Para sa unsa nga banda kini nga antenna?
Wala ko kahibalo, check.
- UNSA?!?!
Giunsa mahibal-an kung unsang klase nga antenna ang naa sa imong mga kamot kung wala’y marka niini? Giunsa masabtan kung unsang antenna ang mas maayo o mas grabe? Kining problemaha dugay na nakong gihasol.
Gihubit sa artikulo sa yano nga mga termino ang usa ka pamaagi sa pagsukod sa mga kinaiya sa mga antenna, ug usa ka pamaagi alang sa pagtino sa frequency range sa usa ka antenna.
Alang sa eksperyensiyadong mga inhenyero sa radyo, kini nga impormasyon mahimong morag banal, ug ang teknik sa pagsukod mahimong dili igo nga tukma. Ang artikulo gidisenyo alang niadtong wala makasabut sa bisan unsa sa radyo electronics, sama kanako.
TL; DR Atong sukdon ang SWR sa mga antenna sa lain-laing mga frequency gamit ang OSA 103 Mini nga instrumento ug usa ka directional coupler, plot SWR versus frequency.
Teorya
Kung ang usa ka transmitter nagpadala usa ka signal sa usa ka antenna, ang pipila nga kusog gipadan-ag sa hangin, ug ang uban makita ug gibalik. Ang ratio tali sa radiated ug reflected energy gihulagway pinaagi sa standing wave ratio (SWR o SWR). Kon mas ubos ang SWR, mas daghan ang enerhiya sa transmitter nga gipadan-ag isip mga radio wave. Sa SWR = 1 walay pamalandong (ang tanan nga enerhiya gipadan-ag). Ang SWR sa usa ka tinuod nga antenna kanunay nga labaw sa 1.
Kung magpadala ka usa ka signal sa lainlaing mga frequency sa antenna ug dungan nga sukdon ang SWR, makit-an nimo kung unsang kadaghanon ang gamay ra. Kini ang mahimong operating range sa antenna. Mahimo usab nimo itandi ang lainlaing mga antenna alang sa parehas nga sakup sa usag usa ug pangitaa kung kinsa ang mas maayo.
Ang bahin sa signal sa transmitter makita gikan sa antenna
Ang usa ka antena nga gi-rate alang sa usa ka piho nga frequency kinahanglan, sa teorya, adunay labing ubos nga SWR sa mga frequency sa pag-operate niini. Kini nagpasabot nga igo na nga modan-ag ngadto sa antenna sa lain-laing mga frequency ug sa pagpangita sa unsa nga frequency sa pagpamalandong mao ang pinakagamay, nga mao, ang maximum nga gidaghanon sa enerhiya nga milupad palayo sa porma sa radio waves.
Pinaagi sa paghimo og usa ka signal sa lain-laing mga frequency ug pagsukod sa pagpamalandong, mahimo natong iplano ang x-axis nga adunay frequency ug ang y-axis nga adunay reflectance sa signal. Ingon usa ka sangputanan, kung adunay usa ka paglusot sa graph (nga mao, ang pinakagamay nga pagpamalandong sa signal), adunay usa ka sakup sa pag-operate sa antenna.
Usa ka hinanduraw nga laraw sa pagpamalandong batok sa frequency. Ang pagpamalandong mao ang 100% sa tibuok nga range, gawas sa operating frequency sa antenna.
Device Osa103 Mini
Para sa mga sukod atong gamiton . Kini usa ka versatile nga instrumento sa pagsukod nga nag-integrate sa usa ka oscilloscope, signal generator, spectrum analyzer, frequency response/phase response meter, vector antenna analyzer, LC meter, ug bisan usa ka SDR transceiver. Ang operating range OSA103 Mini limitado sa 100 MHz, ang OSA-6G module nagpalapad sa frequency range sa mode sa frequency response hangtod sa 6 GHz. Ang lumad nga programa nga adunay tanan nga mga gimbuhaton adunay gibug-aton nga 3 MB, nagtrabaho sa ilawom sa Windows ug pinaagi sa bino sa Linux.
