— Бул антенна кандай диапазон үчүн?
- Билбейм, текшерип көр.
- ЭМНЕ?!?!
Колуңузда кандай антенна бар экенин кантип аныктоого болот, анда анда эч кандай белги жок? Кайсы антенна жакшы же жаман экенин кантип түшүнүүгө болот? Бул көйгөй мени көптөн бери кыйнап келет.
Макалада антеннанын мүнөздөмөлөрүн өлчөө ыкмасы жана антеннанын жыштык диапазонун аныктоо ыкмасы жөнөкөй тил менен баяндалат.
Тажрыйбалуу радиоинженерлер үчүн бул маалымат анча маанилүү эместей сезилиши мүмкүн жана өлчөө техникасы жетиштүү так эмес болушу мүмкүн. Макала мага окшоп радиоэлектроника жөнүндө такыр түшүнбөгөндөр үчүн арналган.
TL; DR Биз ар кандай жыштыктагы антенналардын SWRин OSA 103 Mini түзмөгүн жана багыттуу бириктиргичти колдонуп өлчөйбүз, SWRдин жыштыкка көз карандылыгын түзөбүз.
теория
Передатчик антеннага сигнал жибергенде, энергиянын бир бөлүгү абага чачырап, бир бөлүгү чагылып, кайра кайтып келет. Нурлануучу жана чагылган энергиянын ортосундагы байланыш туруктуу толкун катышы (SWR же SWR) менен мүнөздөлөт. SWR канчалык төмөн болсо, радиотолкундар катары өткөргүчтүн энергиясы ошончолук көп чыгат. SWR = 1 учурда эч кандай чагылуу болбойт (бардык энергия нурланат). Чыныгы антеннанын SWR ар дайым 1ден жогору.
Эгерде сиз антеннага ар кандай жыштыктагы сигналды жөнөтсөңүз жана бир эле учурда SWRди өлчөсөңүз, анда чагылуу кандай жыштыкта минималдуу болорун таба аласыз. Бул антеннанын иштөө диапазону болот. Ошондой эле бир топ үчүн ар кандай антенналарды салыштырып, кайсынысы жакшыраак экенин таба аласыз.
Берүүчү сигналдын бир бөлүгү антеннадан чагылдырылат
Белгилүү бир жыштык үчүн иштелип чыккан антенна, теориялык жактан алганда, анын иштөө жыштыктарында эң төмөнкү SWR болушу керек. Бул антеннага ар кандай жыштыктарда нурлануу жана кайсы жыштыкта чагылуу эң кичине экенин, башкача айтканда, радиотолкундар түрүндөгү энергиянын максималдуу көлөмүн табуу жетиштүү дегенди билдирет.
Ар кандай жыштыктарда сигналды түзүү жана чагылдырууну өлчөй алуу менен биз X огу боюнча жыштыгы жана Y огу боюнча сигналдын чагылуусу менен график түзө алабыз. Натыйжада, графикте чөккөн жерде (б.а. сигналдын эң аз чагылдырылышы) антеннанын иштөө диапазону болот.
Жыштыкка каршы чагылдыруунун элестүү графиги. Антеннанын иштөө жыштыгын кошпогондо, бардык диапазондо чагылуу 100% түзөт.
Түзмөк Osa103 Mini
өлчөө үчүн биз колдонобуз . Бул осциллографты, сигнал генераторун, спектр анализаторун, амплитудалык жыштыктык жооп/фазалык жооп өлчөгүчтү, вектордук антенна анализаторун, LC өлчөгүчтү жана жада калса SDR трансиверин бириктирген универсалдуу өлчөөчү аспап. OSA103 Miniнин иштөө диапазону 100 МГц менен чектелген, OSA-6G модулу IAFC режиминде жыштык диапазонун 6 ГГцке чейин кеңейтет. Бардык функциялары бар түпнуска программанын салмагы 3 МБ, Windows жана Linux'та вино аркылуу иштейт.
