вопросик по антенам
По поводу патчей с круговой поляризацией: в инете есть калькуляторы для них, - я пытался моделировать в HFSS несколько вариантов, но у меня выходит линейная поляризация. Возможно дело в том, что я несведущ в антенных науках и что-то делаю не так. Кто-то успешно симулировал такие антенны в HFSS?
Нашел свои мультики.
Вот так будет круговая, 2 точки питания.
www.youtube.com/watch?v=fi0rCiCFhbk
А линейная вот так.Это практически та же антенна, только запитана в одной точке.
Вот так будет круговая, 2 точки питания.
Смущение у меня остается от просмотра вашего первого видео, Игорь 😃. Я вот по поводу линейных и круговых поляризаций нашел такое видео:
Там смесь из терминов… То говорят про свет, то про электромагнитную волну… Хотя я понимаю, что свет - это тоже электромагнитная волна определенной частоты. Из этого видео я сделал вывод о том, что для формирования электромагнитной волны с круговой поляризацией (правой или левой), т.е. вращающегося в ту или иную сторону вектора электромагнитного поля, необходимо две точки питания, между которыми обязательно должна быть задержка по фазе в четверть волны. При задержке в четверть волны будет сформирован вращающийся по кругу (единичный для упрощения) вектор.
В видео показано применение материалов (“четверть-волновая пластина”), которые за счет своих особенностей формируют второй, пассивный источник поля, сдвинутый по фазе относительно первого, и таким образом формируется вращающийся вектор поля. Это я так понял тот кусочек видео. Хотя мне странно вот что… В природе не бывает КПД 100%. Поэтому, на мой взгляд, они несколько упростили видео. Ведь входящая в четверть-волновую пластинку энергия расходуется на задержку. Поэтому амплитуды обеих волн круговой поляризации на выходе должны иметь амплитуду меньшую, чем линейно поляризованная волна на входе (это минус). Но выходная волна будет вращаться (это плюс).
Вероятно также, что вместо применения особых материалов можно применить особые конструкции, которые за счет своей конфигурации создадут второй пассивный источник эл. магнитной энергии, сдвинутый по фазе относительно первого (основного) активного, и таким образом тоже будет создан вращающийся вектор электромагнитного поля. Возможно, именно так и работают патчи, имеющие одну точку питания, но магическим образом формирующие волну с круговой поляризацией.
Если задержки нет, то не будет смещения, и не возникнет вращения. Поэтому я думаю, что для патча на вашем первом видео мало двух точек питания. Я думаю, что чтобы такой патч действительно производил волну с круговой поляризацией, надо чтобы между этими двумя точками питания генераторы волн были сдвинуты по фазе на четверть волны. Тогда поляризация завертится. Если же смещения фаз между генераторами волн в обеих точках питания патча не будет, то тогда он будет излучать комбинацию линейно поляризованных волн в двух плоскостях, но не более? И круговой поляризации, по идее, не возникнет?
И снова у меня возникает вопрос - как клевер, при наличии одной точки питания и отсутствии цепей смещения фаз между лепестками клевера, формирует пресловутую круговую поляризацию? Как патчи с одной точкой питания её формируют? Нам же продают патчи с одной точкой питания, формирующие круговую поляризацию. И цепей смещения фаз там что-то тоже не видно…
Вы сказали
Это практически та же антенна, только запитана в одной точке.
Т.е. разница между этими двумя патчами не в размерах или конструкции пластин излучателей, а в количестве точек питания, и как я полагаю, в смещении фаз генераторов волны в этих двух точках питания? Но вовсе не в конструкции самих патчей. Вот я более-менее понимаю как формируется круговая поляризация в хеликсе. Там она достигается чисто геометрически с помощью конструктивных мероприятий, хотя при этом Хеликс имеет всего одну точку питания.
Я оставил только вектор Е , вектор Н не рисовал. Из картики видно, что запитка идет со сдвигом фазы, я уже писал про эту классическую схему, это все разобрано детально в книжках.Вторая фаза сдвигается на 90 градусов относительно первой.Патчи таких конструкций всегда полуволновый размер имеют. А так все просто, должна быть вертикальная и горизонтальная составляющая, со сдвигом фазы. На lib-gen можно подробно почитать про патчи и формирование в них круговой поляризации. Лучше прочитать в книге, написанной специалистами в этой области. Я любитель, и по образованию у меня совершенно другая специальность, неэлектрическая.
