Domáca j anténa na 446 MHz. Porovnanie pásiem pre civilné rádiokomunikácie

Nižšie je popísaných niekoľko kolineárnych antén, z ktorých všetky sú vyrobené zo 6 mm štvorcového hliníkového drôtu (AR drôt, z ktorého bola odstránená PVC izolácia). Hliníkový drôt bol zvolený, pretože hliník je na rozdiel od medi odolnejší voči korózii s mierne nižšou elektrickou vodivosťou, t.j. hliníková anténa funguje rovnako dobre ako medená, ale nehnije pod našimi kyslými a zásaditými dažďami.

Všetky antény sú vyrobené podľa schémy "J kolena a slučky fázového posunu" a sú ohnuté z jedného kusu drôtu, štandardne sú antény vypočítané pre PMR 446 MHz, ale môžu byť prepočítané pre LPD 433 - 434 MHz bez akýchkoľvek problémy.
Šírka skratovaného vedenia tvoriaceho J koleno pre všetky antény je 20mm, dĺžka je tiež rovnaká 1/4 vlnová dĺžka alebo 168mm, len pripojovacie body feederu sú mierne odlišné.

Kolineárna anténa 2 x 5/8 plus 1/2 L

Kolineárna anténa 3 x 5/8 plus 1/2 L

Kolineárna anténa 4 x 5/8 L

Kolineárna anténa 4 x 1/2 L

Antény sa ladia výberom miesta, kde je napájač pripojený k kolenu J a miernym orezaním posledného, ​​najvrchnejšieho prvku, keďže sa naň vzťahuje iba faktor skracovania.

Antény spolu s kolenom J, ako je uvedené vyššie, sú ohnuté z jedného kusu drôtu, "protizávažie" idúce dole z kolena J je potom namontované pomocou metódy krútenia.
Pri montáži antény sa všetky vzdialenosti merajú od stredu drôtu a nie od hraníc, presnosť merania nesmie byť horšia ako 1 mm.
Upozorňujeme, že chyba merania v prvkoch hlavnej anténnej siete je kumulatívna, to znamená, že ak sme pri ohýbaní prvého kolena, počítajúc od spodku J kolena, urobili chybu +2 mm, môžeme to opraviť skrátením dĺžky slučky fázového posunu, ktorá nasleduje za ňou, o 2 mm. Ak je tam chyba + 2 mm, potom bude celková chyba + 4 mm, ak sa v ďalšom kolene pomýlime o 1 mm, celková chyba už bude + 5 mm, čo nevyhnutne povedie k poklesu. v zisku antény ako celku pri vypočítanej frekvencii.

Aby si tí, ktorí si chcú antény zopakovať, vedeli predstaviť, ako anténu ohnúť, tu je fotka hotovej antény 4 x 1/2 L na PMR:

Pri pripájaní antény je žiaduce, aby bol napájač odklonený aspoň 1/2L pod uhlom 90 stupňov k anténe.

Samotné kolineárne antény, vyrobené z drôtu s prierezom 6 mm štvorcových, nemajú konštrukčnú pevnosť a nie sú schopné samy sa podoprieť, preto sú upevnené na plastovej tyči polyetylénovými spojkami. Ako ukázali testy, plast čínskych rybárskych prútov je rádiotransparentný a neovplyvňuje parametre antén.

Slučky fázového posunu je možné vyrobiť aj iným spôsobom - formou 1 otáčky, s takým priemerom, aby jej obvod zodpovedal dĺžke slučky fázového posunu.

Ak je potrebné prepočítať jednu z prezentovaných antén na 433 MHz, potom sa všetky jej prvky predĺžia úmerne zmene frekvencie, to znamená, že dĺžka každého prvku vrátane dĺžok kolena J a slučiek fázového posunu musí sa vynásobí 446/433 alebo 1,030023094688222.

Pre potreby civilnej rádiovej komunikácie v Rusku existujú 3 rozsah frekvencie:

- 27 MHz (CB), povolený výkon - až 4 W. Na tejto frekvencii môžete používať rozhlasové stanice s akýmkoľvek typom antény (kompaktná, automobilová, stacionárna).

