Добро пожаловать в Ачинский клуб авиамодельного спорта
Новости

Исследование антенн 1.2гГц линейной поляризации

На сборочный стапель встал Hobbyking Sky Eye Glider 2000mm Укомплектовал его видео передатчиком LawMate TM121800 1.2GHz 1000mW. Тут же встал вопрос об антенном хозяйстве видеолинка. Однако чего здесь думать, тема казалось бы многократно рассмотрена, имеется множество готовых решений . Бери клевер+ патч или helix. Если с приёмной частью особых проблем не возникало, то на борту «клевер» на 1.2гГц не очень практичен при транспортировке. Было принято решение использовать линейную поляризацию, работать на частоте 1080 МГц. Видеопередатчик планировалось установить в хвостовую часть, антенну «вживить» в киль. Не долго думая сделал коаксиальный диполь с трубкой 4.5мм. Провёл измерения при помощи самодельного индикатора поля Результат по сравнению со стоковой антенной сильно не улучшился. Потыкавшись по знакомым связистам получил небольшой доступ к прибору Anritsu Site Master S 810 D и тут началось:
Измерив КСВ коаксиального диполя был немного разочарован. КСВ составило 2.5. Изменение длинны вибратора особого изменения в КСВ не вносило. Но от места удержания антенны за кабель КСВ сильно не зависил. Фотографии при первых тестах не делал. Проведя измерения КСВ «родного» штыря был удивлён довольно высокому КСВ но коэффициент сильно завесил от места удержания кабеля. Максимальное значение КСВ которое удалось достичь 1.15 на частоте 1200 МГц. Решил немного поэкспериментировать с передающими антеннами линейной поляризации.
Как уже говорилось для проверки использовался откалиброванный прибор Anritsu Site Master S 810 D ( на фото по горизонтальной оси диапазон от 1000 до 1200 мГц одно деление 20 МГц, по вертикальной оси КСВ от 1 до 6 одно деление 0,5), в качестве удлинителя -переходника использован отрезок кабеля RG-58 длинной 40 см с одной сторон заводским способом установлен разъём SMA-мама с другой стороны распаянный по всем правилам разъём СР-50-74 ВП.
И так проверены были следующие антенны собственного изготовления, настроенные на 1080 МГц .
1. Стандартный диполь с толщиной вибраторов 1,2 мм
2. Стандартный диполь с толщиной вибраторов 4,5 мм
3. Коаксиальный диполь с противовесом диам 4мм
4. Коаксиальный диполь с противовесом диам 7мм
5. V образный диполь с толщиной вибраторов 1,2 мм
6. V образный диполь с толщиной вибраторов 4,5 мм
7. Патч антенна собственного изготовления
8. Стоковый штырь..

Антенна 1 (Диполь с вибраторами 1,2 мм)
делалась для проверки корректности измерений.

Показала в среднем КСВ равный 1,7 в диапазоне 1070-1100 МГц ,что вполне ожидаемо.

Место удержания антенны за кабель на КСВ практически никакого влияния не оказывало. При проверке индикатором поля , максимальная дальность при которой стрелка полностью отклонялась (далее будет указано такое положение стрелки индикатора) составило 30 см. ток потребляемый передатчиком 310 мА

Антенна 2 (Диполь с вибраторами 4,5 мм) изготовил для проверки теории. С увеличением толщины вибраторов улучшается согласование и расширяется частотный диапазон. Согласование несколько улучшилось КСВ стал в районе 1,35-1,5.


Расширение полосы частот принципиально не произошло. Место удержания за кабель на КСВ влияния не оказывало.Индикатор поля показал 35см

Антенна 3 (Коаксиальный диполь 4мм) уже описывалась в начале обзора, восторга не вызывал Индикатор поля показал 25 см. Потребляемый ток 300 мА

Антенна 4 (Коаксиальный диполь с противовесом диам 7мм) Вопреки ожиданиям ощутимого положительного результата достичь не удалось.

