Вопрос по диаграмме направленности

[kae39]

Насколько проблематично в "домашних условиях" сузить диаграмму направленности вот такого устройства - http://roboparts.ru/products/hb100-doplerovskiy-radar

36 градусов по вертикали очень много, при установке на высоте бампера землю цепляет.

Вариант "задрать вверх" - не подходит. Что-нибудь типа "банки" или дополнительных рефлекторов (мелкие конечно будут, да и частота большая) - предпочтительнее.

[yurik82]

внутри пара двухэтажный патчей, никакие банки и рефлекторы не помогут

[Ann]

Например расчитать в HFSS, CST для этого патчика из 4-х, примерно такой же пактчик или аналогичное патчику из 4-х, на определенном расстоянии от него; по аналогии с директором. Задачка понятная, не всегда простая. Думаю, что сузить получится с одним таким патч-директором. Другой вариант расчитать плату с 3+3 или 4+4 патчами, и заменить, но размер увеличится. Подбор материала также некоторая трудность, для этих частот придётся учитывать анизотропию материала. Возможно поэкспериментировать с парой тройкой пластин.

[Aleks07111971]

Удалил

[Ann]

Менять нечем. Там все жестко зашито.

[yurik82]

Произвести два 4-этажных патча на замену двум 2-этажным патчам конечено возможно. Теоретически. Для практической реализации тьма преград:
- размер будет в 2 раза выше, есть где разместить?
- для работы на печатных платах нужны прецизионные материалы с точной проницаемостью и пониженным тангенсом угла потерь
- в домашних условиях даже на 2 ГГц работать проблематично, а про 5 только мечтать. Тут >10 ГГц
- двойной патч сравнительно просто рассчитать согласование, 100/2 = 50 Ом. С 4 патчами схема питания и согласования резко усложнится
- как новую плату соединить с существующей электронной платой

[kae39]

внутри пара двухэтажный патчей, никакие банки и рефлекторы не помогут

Поставить параболический рефлектор, развернуть устройство на 180 градусов и разместить его в фокусе рефлектора? По аналогии со спутниковой антенной? Размеры увеличатся не глобально.

[yurik82]

Поставить параболический рефлектор, развернуть устройство на 180 градусов и разместить его в фокусе рефлектора? По аналогии со спутниковой антенной? Размеры увеличатся не глобально.

1) антенн две пары, если одна из них будет в фокусе - вторая не будет в фокусе.
2) чтобы параболическая антенна приемлемо работала - ДН облучателя (по уровню -3) примерно должна совпадать с формой зеркала (из точки фокуса)
3) на какое ФР можете найти зеркало?

[kae39]

1) антенн две пары, если одна из них будет в фокусе - вторая не будет в фокусе.
2) чтобы параболическая антенна приемлемо работала - ДН облучателя (по уровню -3) примерно должна совпадать с формой зеркала (из точки фокуса)
3) на какое ФР можете найти зеркало?

Если можно - развернуто, в картинках.

Вот это непонятно - "ДН облучателя (по уровню -3) примерно должна совпадать с формой зеркала (из точки фокуса)". Можно рисуночек.

Небольшого размера зеркало выточу по шаблону на токарном станке. Дальность работы датчика и около 50 метров, большое зеркало не нужно. Мне интересны дистанции до 100 метров максимум, реально и того меньше.

Люди проводили эксперименты с рупором - вертикаль изменили (правда измерения все на коленке)



А вот это из родного описания




Читал вот здесь - https://forum.pjrc.com/threads/45621...-doppler-radar

Там еще пробовали рупор с перегородкой, для разделения приемной и передающей антенн

[yurik82]

Вот это непонятно - "ДН облучателя (по уровню -3) примерно должна совпадать с формой зеркала (из точки фокуса)". Можно рисуночек.

