Антенна 900 мгц своими руками чертежи
С повсеместным распространением мобильной связи ее качество при значительном удалении от базовой станции, как всегда желает лучшего, особенно если вы находитесь в течение какого-то времени за городом. Вот поэтому многие стараются для таких целей или приобретать мобильные телефоны, имеющие наружную антенну или имеющие разъем для подключения стационарной антенны у себя на даче.
Проведя анализ различных антенн заводского изготовления, а также тех, что предлагают радиолюбители, вывод напрашивался сам. Антенны заводского изготовления были громоздкими, и была вероятность, что они могут пропасть за время вашего отсутствия на даче. Самодельные антенны не давали достаточного усиления для надежной работы мобильного телефона.
Вот поэтому была разработана конструкция антенны, имеющая достаточное усиление, легкая в транспортировке и которую может изготовить любой радиолюбитель. Схема антенны показана на рисунке 1.
Рис.1.
Директоры и рефлектор изготовлены из проволоки 3 мм, а вибратор вы должны согнуть из проволоки согласно рис.2. Экран коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом подключают к одному вибратору, жилу и провод 0,35 мм 2 — к другому. Длина этого провода — 85 мм, ложится вдоль кабеля, далее он припаивается к экрану, как показано на рис.3.
Рис.2.
Для подключения антенны к радиотелефону желательно использовать его родной разъем — это не только сократит потери, но и обеспечит более лучший контакт, чем применение случайного разъёма. Время, которое вы затратите на изготовление такой антенны нужно 20-30 минут.
Рис.3.
Для проверки работоспособности изготовленной вами антенны вы можете самостоятельно. Для этого необходим любой СВЧ диод, работающий на этой частоте, который вместе с микроамперметром будет работать, как ваттметр. По сравнению со штатной антенной увеличение тока по показанием вашего ваттметра должно быть примерно в 2 раза.
При использовании коаксиальных кабелей на этой частоты вы должны учитывать:
- На 900 МГц у кабеля РК-75-9-13 потери 0.24дБ/м;
- На 900 МГц у кабеля РК-75-13-11 потери 0.20дБ/м;
- На 500МГц потери действительно малые, а на 900 МГц — у жёсткого кабеля, т.е. коаксиального волновода, грубо говоря, что-то около 0.7dB/м, у серебряного фторопластового — 0.8dB/м, другие не проверялись;
- На разъёме падает около
1dB;
Гнутый кабель на 90 градусов ослабляет на
Количество потерь в приведенных данных было увеличено приблизительно на 5-30% ,так как — это будет зависеть от марки коаксиального кабеля и его длинны применяемого вами.
В любом случае стоит переоценить потери, нежели их не учитывать. Поэтому оставляйте минимальную длину кабеля между антенной и телефоном — это сократит, потери и всевозможные перегибы кабеля при транспортировке во время ваших поездок, как в транспорте, так и на природе. Кроме того не забывайте что длину кабеля нельзя брать случайной, а равной λ /2*К укор . В основном К укор берется равным ≈ 0,66, но если у вас есть возможность найти в справочнике для применяемо q вами марки кабеля К укор , то это значение будет значительно точнее. Количество таких отрезков λ /2*К укор вы должны взять ровно столько, чтобы вам хватило для нормальной работы, но не более 2м.
Еще одно правило, чтобы исключить потери вам необходимо загерметизировать соединение кабеля с антенной, так как от попадания влаги резко увеличиваются потери на этих частотах.
Источник
Антенна 900 мгц своими руками чертежи
Антенна диапазона 900 МГц
Предназначена для сотовых телефонов системы GSM-900, NMT-900, бытовых р/телефонов, и др. средств связи этого частотного диапазона. Если антенны типа «Волновой канал» и рамочные узкополосные, то зигзагообразные антенны широкополосные и могут работать в широком диапазоне частот, в пределах того диапазона частот, на который расчитана зигзагообразная антенна, она обладает сравнительно постоянными параметрами, удовлетворительно согласуется с фидером, а её коэффициент усиления изменяется в небольшой степени. Ещё одно из достоинств этих антенн — возможность легкого изготовления в домашних условиях, так как зигзагообразные антенны могут быть выполнены из подручных материалов. Одна из простейших зигзагообразных антенн для стандарта GSM показана на Рис.1
Антенны этого типа в диапазоне частот, используемых в сотовой телефонии, позволяют реализовать хорошие характеристики при небольших габаритах, достаточно просты в изготовлении и настройке, обладают хорошей повторяемостью параметров при их производстве.
