Расчёт 3-х элементной антенны Yagi (OnLine калькулятор)
Николай Большаков, RA3TOX
Январь 2022 г.
Эта антенна была разработана Игорем Лаврушовым (UA6HJQ) [1] специально для высокогорных походов, где на первое место выходят следующие характеристики: усиление, вес и надежность. Антенна оптимизирована на максимальное усиление вперёд. Для питания антенны используется 50-омный кабель без каких-либо согласующих устройств. Это обусловлено применением петлевого вибратора.
Изготовление этой антенны показало действительно высокие характеристики и хорошую повторяемость. Оказалось, что эта антенна очень хорошо подходит для работы со спутниками, как в полевых условиях, так и в стационарном варианте. Лично мною было изготовлено несколько экземпляров для сбора данных со спутников, использующих протокол LoRa. Также был произведён перерасчёт антенн на другие диапазоны - 915 МГц (LoRa) и 256 МГц (SatCom), что показало их высокую повторяемость и масштабируемость. Изготовление антенн проводилось по опубликованой мною в 2002 году технологии [2].
🛠 Антенна достаточно технологична, поэтому легка в изготовлении и настройке. Применение распространённого среди радиолюбителей прибора NanoVNA позволяет настроить её за несколько минут. После изготовления антенна не требует подгонки размеров элементов, что обусловлено относительной широкополосностью петлевого вибратора. Настройка проводится по минимуму КСВ, путем подгонки расстояния от петлевого вибратора до директора и рефлектора.
Всё это подтолкнуло меня к написанию калькулятора для пересчёта размеров антенны на другие частоты. Как показала практика, расчёт достаточно точный.
Схематично конструкция антенны показана на рисунке:
Примечания:
1. Для диапазонов 430 МГц аннтенна изготовлялась из провода диаметром около 2 мм. Причем я использовал как медный провод (наилучший вариант), так и железный оцинкованный провод Ø1,8 мм для садовых нужд (худший вариант, но более дешевый). Для частот выше 800 Мгц железный провод неприемлем - только медь или алюминий. При изготовлении антенн для низкочастотных диапазонов (например 145 МГц) диаметр элементов увеличивается пропорционально длине волны.
2. Зазор в петлевом вибраторе для подключения кабеля желательно не превышать 0,01λ, что для диапазона 430 МГц составляет около 7 мм.
3. Для радиолюбителей, имеющих опыт изготовления антенн, желательно сделать симметрирующее устройство. Но антенна вполне работоспособна и без него.В последствии я создал модель антенны [3] в программе MMANA и просчитал её параметры, которые действительно порадовали! Параметры и диаграмма направленности для антенны, просчитанной для железной проволоки приведена на рисунке:
Для антенны, изготовленной из медной проволоки усиление ещё выше (около 14 dBi). Программа MMANA позволяет провести расчёт для различных материалов (медь, алюминий, железо), что позволяет сравнивать эффективность применения того или иного материала.
Следует отметить, что подавление заднего лепестка невелико. Но антенна оптимизирована для максимального усиления (раcчёты показали 12...14 dBi !).
В заключение приведу несколько фотографий изготовленных антенн:
Авторский вариант Игоря Лаврушова (UA6HJQ)
Вариант антенны на диапазон 915 МГц для работы с устройствами LoRa (RA3TOX)
Вариант антенны на 430 МГц для работы с устройствами LoRa(RA3TOX)
"Оконный" вариант антенны на 430 МГц для работы в сети со спутниками LoRa (RA3TOX)
Ссылки по теме:
1. 3х-элементный волновой канал на 435 МГц с максимальным усилением для высокогорных экспедиций (Игорь Лаврушов - UA6HJQ)
2. Универсальная технология изготовления направленных антенн YAGI (Олег Лобачев - RV3TH, Николай Большаков - RA3TOX)
3. Файл модели антенны на 436 МГц в программе MMANA (RA3TOX)
[ На главную] [ В раздел Антенны]