- 433 MHz (LPD). Prípustný výkon - maximálne 0,01 W. Používajú sa vysielačky s kompaktnými integrovanými anténami.

- 446 MHz (PMR). Prípustný výkon - maximálne 0,5W. Komunikácia prebieha pomocou rádiových staníc s kompaktnými integrovanými anténami.

V skutočnosti sa mnohé továrenské rádiá v pásmach PMR a LPD líšia výkonom do 5 wattov. Zariadenia s výkonom do 0,01 W v pásme 433 MHz, ako aj do 0,5 W vo frekvenčnom pásme 446 MHz nie je potrebné registrovať. Roskomnadzor sa zaoberá identifikáciou vysielačiek, ktoré nespĺňajú energetické štandardy stanovené zákonom. Zoznam rádií podliehajúcich registrácii a postup registrácie určuje príslušný legislatívny akt vlády Ruskej federácie.

Po dokončení registrácie dostane majiteľ osvedčenie o registrácii. Stanice bez prístupu k telefónnej sieti nepodliehajú certifikácii.

Vlnová dĺžka v rádiách v rozsahu MW je 11 m Rádiová vlna dokáže prekonať prekážku polovičnej vlnovej dĺžky a rádiové stanice v tomto rozsahu sú optimálne na použitie v nerovnom teréne. Rádiová vlna obíde akýkoľvek nerovný terén alebo skupinu stromov s priemerom 5-6 metrov. Pri podobných elektrických parametroch zaručujú dlhší komunikačný dosah. Pre 27 MHz je možné EMI priemyselného pôvodu alebo intermodulácia. Dôvodom je preťaženie ovzdušia v mestách. Pri používaní rádií s kompaktnými anténami v meste alebo v jeho blízkosti je komunikačný dosah nepredvídateľný.

V tomto rozsahu nie sú vylúčené „prenosy na veľké vzdialenosti“, to znamená, že komunikácia môže prejsť na veľmi dlhé vzdialenosti vrátane vytvorenia „rádiovej ozveny“ (vlastného signálu, ktorý obišiel planétu) v dôsledku odrazu od ionosféra.

S vysokou slnečnou aktivitou sa zvyšuje pravdepodobnosť "dlhého prechodu". To negatívne ovplyvňuje dosah a kvalitu komunikácie na krátke vzdialenosti v dôsledku dodatočného intermodulačného rušenia.

Vlnová dĺžka obľúbených rozhlasových staníc na frekvenciách 433 a 446 MHz je približne 0,7 m, z tohto dôvodu nie je vhodná do drsného terénu alebo lesov. Rádiová vlna nie je schopná obísť ani 35-centimetrový kmeň stromu. Rádiové stanice 433 a 446 MHz sú však optimálne pre mestské podmienky, pretože v tomto rozsahu je malý atmosférický šum a priemyselné elektromagnetické rušenie.

Rozsah komunikácie je ovplyvnený rôznymi faktormi, vrátane:
- elektromagnetické rušenie. Rádiá LPD, PMR ich tolerujú lepšie ako MW, keďže úroveň priemyselného a atmosférického rušenia na pásmach 433/446 MHz je oveľa nižšia ako na 27 MHz. V meste preto komunikačný dosah LPD/PMR staníc zaručuje najlepší komunikačný dosah.

Vlnové efekty (difrakcia, interferencia). Umožňujú prekonávať prekážky menšie ako polovica vlnovej dĺžky. To vedie k tomu, že signál sa stáva nehomogénny vo vzdialenostiach porovnateľných s dĺžkou rádiovej vlny. Na nerovnom teréne alebo v horách fungujú CB vysielačky lepšie ako iné.

V dôsledku spätných odrazov od ionosféry sú pre SW rádiá pravdepodobné „prenosy na veľké vzdialenosti“. Pre stabilnú obojsmernú komunikáciu je potrebná dobrá anténa a určitý stav ionosféry. Na LPD/PMR pásmach nie sú možné „dlhé behy“.