Зигзагообразная антенна состоит из восьми замкнутых проводников длиной L, образующих две ромбовидные ячейки (см. рисунок). Конструкция антенны такова, что ее проводники, возбуждаемые в точках А и Б, образуют своеобразную синфазную антенную решетку из четырех вибраторов. Пучности (максимумы) тока располагаются у точек питания и в углах, обозначенных буквами П. Антенна имеет линейную поляризацию, в показанном на рисунке случае — вертикальную
Диаграмма направленности антенны сохраняется в диапазоне частот с перекрытием fmax/fmin = 2. 2,5 Характеристика направленности антенны симметрична относительно плоскости расположения ее проводников.
Для увеличения направленности зигзагообразной антенны применяют рефлектор, отражающий падающую на него часть энергии в сторону полотна антенны Фаза поля, отраженного рефлектором, в плоскости полотна антенны должна быть близка к фазе поля, излучаемого самим полотном, тогда сложение синфазных полей излучаемого и отраженного сигналов увеличивает коэффициент направленного действия (КНД) антенны. Фаза отраженного поля зависит от формы и размеров экрана, но, главным образом, и от расстояния между ним и полотном антенны.
Стандарт сотовой связи GSM предусматривает работу систем связи в диапазонах частот 890 960 МГц для GSM-900 и 1710. 1880 МГц для GSM-1800[3, с 102], причем на частотах 935. 960 МГц и 1805. 1880 МГц организуется прямой канал, а на частотах 890 .915 МГц и 1710 . 1785 МГц — обратный канал. В диапазоне частот 890 ..960 МГц антенна имеет коэффициент бегущей волны (КБВ) не хуже 0,77 и КНД не хуже 7 дБ по сравнению с полуволновым диполем. В диапазоне частот 1710. 1880 МГц КБВ антенны не хуже 0,5, а КНД — не хуже 6 дБ. Конструкция антенны ясна из рисунка. Основной расчетный параметр определяет рабочую частоту антенны. Для зигзагообразной антенны коэффициент направленного действия — КНД оказывается максимальным при = 0,4. Максимальный КБВ = 0,8 достигается при отношениях = 0,25. ..0,5 КБВ составляет величину не менее 0,5. Поэтому для средней частоты рабочего диапазона антенны была выбрана величина L = 80 мм, при этом = L / /\
0.37. Помимо L, на величину КБВ влияют ширина вибраторов антенны d и расстояние от полотна антенны до рефлектора. Обычно рекомендуется выбирать d = 0,033/\.max,, где /\.max — максимальная длина волны рабочего диапазона антенны. В нашем случае d — 10 мм. С точки зрения повышения КНД антенны расстояние до рефлектора желательно уменьшать, а с точки зрения согласования — увеличивать. В данной конструкции оно составляет 45 мм, что обеспечивает указанные выше характеристики антенны. Полотно антенны 1 и рефлектор 2 изготовлены из односторонне фольгированного стеклотекстолита марки СФ-1 толщиной 1. 1.5 мм. Внутренний контур зигзагообразной антенны процарапывается резаком со стороны фольги, после чего фольга изнутри контура антенны удаляется. Для облегчения процесса удаления фольги ее можно предварительно прогреть мощным паяльником. При желании можно удалить и большую часть диэлектрика внутри контура антенны. В точках, близких к вершинам ячеек антенного полотна, сверлятся отверстия под винт МЗ или М4. Такие же отверстия сверлятся в рефлекторе 2 (экране). Полотно антенны 1, с одной стороны, и рефлектор 2, с другой, привинчиваются к стойкам 3 винтами Стойки изготавливаются из любого диэлектрического материала (фторопласт, гетинакс, оргстекло и т. п.), можно поставить и металлические стойки. Внутри них с каждой стороны сверлятся отверстия диаметром 2,4 или 3,2 мм на глубину примерно 10 мм под винты с резьбой МЗ или М4. Антенна питается коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. К точке б припаивают центральный проводник кабеля, освобожденный от экранирующей оплетки, а к точке А — оплетку (экран).