Если облучатель имеет ДН более узкую чем зеркало (с точки установки, т.е. с точки фокусы), то облучается только часть зеркала, внешние части зеркала в формировании ДН почти не берут (просто как балласт).
Если облучатель более широкоугольный чем зеркало, то часть мощности уходит мимо зеркала (идет излучение назад), усиление зеркала опять ниже возможного.
Для круглого зеркала обычно проектируют излучатель у которого угол по вертикали и горизонтали примерно одинаковый и равен углу видимости этого зеркала из его точки фокуса.

Небольшого размера зеркало выточу по шаблону на токарном станке. Дальность работы датчика и около 50 метров, большое зеркало не нужно.

Размер зеркала определяется в даном случае желательной ДН.
Выточите меньшее зеркало - получите ДН более широкую чем сейчас (т.е. это будет антирешение задачи)
Выточите забольшое зеркало - получите слишком узкую ДН (не будет захватывать то что надо).


Производитель на графиках приводит ДН своих патчей. Если эти патчи применить как облучатели, то форма зеркала должна повторять ДН этих патчей.
Если брать фокальное хотя бы 5 лямбда (140 мм), а ДН этих патчей имеет 40 по вертикали и 80 градусов по азимуту, то зеркало должно быть 102х235 мм
Изменить соотношение облучателя, в даном случае 40 к 80 (1 к 2) по большому счету вы не можете (варианты с потерей мощности на излучение назад и узкий передний лепесток не расмматриваем, лепесток хоть и узкий но на дальность работы это не влияет, потому что энергия пошла в нежелательные лепестки на передачу, а на прием шум собирается тоже с этих нежелательных лепестков).

По сути только варьируя фокальным расстоянием можно делать луч более узким. Чем больше фокальное выбрали, тем больше будет площадь зеркала (235х102 при 140 мм=5 лямбда, 470х204 при 280 мм = 10 лямбда и так далее) и тем более узкий луч, но с тем же соотношением 1 к 2. При каком-то фокальном он будет 40/80 градусов (как и без зеркала), при бОльше фокальном будет например 20/40 и т.д.

Если сам принцип устраивает, то подсчитать какое нужно фокальное для желаемого угла - несложно.
Вот только с 2 сильно разнесенными по горизонтали независимыми облучателями работать не будет, если TX антенна будет в фокусе, то RX сильно далеко от фокуса (будет светить куда-то вбок). Или надо огромное фокальное чтобы пренебречь разносом

При проектировании зеркал с фокусным менее 5 лямбд надо учитывать что такое зеркало уже будет иметь связь с излучателем (как традиционный рефлектор), т.е. изменять его волновое сопротивление и диаграмму излучения

[alyss]

рыть надо в области диэлектрических стержневых антенн. клеить конуса из фторопласта на патчи надо.

[kae39]

Рыть надо в области диэлектрических стержневых антенн. клеить конуса из фторопласта на патчи надо.

Мысль интересная. Где почитать по теме? Пока для меня это даже не темный лес - так, опушка.

[yurik82]

http://hamwaves.com/dielectric.rod/d...od_antenna.pdf

[alyss]

Рыть надо в области диэлектрических стержневых антенн. клеить конуса из фторопласта на патчи надо.
Мысль интересная. Где почитать по теме? Пока для меня это даже не темный лес - так, опушка.

кроме того что дал yurik82, можно просто погуглить - "диэлектрическая стержневая антенна". там масса материала и на русском. она в учебниках описана и как ее считать.
в принципе чтобы ее делать, проще всего прикинуть на моделировщике, - как на 10 ггц патч нахлобучить диэлектрическую пирамидку. и из чего ее делать, вроде применяют полистирол, фторопласт, важно чтобы материал был с небольшими диэлектрическими потерями на частоте 10 ггц. сверхидеальная конструкция вам не нужна. понятно что широкой частью она должна накрывать патч, а потом сужаться. примерные пропорции пирамидки можно прикинуть из практических антенн.
можно наверное только на приемные патчи сделать такие пирамидки, чтобы только приемная часть была узконаправленной.
для вас важно определиться - из какого она будет материала, какой длины, и какой степени сужения.

[jomy]