Ang Osa103 Mini usa ka unibersal nga aparato sa pagsukod alang sa mga amateur sa radyo ug mga inhenyero
Directional coupler
Ang directional coupler kay usa ka device nga nag-divert sa gamay nga bahin sa RF signal nga nagbiyahe sa usa ka partikular nga direksyon. Sa among kaso, kinahanglan nga sanga ang bahin sa gipakita nga signal (gikan sa antenna balik sa generator) aron masukod kini.
Biswal nga pagpatin-aw sa operasyon sa usa ka directional coupler:
Ang nag-unang mga kinaiya sa directional coupler:
- Mga frequency sa operasyon - ang frequency range diin ang mga nag-unang timailhan dili molapas sa naandan. Ang akong coupler gidisenyo alang sa mga frequency gikan sa 1 ngadto sa 1000 MHz
- Sanga (Coupling) - unsa nga bahin sa signal (sa decibels) ang i-divert kung ang balud gitumong gikan sa IN ngadto sa OUT
- Direktibidad - kung unsa ka gamay ang signal nga ibalhin kung ang signal molihok sa atbang nga direksyon gikan sa OUT hangtod IN
Sa una nga pagtan-aw, kini daw makalibog. Alang sa katin-awan, atong mahanduraw ang gripo ingon usa ka tubo sa tubig, nga adunay gamay nga outlet sa sulod. Ang diversion gihimo sa paagi nga sa diha nga ang tubig molihok sa unahan nga direksyon (gikan sa IN ngadto sa OUT), usa ka mahinungdanong bahin sa tubig ang mabalhin. Ang gidaghanon sa tubig nga gipasimang niini nga direksyon gitino pinaagi sa Coupling parameter sa datasheet sa coupler.
Kung ang tubig molihok sa atbang nga direksyon, labi ka gamay nga tubig nga gipagawas. Kini kinahanglan nga gikuha ingon nga usa ka kiliran sa epekto. Ang gidaghanon sa tubig nga gikuha sa panahon niini nga paglihok gitino pinaagi sa Directivity parameter sa datasheet. Ang mas gamay niini nga parameter (mas dako ang dB value), mas maayo alang sa atong buluhaton.
Diagram sa sirkito
Tungod kay gusto namon nga sukdon ang lebel sa signal nga gipakita gikan sa antenna, among gikonektar kini sa IN sa coupler, ug ang generator sa OUT. Sa ingon, ang usa ka bahin sa signal nga gipakita gikan sa antenna makuha sa tigdawat alang sa pagsukod.
I-tap ang connection diagram. Ang gipakita nga signal gipadala sa tigdawat
Pagsukod sa setup
Atong tipunon ang instalasyon alang sa pagsukod sa SWR subay sa circuit diagram. Sa output sa generator sa aparato, dugang namon nga gi-install ang usa ka attenuator nga adunay attenuation nga 15 dB. Mapauswag niini ang pagpares sa coupler sa output sa generator ug madugangan ang katukma sa pagsukod. Ang attenuator mahimong makuha sa attenuation sa 5..15 dB. Ang kantidad sa attenuation awtomatik nga gikonsiderar sa panahon sa sunod nga pagkakalibrate.
Ang attenuator nagpahinay sa signal pinaagi sa usa ka piho nga gidaghanon sa mga decibel. Ang nag-unang kinaiya sa attenuator mao ang attenuation coefficient (attenuation) sa signal ug ang operating frequency range. Sa mga frequency sa gawas sa operating range, ang mga kinaiya sa attenuator mahimong mausab nga dili matag-an.
Kini ang hitsura sa katapusan nga setup. Kinahanglan usab nimong hinumdoman ang paggamit sa intermediate frequency (IF) signal gikan sa OSA-6G module ngadto sa main board sa device. Aron mahimo kini, among gikonektar ang IF OUTPUT port sa main board nga adunay INPUT sa OSA-6G module.
Aron makunhuran ang lebel sa pagpanghilabot gikan sa switching power supply sa laptop, akong gihimo ang tanan nga mga pagsukod kung ang laptop gipadagan gikan sa baterya.