Вот питание из одной точки и тоже круговая поляризация.
Я оставил только вектор Е , вектор Н не рисовал
Это понятно. Конечно, мы вектор H не изображаем, но подразумеваем его.
Из картинки видно, что запитка идет со сдвигом фазы… Вторая фаза сдвигается на 90 градусов относительно первой. Патчи таких конструкций всегда полуволновый размер имеют. А так все просто, должна быть вертикальная и горизонтальная составляющая, со сдвигом фазы.
Тогда получается, что все патчи с одной точкой запитки, которые нам преподносятся и продаются под видом круговой поляризации - фуфло? И на самом деле все они имеют линейную поляризацию? Ну или, как максимум, за счёт каких-нибудь срезанных уголков с помощью переотражений формируется набор пассивных переизлучателей линейно поляризованных волн, излучаемых под разными углами, и таким образом, у нас создается мнимое ощущение круговой поляризации?
Я любитель, и по образованию у меня совершенно другая специальность, неэлектрическая
Игорь, я тоже такой же 😃. Просто хочется разобраться в этом вопросе 😃. Непонятно, как всякие клеверы, пагоды, лоллипопы и прочие антенны с одной точкой запитки и набором диполей, расположенных по кругу с углом 360/n, формируют ту самую круговую поляризацию… Это ж магия какая-то получается! Лично мне почему-то кажется, что они формируют не круговую поляризацию, а набор линейно поляризованных плоскостей. Конечно, набор линейно поляризованных плоскостей под разными углами хуже чем непрерывно вращающийся вектор круговой поляризации, но точно лучше, чем одна поляризованная плоскость обычного диполя (монополя).
Ещё я вот что понял после просмотра видео:
- Если амплитуды двух генераторов волны одинаковы, и сдвиг фаз между ними будет строго 90 градусов (четверть волны), то вращающийся вектор образует чистый круг. Если амплитуды генераторов не равны (при сдвиге фаз 90 градусов), или сдвиг фаз не 90 градусов (при равенстве амплитуд), то вращающийся вектор образует не чистый круг, а эллипс. При каком-то угле амплитуда вектора E будет больше, при каком-то - меньше.
- Меня интересовал вопрос - с какой частотой будет вращаться вектор. Из этого видео я нашел ответ на него - частота вращения вектора совпадает с частотой сигнала. Т.е. если, скажем, частота сигнала 2,4 ГГц, то и вектор круговой поляризации будет вращаться с частотой 2,4 ГГц. Если частота сигнала 5,8 ГГц, то и вектор вращается с частотой 5,8 ГГц.
- Если передающая антенна работает с чистой круговой поляризацией, то обычный линейный диполь тоже будет работать прекрасно с такой антенной без потерь, потому что всегда найдется такой угол вращающегося вектора, при котором плоскость (вектор) вращающейся волны совпадет с плоскостью (вектором) линейного диполя. И тогда, к примеру, при частоте 2,4 ГГц вектор круговой поляризации будет 2,4 млрд. раз в секунду совпадать с вектором линейного диполя.
yadi.sk/i/Jpo3WRgmYFv9HA
Microstrip Antenna Design Handbook
Если передающая антенна работает с чистой круговой поляризацией, то обычный линейный диполь тоже будет работать прекрасно с такой антенной без потерь
Потери будут 3дб, или ровно половину. Потому что грубо говоря половину времени диполь полностью принимает падающую волну, а половину времени полностью её игнорирует (когда они ортогональны)
Потери будут 3дб, или ровно половину. Потому что грубо говоря половину времени диполь полностью принимает падающую волну, а половину времени полностью её игнорирует (когда они ортогональны)
Да, точно. На приемную антенну, рассчитанную под круговую поляризацию, вращающийся вектор будет накладываться постоянно в течение всех 360 градусов окружности, возбуждая в такой антенне сигнал.
