PDA

Просмотр полной версии : Самодельная UHF автомобильная антенна.



9c4772
18.02.2006, 18:07
Добрый день. Вопрос такой, хочу сделать антенну для машины на диапазон 433 МГц. Что можете посоветовать, желателно с размерами. Лучше какую-нибудь рабочую легко повторяемую и настраеваемую модель. Четвертушка не устраивает. Нашел в и-нете описание антенны Франклина (1/4+1/2), вроде как даже лучше 5/8 получается. Но возникла трудность в намотке фазосдвигающей катушки. Подскажите что нибудь дельное.
Спасибо.

K6VHF
18.02.2006, 18:20
А чем хуже J-антенна, 3дб усиления и круговая диаграмма направленности!
http://www.hamradio.cmw.ru/antenna/433_j2.jpg
Описание антенны смотрим на http://www.hamradio.cmw.ru/antenna/433_j.htm
Антенны 5/8 сложны в изготовлении и морально устарели!
Из вертикалов я предпочитаю именно J-ку, неоднократно раз собирал!
Превосходно работает,собирается буквально из подручного материала, настраивается легко, а главное, заземленная антенна!
Настройка антенны подробно описана на http://www.qrz.ru/schemes/contribute/antenns/rk3zk-ant.shtml (http://www.cqham.ru/ant_j.htm)

Другой вариант исполнения - http://rf.atnn.ru/s5/an-rx501.html
Успехов в выборе!

9c4772
18.02.2006, 18:28
2 4l1fp
Тема: Самодельная UHF автомобильная антенна
...хочу сделать антенну для машины...
Такую я себе домой уже сделал. Работает, но думаю нуждается в настройке. КСВ метра пока нет, проверить не чем.

9c4772
18.02.2006, 18:41
Если я не понятно изяснился, то в кратце об антенне Франклина можно почитать здесь http://rf.atnn.ru/skr/an4oo.html
Приветствуются все варианты авто антенн.

K6VHF
18.02.2006, 19:01
Такая антенна вполне подойдет и для машины!
Посмотрел ссылку ...ничего нового там не нашел, тем более обратите внимание оригинальная статья датируется 1924 годом. Сложность в сборке и налаживании и есть "камень преткновения" таких антенн. Тем более антенны 5/8-х широко использовались на заре появления этого диапазона. Тогда когда мало кто этим занимался и тем более еще на ФМ. Единственное отличие 5/8 от J-ки это- более низкий угол излучения к горизонту и может быть чуть большим усилением.
---
Можно использовать простой лямда/4 штырь, противовесом будет являться крыша.
Ну а если нет желания возиться лучше приобрести "фирму"!
---
Поймите нет такого понятия как автомобильная антенна, на крыше машины можно поставить и ягу!!!
Речь идет об эффективной антенне применяемой на подвижных обьектах! В той статье же не сказано что антенна Франклина или Баллантайна являются автомобильными антеннами.
Я вам и привел в чем отличие этих антенн, а выбор за вами.
Лично я не видел на машинах других антенн кроме штырей!
А 5/8 первоначальна использовалась только на морских кораблях в США! Оттуда она пришла и к нам!
Если вам нужна эффективная антенна то советую j-ку а если вам нужна "автомобильная" антенна, то собирайте 5/8 или штырь!

9c4772
18.02.2006, 19:07
4l1fp спасибо, но все же хотелось по существу.

оригинальная статья датируется 1924 годом
Так ведь мало чего изменилось с тех пор.

K6VHF
18.02.2006, 19:11
Спорить не буду, выбор за вами!
Спасибо!

ur0gt
18.02.2006, 19:46
Из вертикалов я предпочитаю именно J-ку, неоднократно раз собирал!
Превосходно работает,собирается буквально из подручного материала, настраивается легко, а главное, заземленная антенна!

