Приклад моделювання стека з диполів на 145 МГц

[plyrvt]

Приклад розрахунку "з нуля" антени з круговою ДН на 145 МГц

https://ypylypenko.livejournal.com/81855.html
1) Розрахунок одиночного петльового диполя під вибрані матеріали (по ТЗ - трубка 16 мм). Для зручності диполь гнеться навколо труби діаметром 60 мм.
Для резонансу на 144.5 МГц голий диполь має 856 мм між центрами труб 60 мм навколо яких гнути трубку.
Резонансний опір диполя Ra=289 Ом

2) Вибір оптимального кроку решітки в стеку. Графік залежності КНД від кроку решітки. По ДН обираю крок 1600 мм

3) Вибір довжини штанг кріплення до мачти. Графік залежності азимутальної ДН від довжини штанг. По мінімальному перепаду ДН по азимуту обираю штанги 900 мм

4) https://ypylypenko.livejournal.com/82160.html
уточнення розмірів та узгодження

Мачта зсунула резонанс на +3.8 МГц вверх, щоб повернути на 145.0 треба трохи збільшити диполь з 854 до 876 мм. Ra піднялося з 289 до 303 Ом

Для узгодження і фазування підходить 75 Ом кабель. L/2 петля робить трансформацію 4:1 з 300 в 75 (L=1033.8 мм)
На тройніку 3х75 = 25 Ом.
Щоб підняти з 25 до 50 Ом можна використати L/4 відрізок 37.5 Ом (2х75 Ом відрізки кабелю L/4 = 550 мм (трошки більша довжина підібрана оптимізатором, КСВ<1.2 в полосі 141-149 МГц

5) Розрахувати невеликий down-tilt. Оптимальна затримка +30 градусів на кожному вищому поверху (+172 мм кабеля на середній поверх, +344 мм кабеля на нижній поверх)

[ur5ksh]

Круто!

[ux0kx]

Солидно !

[plyrvt]

В кожного торчка свої торчі
З п'ятницею вас і Днем знань, що минув

[ur5ksh]

О ,заготовочки,буде багато антенок))

[plyrvt]

О ,заготовочки,буде багато антенок))

тут більше для вимірювань. для антенок можна обійтися і гіршими кабелями, і без конекторів.
і перехідники для антен не потрібні в принципі

Щоб коректно обміряти прототип або екземпляр антени (або іншого девайсу) треба хороші конектори, хороші перехідники, кабелі з малим затуханням (і відповідно конектори на такі товсті кабелі)

На фото 5D-FB та Belden H1000, перший набрав по акції в одному київському магазині (трохи пішло вже його), другого взяв в Київстарщиків на барахолі.

Там конектори на них - SMA-Male (5D-FB це максимально товстий кабель на який ще можна накрутити SMA), N-type (на RG-58, 5D-FB, Belden H1000), перехідники/пігтейли різні SMA-F, SMA-N, N-F

[ur5ksh]

Щоб коректно обміряти прототип або екземпляр антени (або іншого девайсу) треба хороші конектори, хороші перехідники, кабелі з малим затуханням (і відповідно конектори на такі товсті кабелі)

Ну да,китайскі переходи з N на SMA на 430 на повіреній нагрузці можуть показувать КСВ 1,7 .а про 2,4Ггц я мовчу.
Хороші кабельки для таких вимірювань RG-223,RG-142,RG-316 я такими користуюсь,правда у нас в Україні їх складно найти.

[plyrvt]

Хороші кабельки для таких вимірювань RG-223,RG-142,RG-316 я такими користуюсь,правда у нас в Україні їх складно найти.

Це хороші кабелі хіба що для вимірювань на частотах до 500 МГц, а краще до 200 МГц.
У всіх цих кабелів діелектрик з суцільного ПЕ.
На частотах ниже 1 ГГц домінує вклад розігріву металу в загальні втрати кабеля.
Далі різко росте вклад розігріву діелектрика.

