Синфазная антенная решетка
Лобанов Алексей Николаевич (RA3TPQ), г. Саров
Данная антенная решетка разрабатывалась и изготовлялась для использования ее на частотах 264-390 мГц а именно для радиотелефонов Senao. Основным побуждающим фактором к изготовлению этой антенной системы явилось увеличение эффективности подобной радиотелефонной системы. В настоящий момент на рынке представлено огромное кол-во разнообразных антенн этого диапазона, но как правило это компромиссные антенны , рассчитанные на среднего пользователя и не отличающиеся высокой эффективностью. Предлагаемая антенная решетка представляет из себя две зигзагообразные антенны, запитанные синфазно, настроенные на частоту приема базовой станции(264мГц) и одной аналогичной антенны на передачу(390мГц).Преследовалась цель увеличения коэффициента усиления приемной части антенны. Т.К. увеличение мощности мобильных трубок применяя дополнительные усилители приводит к потере мобильности и увеличения размеров .
Зигзагообразные антенны представляют класс рамочных антенн с соответствующими им свойствами . Она удовлетворительно согласуется с фидером (теоретическое входное сопротивление одной зигзагообразной антенны составляет порядка 65 Ом.), а её коэффициент усиления составляет от 4,5-5,2 дБ. Еще одно из достоинств этих антенн -возможность легкого изготовления в домашних условиях, из подручных материалов.
На Рис.1 представлена одна антенна работающая в данной системе как
один её элемент.
Оба обруча были изготовлены из алюминиевых жил силового кабеля диаметром 5 мм. Они крепятся к текстолитовой площадке(60Х40Х10). Два отверстия по бокам предназначены для крепления на вертикальной мачте П-образным хомутом. Общая длинна одного кольца в развернутом виде : 264 мГц=1147мм ; 390мГц=777мм.
На Рис.2 изображена схема включения в группу двух приемных антенн.
Четвертьволновый трансформатор выполнен из двух одинаковых отрезков кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом включенными параллельно. Расчеты проводились по формуле : Л/4*к
Где к (коэффициент укорочения кабеля) для большинства отечественных кабелей он составляет 0.66 - 0.68.
Антенная система располагается на вертикальной мачте высотой 5метров. Общий вид антенны представлен на рисунке 3.
На рисунке 4 приведена схема соединения приемной части антенной системы. Она состоит из двух зигзагообразных антенн расположенных на вертикальной мачте. Расстояние между приемными антеннами составляет 1.13 метра, что составляет длину волны для частоты 264 мГц. Соединение происходит при помощи согласования описанного на рис2.
В качестве приемо-передающего усилителя использовался промышленный усилитель АRТ-300. Перемычка выходного(антенного) разъема усилителя была предварительно убрана с приемной его части, а на ее место непосредственно подпаян конец кабеля приемных антенн как показано на рисунке 4.
Передающая зигзагообразная антенна монтируется на той же мачте, посередине между приемными антеннами. Смотри рисунок 5.
Усилитель крепится на той же мачте, ниже всей антенной системы в алюминиевой трубке, внутренний диаметр которой соответствует внешнему диаметру корпуса усилителя. В моем случае использовалась трубка и крепление от промышленной антенны DX-60. Очень важно тщательно промазать герметикам все соединительные части и щели во избежание попадания в усилитель воды.
При испытании антенна показала хорошие результаты. Сравнение происходило с промышленными антеннами DХ-60 , DХ-100. На расстоянии 40 км от базовой станции сигналы вызова с базовой станции ( на обе промышленные антенны, ART -300) проходили, но ответные сигналы с трубки не принимались. Приходилось выбирать местоположение(вставать на цыпочки, бампер автомобиля и даже подпрыгивать!:-)) Мобильная трубка SN-258+ в стандартной комплектации (без усилителей и доп.антенн).
При переключении базовой станции на антенную решетку сигнал с мобильного аппарата без проблем включал базу. При разговоре наблюдался не большой шумок, который вовсе не мешал разговору! Так же испытания показали, что при горизонтальном положении мобильной трубки(а следовательно и антенны) качество связи ухудшалось не значительно. Что говорит о наличие горизонтальной составляющей в антенне.(в городских условиях немаловажный фактор).
Диаграмма направленности данной антенны выражена в виде восьмерки(максимум: фронт|тыл).Влияние диаграммы направленности заметно на дальних расстояниях (30-50км).
2004г.