Но тут есть одно НО.
У J-ки довольно большие антенный эффект фидера и антенный эффект мачты (если J-ка является продолжением мачты или ее основание заземлено).
Из-за антенного эффекта, при неблагоприятной длине фидера, мачты или заземляющего провода, параметры J-ки могут существенно ухудшиться. Особенно, когда основной лепесток ДН "задирается" вверх.
Причем, когда оплетка фидера подключается к длинному отрезку антенны (как рекомендуется на ссылке), антенный эффект фидера будет больше. Поэтому надо подключать наоборот - оплетку к короткому концу антенны.
Все это подробно обсуждалось на форуме "Hz" в декабре 2004 г.:
http://groups.yahoo.com/group/Hz/message/5297

Вот модель J-ки, которая там приводилась, демонстрирующая пагубное влияние антенного эффекта мачты на параметры антенны.
Если провод 8, имитирующий металлическую мачту, сделать "изолятором", то параметры антенны становятся нормальными.

73 Николай

K6VHF
18.02.2006, 20:20
Конечно это все понятно Николай, но я говорю о практической стороне, а не о теории, хотя без теории нет практики. Неоднократно собирал эту антенну и эксплуатировал, знаком со всеми плюсами и минусами. На данный момент это одна из популярных антенн среди антенн с круговой диаграммой!
Как миниум у 10-ти моих знакомых которые собрали такие антенны, они работают великолепно!
Да, согласен, для машины надо нечто более адаптированное к таким условиям. В лучшем случае подходит штырь, но эффективность такой антенны прямо зависит от поверхности и от высоты установки.
Также пойдет и 5/8 но при этом антенна становиться более длиннее , да , повторяюсь СЛОЖНОСТЬ в сборке и настройке!
У вас есть еще какие либо предложения по поводу антенн. Какие???

ur0gt
18.02.2006, 23:42
У вас есть еще какие либо предложения по поводу антенн. Какие???
Надо подумать. Чтоб обойтись без шлейфов; внизу - как у J-ки или в разрыве антенны. Для автоантенны это некрасиво и непрактично.
И чтоб усиление при этом было поболее чем у четвертушки.
А пока можно посмотреть двухдиапазонные варианты 144/430 МГц:
http://forum.qrz.ru/thread8065-1.html

73 Николай

K6VHF
18.02.2006, 23:48
Последнее слово за автором темы !
Тут и выбирать то нечего, всего пару вариантов...
Ну не вешать же на машину "Ягу" или "Квадраты".....
Однозначно нужен вертикал !!!
Выбор между штырем и 5/8-ых !!!

ur0gt
19.02.2006, 14:36
У вас есть еще какие либо предложения по поводу антенн. Какие???
Да вот такие два варианта пожалуй подойдут для авто.
Усиление у обеих антенн больше чем у "Франклина", Rвх 50 Ом, не узкополосные, простая конструкция.
Антенну желательно монтировать примерно в центре крыши. Тогда параметры будут близки к расчетным.
Связь с крышей, которая служит "землей", можно сделать с помощью конструктивной емкости - как у серийных антенн.

Безусловно, эти антенны можно использовать не только для авто, если добавить четвертьволновые противовесы.

Конденсатор в "геометрии" - это примерная величина собственной емкости катушки ( катушек без собственной емкости не бывает).

73 Николай

9c4772
20.02.2006, 17:47
Спасибо всем за ответы.
Сходил по ссылке http://forum.qrz.ru/thread8065-1.html , понравился единственный вариант двух диапазонной антенной с катушкой по середине. Но двух диапазонная антенна мне пока не к чему. А так же приглянулась идея использовать магнит от GSM антеннки. Видимо в моем случае, до смены аппарата, оптимальным вариантом будет использование четвертьволнового штыря. Но это не означает, что вопрос снят.
2 ur0gt
Не могли бы вы в кратце описать кнструкцию вашей антенки. А то я с Манной не в дружбе.

ur0gt
20.02.2006, 23:19
Не могли бы вы в кратце описать конструкцию вашей антенки.
Это штырь высотой 680 мм и диаметром 6 мм запитанный снизу кабелем 50 Ом напрямую.
Штырь из двух кусков: нижний 240 мм, затем зазор 20 мм и верхний 420 мм. Между нижней и верхней частями штыря включена катушка 0,12 мкГн.

