Horn antenna (Рупорная антенна) до 33 dB.

   При создании этой страницы были использованы материалы отдельной темы "РУПОР" форума.
   Отдельное спасибо Сергею (aka Trinitron) за моделирование, конструирование и проверки характеристик антенн этого вида с применением профессионального измерительного комплекса "Я2Р-70(РАДОН) - АНАЛИЗАТОР КСВ И ОСЛАБЛЕНИЙ cо сменными блоками до 8,3 ГГц".

   Все началось с сообщения Сергея :

   Народ ... делал ли кто - нибудь рупор на 2,4 ГГц? Интересная антенна имеет много полезных свойств , например полное отсутствие заднего лепестка в диаграмме направленности, широкая полоса, проста как 5 копеек, НО .... почему никто не делает? Я сделал себе рупорок на 9Дб(по отношению к диполю) (или 11,15Дбi По отношению к изотропу проверил) на РАДОНЕ (прибор такой). Получился пробный блин немножко комом, потому как выбрал не оптимальные размеры пирамиды. В изготовлении рупора главное сделать правильный Коаксиально-волноводный переход (КВП). Просмотрел несколько вариантов рупоров в интернете - из жести делать такие вещи НЕЛЬЗЯ!!! И вооще АНТЕННЫ ИЗ ЖЕСТИ НЕ ДЕЛАЮТ (по край ней мере нормальные люди) Пишите мнения... поговорим.

   Вот такую фото я нашел в сети для общего ознакомения и понятия о внешнем виде антенн данной конструкции. Впечатляет...
   Рупорная антенна, антенна, состоящая из металлического расширяющегося раструба (рупора) и подсоединённого к нему радиоволновода. Р. а. применяют для направленного излучения и приёма радиоволн СВЧ диапазона — в качестве облучателей линзовых и зеркальных антенн, а также в качестве самостоятельных антенн на спутниках связи, в устройствах измерительной техники и т.д.

   Диаграмма излучения Р. а. зависит от характера распределения поля в раскрыве (наибольшем сечении) рупора, которое, в свою очередь, определяется формой внутренней и внешней поверхностей рупора и его геометрическими размерами. По форме рупора различают пирамидальные (рис., а), секториальные (рис., б) и конические (рис., в) Р. а., а также их модификации, например Р. а. с образующей поверхности рупора в виде ломаной линии или плавной кривой, с гладкой или гофрированной внутренней поверхностью и др. Модификации применяют для улучшения тех или иных электрических характеристик Р. а., например для получения осесимметричной диаграммы излучения, диаграммы излучения с низким уровнем мощности боковых лепестков и т.д. В некоторых случаях с целью коррекции направленных свойств Р. а. в её раскрыве помещают замедляющие или ускоряющие линзы (см. Линзовая антенна). Для лучшего согласования Р. а. с радиоволноводом и со свободным пространством в них иногда предусматривают согласующие секции и подстроечные элементы, а рупор выполняют с параболической образующей поверхности (рис., г). [источник], Расчет волновода Р.А.

   После обсуждения конструктивных размеров антенны, Сергей выдал графики, ...чтоб сами расчитывали себе рупорки на необходимое усиление. Ибо бездумное копирование чужих конструкций не украшает ИСТИННЫХ ДЖЕНТЕЛЬМЕНОВ... Дополнительно отмечу, что Am, Bm, Lm даны в лямбдах - не в длиннах волн. А усиление в dBi. Так что вперед друзья Рупоростроители... С его высказыванием я совершенно согласен.
   Данный график был взят из книги. К сожалению я не всю книжку копировал , а только несколько глав... и на титульник тоже забил из экономии. А чел с этой книжкой уже уволился... Помню что книжка переводная - БУРЖУЙСКАЯ. Автор САУСВОРД (там еще про конические и плоские рупора расписано), но мне это было не очень интересно. Тот график , что я выкатил он относится к оптимальным пирамидальным рупорам с одинаковой диаграммой в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

   Через три месяца (c начала этой темы) неспешной работы над рупорной антенной Сергей дал отчет :
   Привет ВСЕМ у меня радость ... Вчера измерял параметры своего РУПОРА, который на днях собрал из текстолита - два дня паял и настраивал. КСВ в точке 2430Мгц - 1,07 в точках 2300 МГц и 2500 МГц по 1,2 . Шире не мерял, но похоже 1,5 от 2000 до 3000 МГц. Усиление не меньше 14 dBd, точнее не смог измерить. Но расчетное - 15 dBd. У него ГОРЛО 35x42 см. Думаю внутреннюю поверхность рупора отполировать до блеска ластиком и покрыть лаком. А горло заклеять тонким пенопластом.
   Еще через некоторое время созрел рупор на 5 ГГц :
   Сегодня проверил рупорок на 5 ГГц (уменьшенный брат близнец на 2.4 ГГц) КСВ 1,19 на 5,3 ГГц полоса по уровню КСВ 1,5 (4,9-5,9)ГГц. Усиление у него теоретически 12 dBd. Делал его чисто ИЗ ЛЮБВИ К НАУКЕ и полностью удовлетворен.

   И вот Сергей начал собирать новую конструкцию КВП (фото ниже). Так же нужно принимать во внимание (коммент Сергея) : При расчете длинны штыря следует учесть коэффициент укорочения. Чем толще штырь - тем шире полоса пропускания и тем он короче. Зависимость коэффициента укорочения от толщины есть у старика Ротхаммеля.

   Немного из настройки антенны (комментарии Сергея) : Изначально рупор получился с КСВ-1,8 далее пришлось поиграть длинной штыря, я его прогревая паяльником двигал по центральной жиле кабеля, несколько раз снимал и укорачивал напильником, и так довел КСВ до 1,35 , далее опытный СВЧИСТ из нашего отдела посоветовал наклонить штырь в сторону задней стенки КВП ... и О ЧУДО КСВ провалилось до 1,07. Наклон получился градусов 10..15, точнее не могу сказать. Гнуть жилу больше не хотелось. Хочу отметить : я не пользовался КАЛЬКУЛЯТОРОМ ДЛЯ РАСЧЕТА рупора, я взял промышленный КВП на 2,2 Ггц и смаштабировал его на 2.4 ГГц, у СОВЕТСКИХ КВП соотношение высоты к ширине КВП 1 к 2 (У импортных немного другое) - получилось 100 мм на 50мм.

   Есть онлайн калькулятор 802.11b Horn Antenna Designer для расчетов этой антенны.
   Well, to tell the truth, Horn Antenna designer is a little bit overrated. In fact, this page just helps to compute cutouts to build horns (inside boxes). Moreover, the thickness of the material is ignored. However, it computes the recommanded length of the feed (waveguide). It just helps experimenting CardBoardHorns. (I disclaim any responsability for the use of this page, try with cardboard first! ;-)

Спасибо за линк на калькулятор MDN. Есть еще один ресурс по данному виду антенн Направленная антенна wi-fi своими руками, (присланно vado351) - расчеты и пример выполнения рупорной антенны.

   Страница подготовлена по материлам форума. Вопросы и обсуждения там же.