КСВ лучше чем 2.15 не получался. Причём укорочение активного элемента не привело к значительному изменению настроек. КСВ практически не завесил от места удержания за кабель. Индикатор поля показал 25 см. Потребляемый ток 310 мА
Уж не знаю по какой такой причине. но с коаксиальными диполями у меня  как то не задалось  😥

Антенна 5 (V образный диполь 1.2мм) Подключив антенну был приятно удивлён.


КСВ составил 1,1 в полосе частот почти 60 МГц. Красивая форма графика на мониторе, почти касающаяся отметки 1.0 не может не вызвать уважения к этой антенне. Причём при настройке антенны минимум КСВ вполне адекватно двигался по оси частот. Место удержания за кабель на КСВ особого влияния не оказывало. Индикатор показал 35 см. Потребляемый ток 330 мА

Антенна 6 (V образный диполь 4,5 мм)

Сразу понял, что это моя антенна. Первая фотография не настроенной антенны, виден хороший запас по полосе частот.

Небольшая работа напильником и вот оно счастье. КСВ 1.03, практически идеальное согласование.

Индикатор поля зашкалил на расстоянии 40см. Передатчик потреблял ток в 340 мА

Антенна 7 (Патч антенна) Эта антенна была изготовлена по этим рекомендациям расчёт проводился по  калькулятору. Однако размеры малого квадрата оказались меньше необходимых на 2мм по высоте.После увеличения размеров вибратора (малого квадрата) и подстройки расстояний между вибратором и отражателем получаем КСВ 1.28 на частоте 1080 МГц


Можно было бы точно подобрать размер вибратора, но меня такой КСВ в принципе устроил. Индикатор зашкаливал на расстоянии 100-110 см. потребляемый ток 330 мА
В силу того, что КСВ сильно зависит от частоты, к изготовлении нужно подходить довольно тщательно. Можно в качестве опорных втулок использовать силиконовые трубки, на отражатель  нарезать резьбу. Таким образом получаем возможность в некоторых пределах изменять расстояние между квадратами, что позволит провести точную подстройку антенны хотя бы по минимальному потребляемому току передатчика. Если антенну не подстраивать, то легко можно попасть на КСВ больше 2-х, что совершенно сведёт на ноль все «прелести» антенны

Антенна 8 Тут ждёт интрига. КСВ значительно завесил от места удержания за кабель, это и понятно, потому как кабель являлся противовесом. КСВ колебался в районе 1.5-2.0,

сохраняя достаточно ровный вид причём во всех случаях в районе 1200 МГц очень аппетитно прижимался к единице В случае удержания в районе 5 см от антенны на частоте 1040 КСВ достигал 1.2 а на частоте 1200 до 1.15. Индикатор полностью отклонялся на расстоянии 25-30см, потребляемый ток 300 мА

В заключении хочу вернуться к конструкции Vee антенны с вибраторами диаметром 4.5 мм
Для изготовления антенны использовались трубки от телескопической антенны длинной (после настройки 64,5мм) и небольшой кусок стеклотекстолита толщиной 1.5мм. Из стеклотекстолита вырезаем 3-х лучевую деталь между лучами 120 град. Два луча шириной 4.5мм и длинной примерно 20мм, так, чтобы на них с натягом заходили вибраторы. Третий луч служит для фиксации кабеля его длинна примерно 10мм. Устанавливаем вибраторы на место т.е. одеваем трубки на два луча длинной 20мм, припаиваем кабель непосредственно к трубкам, на одну- центральную жилу,на другую оплётку кабеля. Кабель фиксируем нитками к 3-му лучу. Соединения и торцы вибраторов герметизируем термоклеем. Получается прочная, жесткая и лёгкая антенна с очень хорошим согласованием. К сожалению процесс изготовления не фотографировал.
Антенну , как и планировалось закрепил на киль.

В угоду удобства крепления и соединения антенну пришлось закрепить с максимумом в направлении назад. Если при испытаниях будут проблемы , то придётся думать о развороте антенны на 180 град.
P.S. По случаю крепления передатчика не термоизолирующем пенопласте пришлось оборудовать его (передатчик) небольшим радиатором

 

Проекты