Pagkakalibrate
Sa wala pa magsugod ang mga pagsukod, kinahanglan nga sigurohon nga ang tanan nga mga sangkap sa aparato naa sa maayo nga kahimtang ug ang kalidad sa mga kable, alang niini gikonektar namon ang generator ug tigdawat sa usa ka cable direkta, i-on ang generator ug sukdon ang frequency nga tubag. Nakuha namo ang halos patag nga graph sa 0dB. Kini nagpasabot nga sa tibuok nga frequency range, ang tibuok nga radiated power sa generator nakaabot sa receiver.
Pagkonektar sa generator direkta ngadto sa receiver
Atong idugang ang usa ka attenuator sa sirkito. Makita nimo ang usa ka halos bisan signal attenuation sa 15dB sa tibuok nga range.
Pagkonektar sa generator pinaagi sa usa ka 15dB attenuator sa receiver
Ikonektar ang generator sa OUT connector sa coupler, ug ang receiver sa CPL sa coupler. Tungod kay walay load nga konektado sa IN port, ang tanan nga namugna signal kinahanglan nga makita, ug ang bahin niini kinahanglan nga branched sa sa receiver. Sumala sa datasheet para sa among coupler (), ang Coupling parameter mao ang ~ 15db, nga nagpasabot nga kinahanglan natong makita ang usa ka pinahigda nga linya sa mga -30 dB (pagdugtong + attenuator attenuation). Apan tungod kay ang operating range sa coupler limitado sa 1 GHz, ang tanan nga mga pagsukod sa ibabaw niini nga frequency mahimong isipon nga walay kahulogan. Kini klaro nga makita sa graph, pagkahuman sa 1 GHz ang mga pagbasa gubot ug dili makatarunganon. Busa, buhaton namo ang tanan nga dugang nga mga pagsukod sa operating range sa coupler.
I-tap ang koneksyon nga walay load. Ang limitasyon sa operating range sa coupler makita.
Tungod kay ang datos sa pagsukod labaw sa 1 GHz, sa among kaso, dili makatarunganon, limitahan namon ang labing kadaghan nga frequency sa generator sa mga kantidad sa operasyon sa coupler. Kung nagsukod, nakakuha kami usa ka tul-id nga linya.
Paglimite sa range sa generator sa operating range sa coupler
Aron biswal nga masukod ang SWR sa mga antenna, kinahanglan naton nga i-calibrate aron makuha ang kasamtangan nga mga parameter sa circuit (100% nga pagpamalandong) ingon usa ka reference point, nga mao, zero dB. Aron mahimo kini, ang OSA103 Mini adunay built-in nga calibration function. Ang pag-calibrate gihimo nga wala’y konektado nga antenna (load), ang data sa pagkakalibrate gisulat sa usa ka file ug dayon awtomatiko nga gikonsiderar kung nagplano sa mga graph.
Frequency response calibration function sa OSA103 Mini software
Ang pagpadapat sa mga resulta sa pag-calibrate ug pagpadagan sa mga sukod nga walay load, makakuha kami og flat graph sa 0dB.
Graph pagkahuman sa pagkakalibrate
Gisukod namon ang mga antenna
Karon mahimo ka magsugod sa pagsukod sa mga antenna. Pinaagi sa pag-calibrate, atong makita ug masukod ang pagkunhod sa pagpamalandong human makonektar ang antenna.
Antenna gikan sa Aliexpress sa 433MHz
Ang antena gimarkahan nga 443MHz. Makita nga ang antenna nagtrabaho nga labing episyente sa 446MHz band, sa kini nga frequency ang SWR mao ang 1.16. Sa parehas nga oras, sa gipahayag nga frequency, ang pasundayag labi ka grabe, sa 433MHz SWR 4,2.
Wala mailhi nga antenna 1
Wala marka ang antena. Sa paghukom sa eskedyul, kini gidisenyo alang sa 800 MHz, lagmit alang sa GSM band. Aron patas, kini nga antenna naglihok usab sa 1800 MHz, apan tungod sa mga limitasyon sa coupler, dili ako makahimo sa husto nga mga pagsukod sa kini nga mga frequency.
Wala mailhi nga antenna 2
Laing antenna nga dugay nang naa sa akong mga kahon. Dayag, alang usab sa banda sa GSM, apan mas maayo kaysa kaniadto. Sa frequency nga 764 MHz, ang SWR duol sa panaghiusa, sa 900 MHz, ang SWR kay 1.4.