Osa103 Mini - радио сүйүүчүлөр жана инженерлер үчүн универсалдуу өлчөөчү прибор
Багыттуу бириктиргич
Багыттуу бириктиргич – белгилүү бир багытта бара жаткан RF сигналынын кичинекей бөлүгүн башка жакка бурган түзүлүш. Биздин учурда, аны өлчөө үчүн чагылдырылган сигналдын бир бөлүгүн (антеннадан генераторго кайра баруу) бутактуу болушу керек.
Багыттуу бириктиргичтин иштешинин визуалдык түшүндүрмөсү:
Багыттуу бириктиргичтин негизги мүнөздөмөлөрү:
- Иштөө жыштыктары - негизги көрсөткүчтөр нормалдуу чектен ашпаган жыштыктардын диапазону. Менин кошкуч 1ден 1000 МГцге чейинки жыштыктарга ылайыкталган
- Филиал (кошуу) - толкун INдан OUTго багытталганда сигналдын кайсы бөлүгү (децибелде) алынып салынат
- Директивдүү — сигнал OUTдон INге карама-каршы багытта жылыганда сигнал канчалык аз алынып салынат
Бир караганда, бул абдан түшүнүксүз көрүнөт. Түшүнүктүү болушу үчүн, келгиле, туташтыргычты ичинде кичинекей кран менен суу түтүгү катары элестетип көрөлү. Дренаж суу алдыга карай жылыганда (КИРДЕН ЧЫГЫШКА) суунун бир кыйла бөлүгү чыгарыла тургандай жасалат. Бул багытта агызылып жаткан суунун көлөмү бириктиргичтин маалымат баракчасындагы Кошуу параметри менен аныкталат.
Суу карама-каршы багытта жылыганда, суу кыйла азыраак алынат. Бул терс таасир катары кабыл алынышы керек. Бул кыймыл учурунда агызылып жаткан суунун көлөмү маалымат баракчасындагы Directivity параметри менен аныкталат. Бул параметр канчалык кичине болсо (дБ мааниси чоңураак), биздин милдетибиз үчүн ошончолук жакшы.
Принципиалдуу схема
Антеннадан чагылдырылган сигналдын деңгээлин өлчөөнү каалагандыктан, биз аны туташтыргычтын IN, ал эми генераторду OUT туташтырабыз. Ошентип, антеннадан чагылдырылган сигналдын бир бөлүгү өлчөө үчүн кабылдагычка жетет.
Кран үчүн туташуу диаграммасы. Чагылган сигнал кабылдагычка жөнөтүлөт
Өлчөө орнотуу
Келгиле, схемага ылайык SWR өлчөө үчүн орнотууну чогулталы. Түзмөктүн генераторунун чыгышында биз кошумча 15 дБ аттенюаторду орнотобуз. Бул генератордун чыгышы менен кошкучтун дал келүүсүн жакшыртат жана өлчөө тактыгын жогорулатат. Attenuator 5..15 дБ начарлоосу менен кабыл алынышы мүмкүн. Кийинки калибрлөөдө алсыздануунун көлөмү автоматтык түрдө эске алынат.
Аттенюатор сигналды белгиленген сандагы децибел менен алсыратат. Аттенюатордун негизги мүнөздөмөсү болуп сигналдын начарлоо коэффициенти жана жумушчу жыштык диапазону саналат. Иштөө диапазонунан тышкаркы жыштыктарда аттенюатордун иштеши күтүүсүз өзгөрүшү мүмкүн.
Акыркы орнотуу ушундай көрүнөт. Ошондой эле OSA-6G модулунан аппараттын негизги тактасына орто жыштык (IF) сигналын берүүнү унутпашыңыз керек. Бул үчүн, негизги тактадагы IF OUTPUT портун OSA-6G модулундагы INPUT менен туташтырыңыз.
Ноутбуктун коммутациялоочу кубат булагынын кийлигишүүсүн азайтуу үчүн, мен ноутбуктун батареясы менен иштегенде бардык өлчөөлөрдү жүргүзөм.