Второй вариант отличается от первого только размерами и индуктивностью катушки.
Нижняя часть штыря 260 мм, зазор тоже 20 мм, верхняя часть 430мм, а катушка 0,097 мкГн.

У первого варианта усиление на 4,2 дБ больше чем у четвертьволнового штыря. А у второго варианта - на 4,5 дБ.
КСВ меньше 1,5 в диапазоне 425...440 МГц (на 432 МГц КСВ равен 1).

73 Николай

9c4772
21.02.2006, 08:50
ur0gt
Спасибо. Не плохой вариант, только вот штырь 6 мм диаметром толстоват будет. Да и намоточные данные катушки бы еще.

DerBear
21.02.2006, 11:27
Если кто не в курсе, то Джейка - симметричная антенна!!! И запитывать её надо с сим. уст-ом. Простейший вариант на 434МГц - 17см кабеля вниз на оплётку с горячего конца. И АБСОЛЮТНО НЕТУ РАЗНИЦЫ тогда как подключать оплётку или ЦЖ.

DerBear
21.02.2006, 11:40
Выкладываю фотки того как я сделал...

DerBear
21.02.2006, 11:49
Проверить как влияет длинна очень легко. Подключаем антенну к АЧХметру через 50-омный мост. Наблюдаем Панарамное КСВ и водим рукой по кабелю и\или меняем длинну,форму и т.д. Если картинка меняется очнь сильно - то соотв и меняются хар-ки антенны. При подключении СУ(сим. ус-во) это вляние очень сильно уменьшается. ПРОВЕРЕНО!

K6VHF
21.02.2006, 11:59
И я опять склоняюсь к антенне типа ДЖЕЙКА!
Можете убить меня за это!

9c4772
21.02.2006, 12:04
2 4l1fp
Ну убивать за антенну это слишком. Для автомобиля, я считаю, она не приемлима.

2 Alfred
Можно по подробнее о симетрирующем устройстве. Его конструкция, размеры.

RV3ADE
21.02.2006, 12:11
Зачем же убивать? Достойная антенна. И минимизировать влияние массы металла тоже полезно. Вот только один момент, из важных, все это ужно цивилизованно оформить не в виде макета, а в виде реального девайса. В этом смысле функциональнее и утилитарнее для автомобиля штыри...

ВОТЯ
21.02.2006, 14:34
врезная ант.на 433МГц штырь 17см далее кондер 5пФ потом опять штырь 30см.Работает около года и нет проблем.

RW4HRE
21.02.2006, 15:10
Проверить как влияет длинна очень легко. Подключаем антенну к АЧХметру через 50-омный мост.
А у всех-ли есть такой прибор, как у Вас на картинке!?? :mrgreen:

9c4772
21.02.2006, 15:21
Спасибо, ВОТЯ!
Скоро, наверно, музей народного творчества открывать можно будет.:)

DerBear
21.02.2006, 15:58
Для проверки антенны достаточно АЧХметра простого типа. Х1-50, Я начинал с него. Суть не в том какие у вас есть приборы, а в том что УМЕТЬ ИМИ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ!!! Всё то же самое можно проверить даже не имея супер-приборов (они все для визализации процесса который конструктор ОБЯЗАН понимать).
Вот вам простой пример: имеется КСВ-метр обныкновенный. Подключаем и наблюдаем ксв при изменении длинны или формы питающего кабеля. А вообще практически все приборы можно сделать самому. ГИР,мост, перестраиваемый в не очень широкой полосе генератор и парачка измерительных головок в состоянии сделать ЛЮБОЙ мало-мальски ГРАМОТНЫЙ радиолюбитель. Теории по пользованию и измерениям на нашем сайте ПОЛНО. Так что ДЕРЗАЙТЕ!!!
P.S. О супер-точных измерениях на УКВ а тем более ДЦВ не может быть и речи, но о достоверной точности для радиолюбителя обныкновенного ("радиолюбитель обыкновенус") вполне можно выжать "на коленке" или кухни при знании теории работы.