А мне как-то получше вот такая книга зашла:
yadi.sk/i/kU59McPSfvg1Iw
Качество сканирования получше, плюс она содержит не чистые картинки, а текст, благодаря которому возможен поиск по книге. Почитал бегло по диагонали. Да, за счет срезания углов патча возможно образование круговой поляризации при одноточечной схеме запитки антенны. В частности, глава 2.6.1 рассказывает о том, как это получается.
Короче… Чтобы ответить самому себе на все интересующие вопросы, придется заняться моделированием 😃
Антенна 360 гор. 160 верт(по уровню -3 дБ). т.е. почти шар КУ 1.3-1.4 дБи. Поляризация ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ размер диаметр 105 мм высота 1 мм. Для установки под крыло приклеиванием на эпоксидку, оптимально для безхвосток. Развязка с верт поляризацией 20+дБ. Частота 1200-1280МГц( или от 900 до 2500 под задачу). Для полетом с патчем, патч надо на 90 градусов повернуть, что кстати даст еще 15-20 дБ развязки по поляризации с RC. Балуны встроенные, работает с любой длиной кабеля.
Актуально ?
Так выглядит всенаправленная антенна горизонтальной поляризации.
Это по сути 4 диполя, 4 балуна и 4 трансформатора сопротивлений для согласования с кабелем. Материал FR4(потери) и расширенная диаграмма, поэтому КУ несколько меньше 2 дБи. Это модель на рабочий диапазон 1200-1260МГц, но есть потенциал к увеличению ширины полосы.
Интересная штука для полётов далеко и низко. Это продвинутый вариант турникетной антенны? fpvlab.com/forums/showthread.php?352-Turnstile-UHF…
А если сделать на 2.4 ГГц, то и на коптер, наверно, можно прилепить для полётов с OpenHD.
Интересная штука для полётов далеко и низко. Это продвинутый вариант турникетной антенны? fpvlab.com/forums/showthread.php?352-Turnstile-UHF…
А если сделать на 2.4 ГГц, то и на коптер, наверно, можно прилепить для полётов с OpenHD.
\\для полётов далеко и низко\\
Почему низко? У нее по вертикали угол заметно больше, чем у диполя (картинка кликабельна для деталей).
\\Это продвинутый вариант турникетной антенны?\\
По ссылке, это огородная антенна, не турникетная, огородники на нее телевизор ловят. Я уже на форуме рисовал ее диаграмму направленности, она имеет диаграмму простого диполя с несколько увеличенной полосой пропускания, ближе к антенне бабочке.
У меня на картинке выше 4 диполя, 4 балуна и 4 трансформатора сопротивлений и поляризация Горизонтальная.(картинка кликабельна для деталей).
\\А если сделать на 2.4 ГГц \\
Нет проблем на 2,4ГГц сделать, будет диаметр примерно в 1.5 раза меньше.
На земле патч надо будет только на 90 градусов повернуть от традиционного.
А так на клей под\над крылом(толщина всего 1мм можно уменьшить до 0.8). Кабель можно к ней приделывать любой удобной длины, по месту.
Это по сути 4 диполя, 4 балуна и 4 трансформатора сопротивлений
А как быть с неизбежными потерями на трансформации? Ведь известно, что любой элемент линии передачи, всегда вносит свою часть потерь. Всю мощность выработанную передатчиком, мы должны передать в согласованную антенну, что бы та преобразовала переменное напряжение в пространственные ЭМ колебания. Вот подали мы 100% мощности в фидер, а тут часть потерялась на балунах и трансформаторах, и всего (условно) по 25% из оставшейся - подвелось к каждому из диполей. Ту же самую общую напряженность поля вокруг омни антенны, можно получить и со стандартного диполя, но правда вертикальной поляризации. Тут выигрыш получается только в снижении парусности и всё?
А как быть с неизбежными потерями на трансформации? Ведь известно, что любой элемент линии передачи, всегда вносит свою часть потерь. Всю мощность выработанную передатчиком, мы должны передать в согласованную антенну, что бы та преобразовала переменное напряжение в пространственные ЭМ колебания. Вот подали мы 100% мощности в фидер, а тут часть потерялась на балунах и трансформаторах, и всего (условно) по 25% из оставшейся - подвелось к каждому из диполей. Ту же самую общую напряженность поля вокруг омни антенны, можно получить и со стандартного диполя, но правда вертикальной поляризации. Тут выигрыш получается только в снижении парусности и всё?