Кабель прокладывают вдоль вибраторов, образующих одну из сторон ячейки антенны, и выводят через точку нулевого потенциала антенного полотна П. Для крепления кабеля его можно припаять луженым проводом к вибратору антенны. Далее кабель закрепляют на стойке и выводят через отверстие в экране антенны. К концу фидера припаивают разъем FME 740, к которому привинчивается переходник (антенный адаптер, его можно приобрести а салонах сотовой связи) под разъем внешней антенны сотового телефона.
Следует отметить, что величина КБВ сильно зависит от типа применяемого коаксиального кабеля. Как правило, чем тоньше кабель, тем больше его затухание, что ухудшает характеристики антенны. В то же время тонкий кабель при подсоединении его к телефонному аппарату меньше сковывает движения абонента, такой кабель удобнее подключать к антенному адаптеру. В общем случае, если расстояние от точки, в которой антенна обеспечивает приемлемое качество сигнала, до места расположения телефонного аппарата составляет не более 2. 4 м (например, антенна располагается внутри помещения у окна), то можно использовать более тонкий кабель с полиэтиленовым диэлектриком (например РК 50-1,5-11).
Если же для обеспечения приемлемого сигнала антенну требуется выносить на большее расстояние, требования к фидеру ужесточаются. Неплохими характеристиками для данного случая обладают кабели РК 50-2-21, РК 50-2-2. В описываемой конструкции в качестве фидера длиной 2,5 м использовался высокочастотный коаксиальный кабель РК 50-2-21 с коэффициентом затухания на частоте 900 МГц не более 0,6 дБ/м, на частоте 2 ГГц — 0,8 дБ/м.
Если предполагается использовать антенну вне помещения, для снижения парусности конструкции рефлектор можно сделать в виде решетки из металлических прутков или трубок, расположенных на расстоянии 0,05 /\-min друг от друга, здесь /\min, — минимальная длина волны рабочего диапазона частот. Элементы рефлектора ориентируют параллельно линии А-Б, т. е. в плоскости поляризации. Для заземления антенны соединяют точки П — П антенного полотна с экраном металлическими стойками, а сам экран надежно крепят к заземляющей шине (мачте, опоре). Внутри антенного полотна удаляют стеклотекстолит, освобожденный от фольги, а элементы вибраторов антенного полотна защищают антикоррозийным покрытием с малыми диэлектрическими потерями
При испытании антенна позволила увеличить сигнал с двух градаций шкалы индикатора сотового телефона Motorola M3788 до четырех, что обеспечило качественную телефонную связь.
Источник
Самодельная антенна для мобильной связи
Не ловит телефон? Собери антенну сам!
В статье мы расскажем, как самостоятельно рассчитать, спроектировать и изготовить логопериодическую антенну для дачного приема на диапазон GSM 900, которую можно выполнить из подручных материалов, не покупая дорогих трубок, без применения сварки и тому подобного. Такую антенну можно будет установить как на даче, так в городе, например, за окном.
Логопериодические антенны достаточно компактны и широкодиапазонные, и при достаточном количестве вибраторов коэффициент усиления может приближаться к антенне типа «волновой канал». В среднем, коэффициент усиления антенны составляет 6…7 дБ, а уровень побочных лепестков диаграммы направленности от -12 до -14 дБ, КБВ (коэффициент бегущей волны) – более 0,5.
Антенна состоит из двух рядов горизонтальных вибраторов, расположенных на рядах в шахматном порядке на траверсах. Длина вибраторов и расстояние между ними убывают в геометрической прогрессии в направление к точкам подключения кабеля. Позади самого длинного вибратора устанавливается короткозамкнутая перемычка, улучшающая согласование антенны с кабелем снижения и обеспечивающая необходимое симметрирование антенны.
Подчёркиваем, что представленный ниже расчет построен на эмпирических формулах.
1. Частота сигнала в стандарте GSM 900 по каналам передачи UpLink составляет 890…915 МГц (мобильный телефон – передатчик, базовая станция – приемник), а по каналам передачи DownLink — 935…960 МГц (мобильный телефон – приёмник, базовая станция – передатчик).
Следовательно, частота приема антенны будет от 890…960 МГц. Выбранный диапазон частот необходимо округлить, тем самым сделав его более широким, чем необходимо, для компенсации погрешностей расчета, построений и изготовления.
Принимаем диапазон шире на 20 МГц: fmin=870 МГц до fmax=980 МГц.
2. Определяем диапазон длин принимаемых волн λ=c/f, где с=3*10^8 м/с: λmax≈0,345м=345мм и λmin≈0,306м=306мм.