ur0gt
21.02.2006, 21:52
врезная ант.на 433МГц штырь 17см далее кондер 5пФ потом опять штырь 30см.Работает около года и нет проблем.
У такой антенны из прутка диаметром 4 мм резонанс на 469 МГц, где КСВ равен 1,1. А на 432 МГц КСВ равен 5,2. Усиление на 3 дБ меньше, чем у первого варианта предложенной мной антенны.
Но самое неприятное то, что основной лепесток диаграммы направленности сильно задран вверх. Кому нужно излучение под 47 град.? Разве что для связи с летающими объектами :)

Николай

K6VHF
21.02.2006, 23:21
У штыря усиления нет,да и эффективность не та. Нарушился контакт с корпусом машины и все КПД будет 0,1, не серьезно, но штырь все-таки считается популярной антенной для машины!!!

RW4HRE
22.02.2006, 00:31
Фирменный арсенал. :D

http://www.diamond-ant.jp/ama2/eng_ama_2_1_1.asp

Diamond SG7200
144/430MHz(2m/70cm) (300MHz receiving only)
Gain: 3.2dB(144MHz), 5.7dB(430MHz) / Max. power rating: 150W(total) / Impedance: 50ohms
VSWR: Less than 1.5:1/Length: 0.96m / Weight: 335g / Connector: M
Type: 1/2wave C-Load radialless(144MHz), 2x5/8 C-Load radialless(430MHz)

RV3ADE
22.02.2006, 11:20
Развиваю мысль об утилитарности: чтобы не терялся контакт с а/м, не гнуло ветром и не происходили иные орг. неприятности со штырями, стоит купить нормальный кронштейн, хотя бы типа PL. А на него уже вешать разные штыри и делать замеры и эксперименты. С практической стороны это очень удобно...

9c4772
22.02.2006, 13:17
2 ur0gt
А вы не могли бы пересчитать ВОТЯ"нину антенну в Манне на 433 Мгц и выложить ее размеры.
По сути, на данный момент мне нужна такая внешняя антенна для работы в автомобиле, чтобы избежать экранеровки кузовом авто и чтобы все прелести внешней антенны не умирали в тонком кабеле метров 3 длинной.

PS. С наступающим праздником!

K6VHF
22.02.2006, 13:26
Для проверки антенны достаточно АЧХметра простого типа. Х1-50, Я начинал с него. Суть не в том какие у вас есть приборы, а в том что УМЕТЬ ИМИ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ!!! Всё то же самое можно проверить даже не имея супер-приборов (они все для визализации процесса который конструктор ОБЯЗАН понимать).
Вот вам простой пример: имеется КСВ-метр обныкновенный. Подключаем и наблюдаем ксв при изменении длинны или формы питающего кабеля. А вообще практически все приборы можно сделать самому. ГИР,мост, перестраиваемый в не очень широкой полосе генератор и парачка измерительных головок в состоянии сделать ЛЮБОЙ мало-мальски ГРАМОТНЫЙ радиолюбитель. Теории по пользованию и измерениям на нашем сайте ПОЛНО. Так что ДЕРЗАЙТЕ!!!
P.S. О супер-точных измерениях на УКВ а тем более ДЦВ не может быть и речи, но о достоверной точности для радиолюбителя обныкновенного ("радиолюбитель обыкновенус") вполне можно выжать "на коленке" или кухни при знании теории работы.
Чувствуется слово конструктора!

ur0gt
23.02.2006, 00:01
А вы не могли бы пересчитать ВОТЯ"нину антенну в Манне на 433 Мгц и выложить ее размеры.
Параметры антенны, которую предложил Вотя, практически не изменяются при замене конденсатора перемычкой.
Поэтому такую антенну с резонансом на 433 МГц можно просто выполнить в виде прутка диаметром 4 мм и длиной 497 мм. Расчетный размер немного больше, но недостающую длину компенсируют разделанные концы фидера (примерно 10 мм).

Напоминаю еще раз, что штырь длиной 3/4 волны хорошо согласуется с 50-омным фидером напрямую, но бОльшую часть энергии излучает под углом 47 град. к горизонту. И зачем Вам нужна такая диаграмма? :)

Желаю удачи и с праздником!
Николай

9c4772
23.02.2006, 11:47
2 ur0gt
Так зачем там Конденсатор стоит? И как изменятся характеристики антенны сделанной из 2-3 мм прутка?

