Антенны для FPV на 1040 МГц (Vee + Double Patch 12db)

aaveliky69

По случаю хочу поделиться антеннами, которые разработал в HFSS. Сразу хочу отметить практическую ценность этой программы для тех, кто любит все перепроверять, у кого нет приборов и у кого есть желание генерировать. При определенных заданных параметрах программа дает расчет габаритов антенны практически со 100% точностью. Поэтому при изготовлении главное их выдержать.
Итак, было спроектировано две антенны: Vee и Двойной Патч. Заданная частота 1040 МГц.

Vee

При проектировании Vee был выбран в качестве материала односторонний фольгированный стеклотекстолит FR4 толщиной 1.5 мм.

Рис.1 Общий вид

Рис. 2 КСВ антенны

Рис.3 Волновое сопротивление антенны

Чертеж антенны можно распечатать в М1:1 на листе А4 и вырезать по шаблону

Double Patch

Патч-антенна спроектирована специально для изготовления из металла толщиной 0.55 мм., это важно. Я использовал обычную “оцинковку”. Использование материала с другой толщиной повлияет на характеристики, в том числе сдвинется резонанс. Расстояние между рефлектором и патчем 18 мм. Крепление патча к рефлектору выполнено с помощью винта М3. В том месте как раз нулевой потенциал. Для подключения кабеля использовал разъем SMA. Расчетное сопротивление антенны именно 75 Ом, специально под тюнер. Максимальное усиление 12 Дб.

Рис.4. Общий вид антенны

Рис.5. КСВ антенны

Рис.6. Волновое сопротивление

Рис.7. Диаграмма усиления антенной решетки 3D

Рис. 8. Нормированная ДН решетки (ширина по уровню 0.5 - 30 град.)

Рис.9. Усиление

Практическая реализация

Нормально испытать комплект антенн еще не удалось. Vee подключалась к передатчику Lawmate 1W. По ламочко-тестеру свечение силнее чем от штатной, нагрев примерно одинаковый. Патч получился немного массивным, но это субъективно.

Рис.10 Практическая реализация Vee.

Рис. 11. Практическая реализация двойного патча

Максимально пока удалялся на 1 км, видео отличное, но это ни о чем не говорит, слишком мало для верных выводов. Буду продолжать испытания…

vee-Model.rar Patch-Model.rar

Comments

Э… У Вее кабель не моделировался? ИМХО его нельзя вот так в середину раскрыва прокладывать.

Володимир;bt101224

Э… У Вее кабель не моделировался? ИМХО его нельзя вот так в середину раскрыва прокладывать.

Ну, во-первых, кабель идет до передатчика перпендикулярно вектору напряженности и его длина до подключения более 1/2 длины волны, а, во-вторых, антенна при таком подключении апробирована и показала хорошие результаты.

ЗдОрово, респект за работу. Но! Для повторения данная информация абсолютна негодна. Как производится запитка патча? Каким образом крепить коннектор? Для какой версии HFSS сделаны модели? И, если вас не затруднит, можно ли выложить размеры антенн, чтобы не ставить софт за 50К$? 😉
P.S. И крепление патча винтом к отражателю - в геометрическом центре патча? Можно ли набрать нужную толщину, к примеру, из оргстекла, и приклеить маленькие столбики последнего по краям патча, чтобы он самыми уголками упирался в эти проставки? Или это сильно повлияет на резонанс?

Каким образом выполняется ориентация патча, по GPS координатам, передаваемых в VBI?

{gorbln};bt101229

ЗдОрово, респект за работу. Но! Для повторения данная информация абсолютна негодна. Как производится запитка патча? Каким образом крепить коннектор? Для какой версии HFSS сделаны модели? И, если вас не затруднит, можно ли выложить размеры антенн, чтобы не ставить софт за 50К$? 😉
P.S. И крепление патча винтом к отражателю - в геометрическом центре патча? Можно ли набрать нужную толщину, к примеру, из оргстекла, и приклеить маленькие столбики последнего по краям патча, чтобы он самыми уголками упирался в эти проставки? Или это сильно повлияет на резонанс?

Откройте файлы во вложении в конце статьи - там чертежи в pdf формате, а не файлы HFSS. Думаю большинство вопросов отпадет само собой. Коннектор припаян с обратной стороны рефлектора, а в самом рефлекторе сделано отверстие, чтобы вставить удлиненный центральный проводник. Диаметр отверстия в рефлекторе соответствет диаметру изоляции на этом проводнике (посмотрите по ссылке в статье на сам коннектор и поймете, что за изоляция). Изоляция при установке коннектора была удалена. Никаких столбиков ставить не рекомендую: антенна рассчитана на диэлектрическую проницаемость воздуха, параметры уплывут однозначно! И зачем вам эти столбики? У меня достаточно жестко держится конструкция на 3-х точках: два винта М3 и припаянный коннектор к МПЛ. В антенне можно изготовить рефлектор из чего-нибудь полегче, например, аллюминия или фольгированного текстолита, но сами патчи и МПЛ ТОЛЬКО из металла 0,55 мм.

sit000;bt101271

Каким образом выполняется ориентация патча, по GPS координатам, передаваемых в VBI?

Да, по GPS

aaveliky69;bt101278

Откройте файлы во вложении в конце статьи - там чертежи в pdf формате, а не файлы HFSS. Думаю большинство вопросов отпадет само собой…

Ох, ё моё!!! [рукалицо]
Надо было файлы-то посмотреть, прежде чем спрашивать, да! 😆

Спасибо за разъяснения - стало значительно понятнее!!!

А HFSS файлы можно посмотреть ?

Антены так на даль и не проверяли? У меня 900Мгц 200мВт на 5 км со штатными антенами сносно видео передает. А тут 1 Вт, да он с любыми кусками проволоки вместо антены на 1 км изображение передаст.

Кстати повторил Vee антенну, правда вытравив ее на куске фольгированного текстолита. По тестам, без антенны на приемнике, она лучше штатной. К сожалению дождь не позволил проверить дальность в реальных условиях ( Теперь проверка отложилась до воскресенья.

По идее она д.б. лучше для передатчика, чем для приемника, т.к. у приемника входное сопротивление 75, а антенна расчитана на 50 ом. для приемника лучше использовать обычный разрезной вибратор, у него 73 ома сопротивлние.

А я на передатчик и установил. Удобно что плоская - наклеил на руддер.

В общем 3км не проблема для этой антенны, хотя изображение на таком расстоянии и хуже чем на штатной. Зато при полете вверх помехи появляются только прямо надо мной. Тогда как на штатной летать высоко рядом с собой было не реально. Предполагаю штатная 5дб диполь, отсюда помехи высоко+близко. Я доволен, спасибо за статью 😃

Пять с половиной км. Дальность на высоте 1 км, конечно периодически проявлялись помехи, но изображение даже цветным оставалось.

7 километров с тем же сетапом. Правда на 7 км уже были сильные помехи