Ось на прикладі кабелів з діаметром жили 1.0 мм (RG-58 у версії з суцільною мідною жилою) та 1.8 мм (5D-FB).
RG-58 у варіанті з суцільного ПЕ та гіпотетичний кабель (в природі не існує) з повітряним діелектриком та жилою 1.0 мм (діаметр оболонки скоригований щоб Zo=50 Ом залишилося)

Ось приклад розрахунку ідеалізованого кабеля (без поправок на технологію, реальний кабель завжди трохи гірший)




На першому графіку затухання на довжині 10 метрів.
На другому графіку довжина кабеля до затухання в ньому 50% (3 дБ)
Синій і червоний це реальні кабелі, зелений - вигаданий кабель для оцінки втрат на розігрів поліетилену

На частоті 300 МГц додавання поліетилену збільшує затухання всього на 0.23 дБ (в 1.05 рази, +5% )
На частоті 1 ГГц додавання поліетилену збільшує затухання на 1.04 дБ (в 1.27 рази, +27% )
На частоті 2 ГГц додавання поліетилену збільшує затухання на 2.28 дБ (в 1.69 рази, +69% )
На частоті 3 ГГц додавання поліетилену збільшує затухання на 3.16 дБ (в 2.07 рази, +107% )

5D-FB крім того, що товстий (жила 1.8 мм) - в нього спінений ПЕ (швидкість поширення 82% ).
Тангенс в цієї піни 0.0003 (в ПЕ=0.001), і її треба значно менше (бо епсілон 1.5 проти 2.25)

в пінних кабелів втрати ростуть з частотою значно повільніше. На частотах до 300 МГц вони будуть майже однакові (різниця 5-10%), а на 3 ГГц різниця буде вже 2 рази.

З хороших кабелів в мене є LMR-200 1.5 метра обжатий на заводі в RP-SMA Male. В нього жила 1.12 мм і пінний ізолятор.

Калібровочна нагрузка по ідеї нівелює всі трансформації, які вносить кабель, в т.ч. його затухання.
Але точність від цього страждає дуже сильно.

На фото вище є 2 мотки тонкого кабелю по 1.5 метра, з заводською обжимкою на SMA-Male. На частотах 2+ ГГц навіть при такій малій довжині 1.5 метра, затухання в цьому кабелі близько 4 дБ. Навіть на відкритий чи на закорочений кабель - КСВ не перевищує 2...2.5
В разі калібрування на Open/Close ці значення 2...2.5 будуть математично перетворені на безкінечність. А всі проміжні значення і значення калібровочних 50 Ом математично перерахують в значення яке треба виміряти.

Цей ефект можна в порівнянні з фотографією назвати "цифровим зумом" - ніякої інформації така обробка не додає, лише адаптує режим відображення в зручний для юзера.

http://ra6foo.qrz.ru/attenuation.html

Щоб шкала апарата могла вимірювати хоча б значення до 10 (безкінечний КСВ сприймався апаратом як КСВ=10), треба щоб затухання лінії не перевищувало 1 дБ.
На частотах до 2.7 ГГц (які тягне мій N1201SA) таке затухання дає 1 метр кабеля RG-58 (версія з суцільної мідної жили), або 2.5 метри кабеля 5D-FB

1.5 м кабеля LMR-200 який в мене є - якраз дають до 1 дБ на частотах до 2.7 ГГц

Кабель RG-58 існує в версії з пінним ізолятором, але в Україні я знайти не зміг. Навіть в тих небагатьох фірмах де він числиться як наявний - коли йшли на склад пакувати посилку, передзвонювали що саме такого нема.

Ну да,китайскі переходи з N на SMA на 430 на повіреній нагрузці можуть показувать КСВ 1,7 .а про 2,4Ггц я мовчу.

одна з головних причин - геометрія виточена під тефлон, а фактично вставляють делрін (поліоксіметилен) без переточки корпуса

в тефлона епсілон = 2.0...2.1, в делріна 3.7

Купити тефлон досить проблематично. Незалежно що написано в продавця (навіть якщо окремо написано що є делрінові і є тефлонові, і якщо буде написано що в наявності є тефлон - при пакуванні посилки виявиться що тефлону нема)

При такій заміні, опір заізольованої ділянки падає з 50 до 37.6 Ом
В найгіршому випадку, коли довжина цієї ділянки буде 0.25L - можлива трансформація з з 50 в 28.3 Ом (КСВ=1.76)