"...
Дело было вечером,
Делать было нечего.
Галка села на заборе,
Кот забрался на чердак.
..."
С. Михалков
Летним вечером. И "на делать было нечего" отводилось часа два в конце отпуска, после недели замесов цемента и другого строительного физического отдыха. Всё таки хотелось провести "лабораторную работу" по исследованию ромбической антенны, хотя бы по быстрому, практически без подготовки.
Цель лабораторной работы - собрать и проверить работоспособность ромбической антенны. Более подробно о ромбических антеннах можно глянуть в этой статье. Материалы для строительства антенны - "используй то, что под рукой!". Измерительные приборы - дешёвый анализатор спектра "SA6". Место проведения лабораторной работы - удалённая от цивилизации деревенька, с хорошо известной "картиной" радиочастотного спектра и годами выверенные направления на источники излучения (ТВ, 2G, 3G, LTE). Предполагалось наблюдение сигналов базовой станции сотовой связи, расположенной в 15 км., там же установлен маломощный ретранслятор DVB-T2 (50 Вт, вышка 70 м). Рельеф местности практически мешает не значительно (лес маленько попадает в зону Френеля, да небольшая горочка, да и ещё один лесок, да и ещё одна горочка.... Но с других направлений еще хуже).
На самом деле некоторая подготовка уже была проведена - построена параметрическая модель антенны для проведения расчётной части, и в перерывах между работами был проведен сам расчет. Так же была найдена медная проволока диаметром 2.24 мм (4 кв. мм) и пара жердин, кусок кабеля SAT703PE длиной 10 метров.
Размер антенны определяла длина найденного медного провода, примерно 10 метров. Высота подъёма ограничена имеющимися жердями, примерно 5 метров. Конечно, мало, но искать другую "мачту" не было времени. Размеры "ромба" приведены на Рисунке 2.
Результаты расчётов приведены на Рисунке 1 и Рисунке 3, средняя частота для расчёта выбрана 2140 МГц (диапазон UMTS, band 1).
Так как не используется нагрузочный резистор, уровень заднего лепестка антенны не на много (примерно на 6 дБ) отличается от уровня основного лепестка (Рисунок 4).
Ширина луча по уровню половинной мощности около 5 градусов. График зависимости коэффициента стоячей волны по напряжению от частоты при импедансе 300 Ом приведён на Рисунке 5.
На этом закончим с "теорией" и переходим к практической работе. Поработав шуруповёртом и рулеткой, получаем следующее антенное "дикообразие" (Рисунок 6).
Без нагрузочного сопротивления, и без согласующе-симметрирующего устройства (Рисунок 7).
С таким подключением надежды на хороший результат наблюдения сигнала в диапазоне UMTS2100 и LTE1800 крайне малы. А вот увидеть сигнал в диапазоне GSM900 надежда есть.
Но первыми "попались" мультиплексы DVB-T2, причём приём производился на антенну, лежащую на земле, но направленную в сторону телевышки (Рисунок 8).
Максимальное усиление на низких частотах не лежит ровно в плоскости ромба, немного под углом к плоскости (примерно 26°, Рисунок 9).
Для "чистоты эксперимента" нужно было бы попробовать посчитать вариант с антенной, лежащей на земле.
Про расчетам максимальное усиление антенны на частотах диапазона ДМВ примерно от 12 dBi до 14.9 dBi в плоскости под углом 26° к плоскости антенны (Рисунок 10).
Далее был осуществлен подъём антенны и попытки "поймать" сигнал с базовой станции сотовой связи. К сожалению, из помощников была только мошкара. По этой причине, полноценный фото отчёт сделать было затруднительно, и фотографии низкого качества.
В диапазоне частот 925МГц - 960МГц (GSM900) устойчивый сигнал, в достаточно малом угле поворота антенны (что вполне совпадает с расчетом), результат сопоставим с результатами ранних опытов приёма сигнала в этом диапазоне другими антеннами (Рисунок 11).
Для стационарного телефона в диапазоне GSM900 обычно хватает 14 элементного "волнового канала".
В диапазоне частот 1805МГц - 1880МГц (band 20 LTE) не удалось обнаружить сигнал.
В диапазоне частот 2110МГц - 2170МГц (band 1 UMTS) есть небольшие "всплески" сигнала, но явно не достаточные для нормальной работы (Рисунок 12).
Схема подключения к интернету (3G) в деревеньке в основном с использованием "тарелки" и облучателя на band1, или любая другая антенна с усилением не менее 24 дБи.
Краткий вывод: Антенна интересная для экспериментов, с "потенциалом для народного творчества", простая в изготовлении (на первый взгляд), не требует дорогих материалов, хорошо "считается" в программах ЭМ - анализа. Для ДМВ диапазона обязательно посчитаю и проверю антенну в следующем дачно-строительном сезоне. Приятно удивлён стабильному сигналу в диапазоне GSM900, ещё больше был рад наличию сигнала в диапазоне UMTS 2100 МГц - качество изготовления, не высокий подъём, отсутствие согласующих устройств и нагрузочного резистора оставляло мало шансов для наблюдения сигнала в высокочастотных диапазонах. Стоит потратить время на расчёт согласующие-симметрирующего устройства на диапазон GSM900 и 2100 МГц (band 1).
На этом, позвольте закончить тратить Ваше внимание и время. Спасибо за проявленный интерес.