  9. «Обрезанная пушка» из консервной банки с усилением 8.5 dBi;
  10. Модели квадратных патч-антенн от Ю.Пилипенко, альтернатива для тех кому квадраты вырезать проще чем круги.
  11. Широкополосная "пушка" LTE MIMO 1700-1900 мгц.
  12. Антенны Bester - для тех, кому проще купить готовую "пушку";
  13. Широкополосная антенна Batwing для всех основных диапазонов 3G/4G и Wi-Fi одновременно.
 

Комментарии

somser
#201 somser 25.12.2018 10:26
Оператор мне ответил:
Сеть Теле2 в Вашем регионе работает на следующих частотах:
- 2G - 900/1800 МГц.
- 3G - 900/2100 МГц.
- 4G - Band 3 (1800Mhz).

Соответственно, в калькулятор я ввожу 1800?
yurik82
#202 yurik82 25.12.2018 11:57
Цитирую somser:

Соответственно, в калькулятор я ввожу 1800?

откуда мы знаем, что вы хотите получить и куда подключать эту антенну

GSM-900 и UMTS-900 это самые дальнобойные стандарты. Там где не представляется возможным соорудить мачту и антенну под GSM/LTE-1800 там можно поймать GSM/UMTS-900.

Для голосовой связи и для не очень быстрого интернета это самый дешевый и самый гарантированный способ.

Если хочется более быстрый интернет (неважно через модем или раздавать через репитер на смартфоны), то надо или LTE-1800 или UMTS-2100. Где выше скорость зависит от местных условий, сколько частот у оператора и сколько клиентов. В одной местности UMTS-2100 (3G) может оказаться быстрее, в другой или другого оператора - LTE-1800 (4G).

Чтобы прикинуть что вообще ловится в Вашем потенциальном месте установки антенны - надо сделать мониторинг на смартфон. Установить любую программу типа Network Cell Info, поднять телефон в предполагаемое место установки мачты и антенны и там посмотреть какая была сила сигнала в каком из стандартов связи.
somser
#203 somser 25.12.2018 20:03
Спасибо, за развернутый ответ. Попробую

Обсуждение этой статьи уже закрыто, предлагаю воспользоваться соответствующей веткой форума, либо комментариями во вкладках Disqus или Facebook.

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