Пачт+рупор= Антенна с высоким усилением, просто!

[Панченко Игорь]

Приведу практический пример, на мой взгляд интересной конструкции антенны.

Я захотел проверить как поведёт себя патч элемент с рупором, стенки которого электирически не соединены.
Откуда возникла такая идея?

1. Полноразмерный патч элемент на воздушном изоляторе имеет усиление превосходящее "банку" и гнутики. 9ДБи.
Широкополосен, не требует симметрирования, легко повторяется.
Можно изготовить мультибендовым и ортогонально запитать для систем MIMO. Преимущества очевидны и неоспоримы над другими простыми видами антенн.

2. Нарастить усиление очень просто добавляя к нему рупор. При этом сохраняется первоначальная широполосность, будет только гулять усиление полученной антенны.
При добавлении рупора практически нет обратной реакции на излучатель, а значит антенна не расстраивается если вы меняете размеры рупора, материал и т.д.

3. Герметизировать или влагоизолировать нужно всего лишь сам патч. (маленькая коробка.) Снег, лёд, вода на рупоре будут лишь не значительно влиять на усиление антенны.

4. Если рупор будет разборным, состоять из 4 трапециидальных, плоских листов, то антенна обладающая высоким усилением получиться легко транспортируемой, компактной в разобранном виде.

Трапециидальные стенки рупора могут быть изготовлены из любого электропроводного материала, любой толщины. Металл, сетка, фольгированный текстолит, металлизированный в вакууме платик и т.д.

Если просто механически скрепить, эти простые по геометрии стенки в рупор, с небольшим зазором - то будет ли работать полученная антенна?

Ответ на этот вопрос положительный. Можете посмотреть файл проекта во вложении.

Полученная антенна лишь незначительно теряет в усилении от цельнометаллического рупора.
Во вложении 2 проекта рупора CST.Studio. сжат 7z. http://ifolder.ru/22366201

[arcad]

Игорь обязательно нужно закрыть сам рупор, если ветер будит дуть перпендикулярно боковой стенке рупора, то в самом рупоре создастся вихревая зона пониженного давления, снег в аккурат залепит горло облучателя, плюс дополнительная сила, а с колпаком аэродинамика будит лучше, плюс дополнительная механическая прочность

[Панченко Игорь]

Планировалось делать стенки рупора сварные, сетчатые. Что бы была минимальная парусность и вес, простота конструкции. В проекте как раз просчитывается сетчатый рупор.

[sgser]

Ответ на этот вопрос положительный. Можете посмотреть файл проекта во вложении.

Да но ведь проигрыш значительный, 3дБ.
КИП раскрыва такого рупора в два раза меньше, первой модели,
антенна явно проигрывает в усиление/размеры
Уровни боковиков тоже высокие.
Раскрыв есть плавный переход от питающего волновода к излучающему раскрыву, иструктура поля в нем близка к структуре поля в питающем волноводе.
Пусть в волноводе волна H10 или Н11 -у них обоих есть поперечные токи.
щели образованные этими лепестками явно возбуждаются поперечными токами и следовательно они излучают,
причем в обоих поляризациях, отсюда потери на боковое излучение и паразитную поляризацию.

как вариант: можно располовинить рупор в узлах токов

P/S/рупорные антенны не получили широкого распространения при реализации больших КУ,
ввиду больших размеров, для уменьшения размеров берутся линзы, но это тоже сложности.
Проще полосковую антенну замутить с таким же КУ.

[Панченко Игорь]

Ответ на этот вопрос положительный. Можете посмотреть файл проекта во вложении.

Да но ведь проигрыш значительный, 3дБ.
КИП раскрыва такого рупора в два раза меньше, первой модели,
антенна явно проигрывает в усиление/размеры

Это компромисная антенна. Антенна простая в изготовлении, что важно для начинающих и не требует настройки, измериловки. При этом можно получить значительное усиление антенны, не достижимое другими способами в гаражных условиях.
При сопостовимых размерах, не смотря на зазоры, выигрывает у "обелисков" (кто ей дал такое звучное название? На которой пытаются реализовать высокое усиление, при сохранении простоты конструкции.) по тому что, классический рупор имеет правильные фазовые соотношения.

Проигрыш в усилении - это плата за простоту и не возможность создать надёжный электрический контакт между листами. При уменьшении зазора резко растёт усиление. В расчётах специально заложен большой зазор и полное отсуствие эл. контакта, сетчатая конструкция, что бы проверить работоспособность такого варианта.