В чем выигрыш ? Поляризация горизонтальная, около 20 дБ развязки с вертикальной, меньше влияние RC (или соседа с вертикальным видео), диаграмма расширеная по вертикали на примерно на 40-50 градусов, кабель любой длины подключить можно без искажения диаграммы (у меня, например, от передатчика до антенны около полуметра кабеля), и весьма важно в отличии от диполя данная антенна широкололосная, не надо подстраивать, идеальная повторяемость конструкции, делает робот. Основное применение для безхвосток, приклеил и все, ничего не торчит. Чтоб диполь имел реальную диаграмму бублика к нему тоже нужен, либо балун, либо стакан > 3-4 диаметров кабеля, остальное полумеры. Кстати, классический диполь с тонким стаканом в термоусадке по результатам моделирования 1.5-1.6 дБи(в зависимости от колличества слоев), полностью голый 1.8 дБи. Эта антенна получается 1.3-1.4 дБи за счет увеличения ДН и потерь, без потерь никак.
Это, примерно, как спор классическая схема самолета или летающее крыло.
А если её на управление вешать, а не на видео?
И какой она будет по размеру допустим для 915 мегагерц.
А если её на управление вешать, а не на видео?
И какой она будет по размеру допустим для 915 мегагерц.
130 мм примерно диаметр, толщина таже. Можно попробовать полугибкую сделать.
На ЛК просится парочка подобных блинов, на разные крылья. Одна для аплинка, вторая даунлинк. Но тогда трабла окажется в равной поляризации. А они желательно, должны быть ортогональны между собой.
Так выглядит всенаправленная антенна горизонтальной поляризации.
Это по сути 4 диполя, 4 балуна и 4 трансформатора сопротивлений для согласования с кабелем. Материал FR4(потери) и расширенная диаграмма, поэтому КУ несколько меньше 2 дБи. Это модель на рабочий диапазон 1200-1260МГц, но есть потенциал к увеличению ширины полосы.
Может проще такую антенну сделать?
На ЛК просится парочка подобных блинов, на разные крылья. Одна для аплинка, вторая даунлинк. Но тогда трабла окажется в равной поляризации. А они желательно, должны быть ортогональны между собой.
Это для какой системы (видимо я не в курсе новинок)? Обычно полудуплекс и автовыбор антенны (WiFi, HDlink, модемы). У меня например RFD900+ там две антенны, но они в равной мере используются для приема и передачи, просто там стоит внутренний коммутатор, который выбирает с наибольшим сигналом, но в любом случае для надежности одна горизонтальная а другая вертикальная. Если по 4G летать там настоящий фулдуплекс с частотным разнесением и там очень желательно кроссполяризацию делать у антенн, это minla имеется в виду 4G HD link + управление и телеметрия ?
Может проще такую антенну сделать?
Сделать гораздо проще, только она симметричная а запитана по несимметричному кабелю, от разной длины кабеля будет диаграмма меняться непредсказуемо. Можете смоделировать и посмотреть, что получается. Далеко не все антенны дают хорошую картинку ДН с подключенным кабелем. Я в основном моделирую антенны из соответствующих тематических журналов, редко из инета, и иногда с готовых изделий. Получается не все гладко, для горизонтальной поляризации это 4 тый вариант, из круговой только 8ой вариант получился хороший, из линейной все угандийские антенны.
Был у нас предмет: антенно фидерные устройства. Любимая цитата была: как точно работает антена знает только Бог.
Я не разраб, разрабом большого патча, про который писал, является Maarten Baert. Уважаемый исследователь , масса инфы в сети.
Плохиш че то хамит не в тему, на личности переходит. Про Ротхаммеля трендит. Я направление поляризации проверил экспериментом: запитал с правой на левую поляризацию. Получил ожидаемое - существенное падение сигнала. Удачных полетов
Вот здесь работа Берта по патчу: limo.libis.be/primo-explore/fulldisplay/…/Lirias
Здравствуйте. Подскажите пожалуйста , есть антенна на 433 с магнитным основанием
Где-то слышал что они работают хорошо если
Основание имеет контакт с корпусом (-кузова) автомобиля. Есть ли смысл" лепить горбатого" выводить поводок для контакта с кузовом или и так будет норм?