Absorpcia energie rádiových vĺn povrchom zeme, stromami. Absorpcia sa zvyšuje so zvyšujúcou sa frekvenciou vĺn (vyhráva SW).

Pre vysielačky je dôležitá účinnosť antény.

Efektívne možno nazvať bičové vertikálne antény s dĺžkou štvrtiny alebo viac vlnovej dĺžky signálu. Nasledujúce sú optimálne pre štvrťvlnové antény:

§ SV - 2,78 m;
§ LPD - 17,3 cm;
§ PMR - 16,8 cm.

Zohľadňuje sa geometrická veľkosť antény. Dá sa ale skrátiť pri zachovaní elektrickej „dĺžky“ predlžovacou cievkou.

Ak je skrátená anténa vyrobená úzkopásmová, s veľkým rezonančným frekvenčným ziskom, zvýši sa tým účinnosť kompaktných antén, ale len pri prevádzke v úzkom frekvenčnom rozsahu, na ktorý je naladená.

Pri LPD a PMR rádiách s kratšou vlnovou dĺžkou nie je potrebné anténu výrazne skracovať a u dlhovlnných MW až 20-násobne skrátená anténa znižuje dosah rádiovej komunikácie. Takéto vysielačky fungujú dobre len s dlhými anténami, ale ich používanie je nepohodlné.

Nedá sa jednoznačne povedať, ktorý rozsah je lepší.

Každý rad občianskych komunikácií má svoje výhody a nevýhody, ktoré sú viditeľné v rôznych podmienkach. Pri výbere rozsahu sa riaďte prevádzkovými podmienkami.

Pre komunikáciu mimo mesta, na veľké vzdialenosti v lese alebo na nerovnom teréne je lepšie uprednostniť CB rádiostanicu. Najlepšiu komunikáciu v meste, najmä vnútri železobetónovej budovy alebo dopravu (bez externej antény) zabezpečia LPD/PMR rádiá. Ak nie je dôležitý rozsah, ale pohodlie a veľkosť, vyberte LPD / PMR. Na prepravu vysielačky do zahraničia je lepšie vziať si PMR. Ak potrebujete kontaktovať profesionálne alebo amatérske rozhlasové stanice, mali by ste vyskúšať vysielačky LPD, pretože kanály PMR sú posunuté o 6,25 kHz vzhľadom na 446 MHz a vo väčšine amatérskych a profesionálnych staníc nie je segment 6,25 kHz.

Všetky merania a experimenty boli uskutočnené s rádiovou stanicou Voxtel MR 350.

Parametre originálnej špirálovej antény:
Vnútorný priemer špirály: 3 mm
Priemer drôtu: 0,5 mm
Počet otočení: 18

Výpočtom sa zistilo, že maximálna konštrukčná indukčnosť špirálovej antény je 0,28 μH.

L = D2*n2/(45*D + 100* 1), uH

D = 0,3 cm - vnútorný priemer cievky
n = 18, počet závitov
l=0,9 cm - celková dĺžka vinutia

Je možné znížiť indukčnosť špirálovej antény a tým zvýšiť jej rezonančnú frekvenciu zväčšením vzájomnej vzdialenosti, teda natiahnutím.
Pomocou indikátora intenzity poľa bolo možné zistiť, že rezonančná frekvencia špirálovej antény rádiovej stanice je oveľa vyššia ako prevádzková frekvencia, to znamená 446 MHz.
Taktiež bolo možné identifikovať silný vplyv na rezonančnú frekvenciu antény od okolitých objektov.
Keď som priniesol ruku k anténe, to znamená, že som do nej zaviedol kapacitu, jej rezonančná frekvencia sa znížila a v určitom okamihu dokonca dosiahla pracovnú frekvenciu, po ktorej sa ďalej znížila.
Pre zjednodušenie ladenia antény bola vyrobená nová vzorka, ktorá pozostáva z dvoch tlmiviek zapojených do série.