[jass66]

Предложение к Панченко Игорь , обрати внимание на http://www.lan23.ru/wifi/Trang/trang.html, антенна делалась чисто теоретически и только потом нашла практическое прменение ,реально это упрощенный рупор.

[sgser]

Это компромисная антенна. Антенна простая в изготовлении, что важно для начинающих и не требует настройки, измериловки. При этом можно получить значительное усиление антенны, не достижимое другими способами в гаражных условиях.
При сопостовимых размерах, не смотря на зазоры, выигрывает у "обелисков" (кто ей дал такое звучное название? На которой пытаются реализовать высокое усиление, при сохранении простоты конструкции.) по тому что, классический рупор имеет правильные фазовые соотношения.

Проигрыш в усилении - это плата за простоту и не возможность создать надёжный электрический контакт между листами. При уменьшении зазора резко растёт усиление. В расчётах специально заложен большой зазор и полное отсуствие эл. контакта, сетчатая конструкция, что бы проверить работоспособность такого варианта.

но и линки при таких боковиках будут неустойчивы к помехам от других устройств.

Вы говорите что при уменьшении зазора усиление резко растет, приведите цифры, плиз

[Панченко Игорь]

но и линки при таких боковиках будут неустойчивы к помехам от других устройств.

Вы говорите что при уменьшении зазора усиление резко растет, приведите цифры, плиз

Это с чем сравнивать. Боковые лепестки у яг порой не меньше бывают. Файл проекта сейчас выложат, некоторые тех. проблемы с заливкой на сайт, сможете самостоятельно просчитать. :sorry:

У меня с паяльником и на крыше быстрее получается получить результат, чем на компе.:shok :

[sgser]

Это с чем сравнивать. Боковые лепестки у яг порой не меньше бывают. Файл проекта сейчас выложат, некоторые тех. проблемы с заливкой на сайт, сможете самостоятельно просчитать. :sorry:

У меня с паяльником и на крыше быстрее получается получить результат, чем на компе.:shok :

согласен, у яг бывают большие боковики, но изготовить их гораздо проще чем данную антенну, и материалов значительно меньше.(на мой взгляд)

[Панченко Игорь]

согласен, у яг бывают большие боковики, но изготовить их гораздо проще чем данную антенну, и материалов значительно меньше.(на мой взгляд)

При попытки сделать ягу децибел в 15 вы столкнётесь с не преодолимыми трудностями в настройке. Эта же антенна получиться сразу и без настройки.
У яги с усилением 15дб. рабочая полоса будет в лучшем случаи 2-3%.
У этой антенны, рабочая полоса частот (10% минимум) определяется только конструкцией патч элемента, и может быть значительно расширена, при желании. Нет зависимости от материала и размеров "боковин" . Сетка будет оптимальным вариантом. Материал по стоимости копеечный.
При изготовлении потребуется минимум точных слесарных работ.

[sgser]

Я расчитывал Яги,
в диапазоне 2,4-2,48ГГц, неравномерность КУ для 15dBi антеннки была не более 2dB. а при использовании петлевого вибратора КСВ без настройки на реальных антеннах не превышало 2.0.
Да Яги считается узкополосной антенной , но её можно оптимизировать не под узкую полосу и большой КУ, а под полосу скажем 7-8% и КУ чуть меньше. По такому принципу оптимизируют телевизионные антенны МВ и ДМВ.

[Панченко Игорь]

Я расчитывал Яги,
в диапазоне 2,4-2,48ГГц, неравномерность КУ для 15dBi антеннки была не более 2dB. а при использовании петлевого вибратора КСВ без настройки на реальных антеннах не превышало 2.0.
Да Яги считается узкополосной антенной , но её можно оптимизировать не под узкую полосу и большой КУ, а под полосу скажем 7-8% и КУ чуть меньше. По такому принципу оптимизируют телевизионные антенны МВ и ДМВ.

Сергей, да я согласен, что все типы антенн имеют право на жизнь. Просто в ягах ключевое слово "просчитал". (Точно изготовил, на серьёзной остнастке и т.д.) В выложенном, мною проекте, эти понятия просто отсуствтвуют.
При наличии хорошого измерительного оборудования, квалифицированных работниках и серийном производстве с наличием спроса - волновой канал является наиболее рентабельной, хорошо повторяющейся в производстве антенной.