Wala mailhi nga antenna 3
Kini morag usa ka Wi-Fi antenna, apan sa pipila ka rason ang connector kay SMA-Male, ug dili RP-SMA, sama sa tanang Wi-Fi antenna. Paghukom sa mga sukod, sa mga frequency hangtod sa 1 MHz, kini nga antenna walay kapuslanan. Usab, tungod sa mga limitasyon sa coupler, dili nato mahibal-an kung unsa kini nga klase sa antenna.
Teleskopiko nga Antenna
Atong sulayan nga kuwentahon kung pila ang imong kinahanglan nga i-extend ang telescopic antenna para sa 433MHz band. Ang pormula sa pagkalkula sa wavelength: λ = C/f, diin ang C mao ang gikusgon sa kahayag, f ang frequency.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
bug-os nga wavelength - 69,24 cm
tunga sa wavelength - 34,62 cm
quarter wavelength - 17,31 cm
Ang antenna nga kalkulado niining paagiha nahimong hingpit nga walay kapuslanan. Sa frequency nga 433MHz, ang SWR value kay 11.
Pinaagi sa eksperimento nga pagpalapad sa antenna, nakahimo ako sa pagkab-ot sa usa ka minimum nga SWR nga 2.8 nga adunay gitas-on nga antenna nga mga 50 cm. Kini nahimo nga ang gibag-on sa mga seksyon hinungdanon kaayo. Sa ato pa, kung ang nipis nga mga seksyon sa katapusan ang gipalapdan, ang sangputanan mas maayo kaysa sa kung ang baga nga mga seksyon gipadako sa parehas nga gitas-on. Wala ko mahibal-an kung unsa pa ang kinahanglan nga magsalig sa kini nga mga kalkulasyon nga adunay gitas-on sa teleskopiko nga antenna, tungod kay sa praktis dili kini molihok. Tingali sa ubang mga antenna o mga frequency nga lahi ang pagtrabaho niini, wala ako kahibalo.
Piraso sa wire sa 433MHz
Kasagaran sa lainlaing mga aparato, sama sa mga switch sa radyo, makita nimo ang usa ka piraso sa tul-id nga wire ingon usa ka antena. Giputol nako ang usa ka piraso sa 433 MHz (17,3 cm) quarter wavelength wire ug gipintalan ang tumoy aron kini mohaum sa SMA Female connector.
Ang resulta nahimo nga katingad-an: ang ingon nga wire nagtrabaho pag-ayo sa 360 MHz, apan walay kapuslanan sa 433 MHz.
Gisugdan nako ang pagputol sa wire gikan sa tumoy nga piraso por piraso ug gitan-aw ang mga pagbasa. Ang pagtuslob sa graph nagsugod sa hinayhinay nga pagbalhin sa tuo, padulong sa 433 MHz. Ingon usa ka sangputanan, sa usa ka wire nga gitas-on nga mga 15,5 cm, nakuha nako ang labing ubos nga kantidad sa SWR nga 1.8 sa frequency nga 438 MHz. Ang dugang nga pagpamubo sa cable misangpot sa pagtaas sa SWR.
konklusyon
Tungod sa mga limitasyon sa coupler, dili mahimo ang pagsukod sa mga antenna sa mga banda nga labaw sa 1 GHz, sama sa mga Wi-Fi antenna. Mahimo kini kung ako adunay mas lapad nga coupler.
Ang usa ka coupler, nagkonektar nga mga kable, usa ka aparato, ug bisan ang usa ka laptop mga bahin sa resulta nga sistema sa antenna. Ang ilang geometry, posisyon sa kawanangan ug palibot nga mga butang makaapekto sa resulta sa pagsukod. Human sa pagbutang sa usa ka tinuod nga estasyon sa radyo o modem, ang frequency mahimong mabalhin, tungod kay. ang lawas sa istasyon sa radyo, modem, ang lawas sa operator mahimong bahin sa antenna.
Ang OSA103 Mini usa ka cool kaayo nga multifunctional device. Gipahayag nako ang akong pasalamat sa nag-develop niini alang sa tambag sa panahon sa pagsukod.
Source: www.habr.com