Калибрлөө
Өлчөөлөрдү баштоодон мурун, сиз аппараттын бардык компоненттери жакшы иштегендигине жана кабелдердин сапатына ынанышыңыз керек, бул үчүн генератор менен ресиверди түздөн-түз кабель менен туташтырабыз, генераторду күйгүзөбүз жана жыштыкты өлчөйбүз. жооп. Биз 0дБде дээрлик жалпак графикти алабыз. Бул бүткүл жыштык диапазонунда генератордун бардык нурлануучу күчү кабыл алгычка жеткенин билдирет.
Генераторду түз кабыл алгычка туташтыруу
Келгиле, схемага аттенюаторду кошолу. 15дБ дээрлик бирдей сигналдын начарлашы бүт диапазондо көрүнүп турат.
Генераторду кабыл алгычка 15дБ аттенюатор аркылуу туташтыруу
Генераторду туташтыргычтын OUT туташтыргычына, ал эми кабыл алгычты бириктиргичтин CPL туташтыргычына туташтыралы. IN портуна туташтырылган жүк жок болгондуктан, бардык түзүлгөн сигнал чагылдырылышы керек, ал эми анын бир бөлүгү ресиверге таралышы керек. Биздин бириктиргичтин маалымат баракчасына ылайык (), Coupling параметри ~15db, демек, биз болжол менен -30 дБ деңгээлинде горизонталдык сызыкты көрүшүбүз керек (муфта + аттенюатордун басаңдашы). Бирок бириктиргичтин иштөө диапазону 1 ГГц менен чектелгендиктен, бул жыштыктан жогору бардык өлчөөлөрдү маанисиз деп эсептесе болот. Бул графикте ачык көрүнүп турат; 1 ГГцден кийин окуулар башаламан жана маанисиз. Ошондуктан, биз кошкучтун иштөө диапазонунда мындан аркы бардык өлчөөлөрдү жүргүзөбүз.
Кранды жүксүз туташтыруу. Коштургучтун иштөө диапазонунун чеги көрүнүп турат.
1 ГГц жогору өлчөө маалыматтары, биздин учурда, мааниси жок болгондуктан, биз генератордун максималдуу жыштыгын кошкучтун иштөө маанилерине чектейбиз. Өлчөө учурунда биз түз сызыкты алабыз.
Генератордун диапазонун бириктиргичтин иштөө диапазонуна чектөө
Антенналардын SWRин визуалдык түрдө өлчөө үчүн схеманын учурдагы параметрлерин (100% чагылуу) эталондук чекит катары кабыл алуу үчүн калибрлөө жүргүзүү керек, башкача айтканда, нөл дБ. Бул максатта, OSA103 Mini программасында орнотулган калибрлөө функциясы бар. Калибрлөө туташкан антеннасыз (жүктөө) жүргүзүлөт, калибрлөө маалыматтары файлга жазылат жана графиктерди түзүүдө автоматтык түрдө эске алынат.
OSA103 Mini программасында жыштыкка жооп калибрлөө функциясы
Калибрлөөнүн натыйжаларын колдонуу жана өлчөөлөрдү жүксүз жүргүзүү, биз 0дБ боюнча жалпак графикти алабыз.
Калибрлөөдөн кийинки график
Антенналарды өлчөйбүз
Эми сиз антенналарды өлчөй баштасаңыз болот. Калибрлөөнүн аркасында биз антеннаны туташтыргандан кийин чагылдыруунун азайышын көрүп, өлчөйбүз.
433MHz боюнча Aliexpress антеннасы
Антенна 443 МГц деп белгиленген. Антенна 446 МГц диапазонунда эң натыйжалуу иштегенин көрүүгө болот, бул жыштыкта SWR 1.16. Ошол эле учурда, жарыяланган жыштыкта көрсөткүчтөр кыйла начар, 433 МГц SWR 4,2 түзөт.
Белгисиз антенна 1
Белгисиз антенна. Графикке караганда, ал 800 MHz үчүн иштелип чыккан, болжол менен GSM тилкеси үчүн. Адилеттүүлүк үчүн, бул антенна да 1800 МГц иштейт, бирок туташтыргычтын чектөөлөрүнөн улам, мен бул жыштыктарда жарактуу өлчөөлөрдү жасай албайм.