Да, 47 градусов это не дело. Но если я не ошибаюсь, то и у 1/4 то же излучает куда то вверх, а Ку имеет меньше чем 3/4.

ur0gt
24.02.2006, 22:57
Так зачем там Конденсатор стоит?
И как изменятся характеристики антенны сделанной из 2-3 мм прутка?
Отвечу сразу на простой второй вопрос.
При использовании прутка 2мм параметры антенны 3/4 волны практически не изменятся, если антенну удлинить до 500мм + 10мм на разделанные концы фидера.

А что касается конденсатора в разрыве штыря 3/4 волны, то видимо Вотя слышал про емкостное фазирование колинеаров. Но более чем на порядок завысил емкость фазирующего конденсатора, что на этих частотах, при включении конденсатора столь большой емкости в пучности напряжения, практически эквивалентно короткому замыканию.

Для получения "правильного" синфазного колинеара из четвертьволнового штыря и полуволнового вибратора емкость фазирующего конденсатора должна быть всего 0,22 пФ и требуется коррекция длины отрезков такой антенны.
При применении прутка 3мм нижний отрезок - 195мм, верхний - 277мм. Между ними - конструктивный конденсатор 0,22 пФ (самый простой вариант - с помощью небольшого зазора между прутками через изоляционную прокладку).
Благодаря синфазной запитке составляющих колинеара усиление антенны близко к максимально достижимому при такой высоте штыря, а диаграмма направленности прижата к линии горизонта.
Эта антенна очень широкополосна - по краям полосы в 100 МГц КСВ поднимается только до 1,6.
Но входное сопротивление антенны 200 Ом. Поэтому 50-омный фидер надо подключать через согласующий трансформатор 1:4.
Модель этого колинеара 1/4 + 1/2 с емкостным фазированием в прилагаемом файле.


Да, 47 градусов это не дело. Но если я не ошибаюсь, то и у 1/4 то же излучает куда то вверх, а Ку имеет меньше чем 3/4.

Да нет, четвертьволновой штырь излучает под гораздо меньшими углами:
http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/kniga/344.htm
Усиление штыря 3/4 больше, чем у 1/4. Но, повторяю еще раз, почти вся энергия у 3/4 излучается под очень большими углами. Поэтому для связи на УКВ между наземными объектами 1/4 будет намного эффективнее.
Сплошные штыри не делают длиннее 5/8 (а только колинеары), поскольку при дальнейшем удлинении диаграмма направленности резко "задирается" вверх.

Николай

RW3DKB
24.02.2006, 23:14
Хочу вставить в тему свои 5 копеек....
Нужно учесть, что антенна на крыше автомобиля имеет практически ИДЕАЛЬНУЮ землю в основании.. И находится практически на "земле"... Поэтому она излучает совсем не так, как антенны установленные над землей... Имеет место факт, что длина кабеля от Трасивера до антенны тоже играет немаловажную роль - это из собственной практики, известно, что при случайной длине кабеля УКВ автомобильные антенны работают из рук вон плохо, КСВ просто никуда не годится... сам проверял - это действительно так... Приходилось заменять кабель на новый с требуемой длиной.. иначе антенна просто не работала - связь на расстоянии 1-2 км была, а дальше - ничего... при нормальной длине кабеля связь работала в радиусе 20-25 км... Надеюсь Николай UR0GT объяснит Вам, почему так происходит...

ur0gt
24.02.2006, 23:29
Надеюсь Николай UR0GT объяснит Вам, почему так происходит...
А может объяснит кто-нибудь другой?
Накопилось много вопросов в приват. Займусь пока ответами на них. Все не успеваю :)

73 Николай

ВОТЯ
25.02.2006, 09:43
антены /врез. ан. на 433/ установленны на 9 машинах нашей конторы.работают хорошо.замечаний нет.я не знаю в какой конторе их покупали,но сняв размеры,была изготовлена из обычного обмоточ. провода диам. 1мм.Кодер выполнен конструктивно это узел/самый маленький/ от антены SG9500. КСВ 1.3 в 433<>440 МГц .Комплекс.входное сопротивление около 50 Ом. Прибор для измерения КСВметр,описание в Радио{не помню номер}автор Нечаев.Этим прибором проверено и настроено около двадцати антенн.Как направленных так и различных GP.Кстати SG9500 из вышеуказанной ссылке по Diamod,которая абсолютно не работает.Эпопея по настройке SG9500{двух штук} закончилась полным крахом,но это отдельный разговор.