3. Основными геометрическими параметрами логопериодической антенны являются два параметра:
а) знаменатель геометрической прогрессии τ=0,8…0,9, характеризующего скорость убывания длин вибраторов. Примем τ=0,85.
б) угол α=10…30° при вершине треугольника, образованного краями вибраторов.В теории, чем ближе τ к 1 (lim τ=1) и чем меньше φ (lim φ=0), тем больше коэффициент усиления антенны, но при этом на практике возрастают габариты и масса антенны.
4. Также вводится параметр σ – относительный интервал, который объединяет в себе параметры α и τ: σ=dn/(4*Ln)=0,25*(1- τ)*ctg(α/2), где Ln и dn – длина любого вибратора и расстояние от предыдущего.
Экспериментальным путем определено, что оптимальным при заданном τ будет σ=0,243* τ -0,051=0,243*0,85-0,051≈0,15.
5. Определяем ctg(α/2)=4*σ/(1-τ)=4*0,15/(1-0,85)=4.
6. Определяем длину первого (самого длинного) вибратора l1=(0,5…0,55)*λmax=0,5*345≈173 мм.
7. Определяем длину второго вибратора l2=τ*l1=0,85*173≈147 мм.
8. Определяем расстояние от первого вибратора до второго: d2=(l1-l2)*ctg(α/2)/2=(173-147)*4/2=52 мм.
9. Для остальных вибраторов проводим расчет аналогичный п.7 и п.8, согласно формулам:ln= τ*ln-1 и dn=(ln-ln-1)*ctg(α/2)/2.
10. Результаты расчетов по п.9:
| № вибратора | l, мм | d, мм |
| 1 | 173 | |
| 2 | 147 | 52 |
| 3 | 125 | 44 |
| 4 | 106 | 38 |
| 5 | 90 | 32 |
| 6 | 77 | 26 |
11. Графически строим равнобедренный треугольник с длиной основания l1=173 мм и углом при вершине φ=27° (ctg(α/2)=4).
12. Расстояние от первого вибратора до короткозамкнутой перемычки d0=(0,125…0,18)*λmax=0,125*345≈43 мм.
13. Расстояние между траверсами определяется из геометрии применяемых трубок и волнового сопротивления.
14. Коэффициент усиления антенны Ga=8,6…8,9 дБ определяем из таблицы по известным σ и τ:
| σ | ||||||||
| 0,06 | 0,08 | 0,1 | 0,12 | 0,14 | 0,16 | 0,18 | ||
| τ | 0,8 | 7 | 7,2 | 7,5 | 8 | 8,3 | 8 | 7,5 |
| 0,82 | 7,2 | 7,4 | 7,7 | 8,2 | 8,4 | 8,3 | 7,9 | |
| 0,84 | 7,3 | 7,6 | 7,9 | 8,3 | 8,6 | 8,6 | 8,2 | |
| 0,86 | 7,6 | 7,8 | 8,2 | 8,4 | 8,8 | 8,9 | 8,6 | |
| 0,88 | 7,9 | 8,1 | 8,4 | 8,7 | 9 | 9,2 | 9,1 | |
| 0,9 | 8,3 | 8,6 | 8,8 | 9 | 9,3 | 9,6 | 9,5 | |
| 0,92 | 8,7 | 8,9 | 9,1 | 9,4 | 9,6 | 10 | 10 | |
| 0,94 | 9,1 | 9,3 | 9,5 | 9,8 | 10,2 | 10,7 | 10,9 | |
| 0,96 | 9,5 | 9,7 | 10 | 10,4 | 11 | 11,5 | 11,7 | |
| 0,98 | 10 | 10,4 | 10,6 | 11,1 | 11,6 | 12,3 | 13,2 | |
В качестве траверс, к примеру, можно использовать, старые алюминиевые лыжные палки. А в качестве вибраторов использовать алюминиевый провод от старой электропроводки, как можно большего диаметра, который удастся найти, для обеспечения прочности и жесткости антенны. В трубке сверлятся отверстия, отрезки провода вставляются в отверстия трубки и запаиваются. Для пайки алюминия рекомендуем использовать специальный флюс, например, Ф61А.
Кабель снижения необходимо провести внутри верхней траверсы, а на выходе оплетку кабеля припаять к верхней траверсе, а центральную жилу к нижней. Допустимо кабель не проводить внутри траверсы, а прикрепить его пластиковыми стяжками (хомутами) к ней.
Источник