Белгисиз антенна 2
Менин кутучаларымда көптөн бери жаткан дагы бир антенна. Кыязы, ошондой эле GSM диапазону үчүн, бирок мурункуга караганда жакшыраак. 764 МГц жыштыкта SWR биримдикке жакын, 900 МГц жыштыкта SWR 1.4.
Белгисиз антенна 3
Бул Wi-Fi антеннасына окшош, бирок эмнегедир туташтыргыч бардык Wi-Fi антенналары сыяктуу RP-SMA эмес, SMA-Эркек. Өлчөөлөргө караганда, 1 МГцге чейинки жыштыктарда бул антенна жараксыз. Дагы бир жолу, туташтыргычтын чектөөлөрүнөн улам, анын кандай антенна экенин билбейбиз.
Телескопиялык антенна
Келгиле, телескопиялык антеннаны 433 МГц диапазону үчүн канчалык кеңейтүү керектигин эсептеп көрөлү. Толкун узундугун эсептөө формуласы: λ = C/f, мында С – жарыктын ылдамдыгы, f – жыштык.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
Толук толкун узундугу - 69,24 см
Жарым толкун узундугу - 34,62 см
Чейрек толкун узундугу - 17,31 см
Ушундайча эсептелген антенна таптакыр жараксыз болуп чыкты. 433MHz жыштыгында SWR мааниси 11 болуп саналат.
Антеннаны эксперименталдык түрдө узартуу менен мен антеннанын узундугу болжол менен 2.8 см болгон 50 минималдуу SWRге жетиштим.Секциялардын калыңдыгы чоң мааниге ээ экени белгилүү болду. Башкача айтканда, ичке сырткы бөлүктөрүн гана узартканда, жоон бөлүктөрүн бирдей узундукка узартканга караганда натыйжа жакшыраак болду. Келечекте телескоптук антеннанын узундугу менен бул эсептөөлөргө канчалык таянышыңыз керек экенин билбейм, анткени иш жүзүндө алар иштебейт. Балким, ал башка антенналар же жыштыктар менен башкача иштейт, мен билбейм.
433 МГц жыштыктагы зымның бир бөлүгү
Көбүнчө ар кандай түзүлүштөрдө, мисалы, радио өчүргүчтөрдөн антенна катары түз зымды көрө аласыз. Мен 433 МГц (17,3 см) толкун узундугунун төрттөн бир бөлүгүнө барабар зымды кесип алып, SMA Аял туташтыргычына тыкыс дал келгидей кылып учунун калайладым.
Натыйжа кызык болду: мындай зым 360 МГц жакшы иштейт, бирок 433 МГцте пайдасыз.
Мен зымды бөлүк-бөлүктөн үзүп, окууларды карай баштадым. Графиктеги төмөндөө акырындык менен оңго, 433 МГцке карай жыла баштады. Натыйжада, зым узундугу 15,5 см, мен 1.8 МГц жыштыгында 438 эң кичинекей SWR маанисин ала алдым. Кабелди андан ары кыскартуу SWRдин өсүшүнө алып келди.
жыйынтыктоо
Туташтыргычтын чектөөлөрүнөн улам, Wi-Fi антенналары сыяктуу 1 ГГцден жогору тилкелерде антенналарды өлчөө мүмкүн болгон жок. Эгер менде өткөрүү жөндөмдүүлүгү жогору болгон болсо, муну жасаса болмок.
Туташтыргыч, туташтыруучу кабельдер, аппарат, жада калса ноутбук да антенна системасынын бардык бөлүктөрү болуп саналат. Алардын геометриясы, мейкиндиктеги абалы жана курчап турган объекттер өлчөө натыйжасына таасир этет. Чыныгы радиостанцияга же модемге орнотулгандан кийин, жыштык өзгөрүшү мүмкүн, анткени радиостанциянын корпусу, модем жана оператордун корпусу антеннанын бир бөлүгү болуп калат.
OSA103 Mini абдан сонун көп функциялуу түзүлүш. Мен аны иштеп чыгуучуга өлчөө учурунда кеңеш бергени үчүн ыраазычылык билдирем.
Source: www.habr.com