RV3ADE
26.02.2006, 10:32
RW3DKB
Уточните пожалуйста, какие длины кабеля в а/м вы считаете правильными.

K6VHF
26.02.2006, 11:09
Надеюсь Николай UR0GT объяснит Вам, почему так происходит...
А может объяснит кто-нибудь другой?
Накопилось много вопросов в приват. Займусь пока ответами на них. Все не успеваю :)

73 Николай
Народ требует чтобы Николай объяснил!!!

9c4772
27.02.2006, 08:52
2 ur0gt
Спасибо за разъяснения. У меня пявилось еще пара вопросов.

Между ними - конструктивный конденсатор 0,22 пФ (самый простой вариант - с помощью небольшого зазора между прутками через изоляционную прокладку)
Как посчитать этот зазор? Подскажите формулу расчета емкости конденсаторов.

Поэтому 50-омный фидер надо подключать через согласующий трансформатор 1:4.
Как изготовить такой трансформатор? И возможно ли его применение в автомобильной антенне?

RW3DKB сказал: известно, что при случайной длине кабеля УКВ автомобильные антенны работают из рук вон плохо...
Как с этим быть? Какая длинна кабеля считается правильной?

DerBear
27.02.2006, 09:16
Попробую я вставить свой рупь. :)
Когда антенна стоит на основании крыши мы имеем момент почти идеальной земли. Работает антенна по разному из-за того что в других типпах антенн Замля основной массой РЛ почти не учитывается. 3-5 противовесов и сплошная крыша - это 2 совершенно разные "земли". Из-за этого лепестки излучения и разные. Соотв. в МАНЕ необходимо ПРАВИЛЬНО описывать землю. Тут мы имеем дело с ближним полем которое на землю "реагирует" соответствующим лепестком. Из-за этого будет и разное КОМПЛЕКСНОЕ сопротивление. Отсюда вытекает ответ на другой вопрос - о длинне кабеля. Как известно комплексное сопротивление кабеля меняется от длинны ЕСЛИ НАГРУЗКА НА ЕГО КОНЦЕ ИМЕЕТ НЕ ЧИСТО АКТИВНЫЙ ХАРАКТЕР. А значит может являтся трансформатором в случайном парадку в зависимости от длинны. Ещё один важный момент. Та часть кабеля которая лежит НА КРЫШЕ то же я вляется частью излучающей системы, и влияет на угол излучения из-за НЕСИММЕТРИИ питания антенны. В идеале кабель должен заводиться в питание под крышей.

DerBear
27.02.2006, 09:23
Для 4772.
Трансформитор 1:4 применяется для согласования 50 омной линии питания с 200 омами антенны. Он же обеспечивает симметрию питания если это У-образная петля. Применять следует трансформатор ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ от того где стот антенна, это совершенно не важно (соотв. если конструктив позволяет :) На портативной антенке согласователь конечно не поставишь)

yuku
27.02.2006, 09:47
Приходилось заменять кабель на новый с требуемой длиной.. иначе антенна просто не работала - связь на расстоянии 1-2 км была, а дальше - ничего... при нормальной длине кабеля связь работала в радиусе 20-25 км... Надеюсь Николай UR0GT объяснит Вам, почему так происходит...

это происходит потому, что антенна не согласована с кабелем....
линии передачи бывают согласованные и настроеные.... при согласованной с антенной линией передачи (кабель) она может быть любой длины... при настроеной приходиться подбирать длину кабеля.. поэтому согласовывайте антенну с кабелем, и вам не прийдеться решать загадки с длиной кеабеля...