Приветствую, друзья. На связи Тимур Гаранин.
Мы уже не раз поднимали тему волноводов и рупоров. Сегодня поговорим о том, как сделать простую рупорную антенну в теории и на практике.
Для начала нам понадобится волновод, высота которого в идеальном случае должна быть равной половине длины волны нужной частоты.
Допустим мы делаем антенну на частоту 2,4 ГГц. В этом случае длина волны составит 124 мм, а половина, соответственно, 62 мм.
На расстоянии четверти длины волны от задней стенки камеры мы помещаем четвертьволновый штырь. Его подключаем к центральной жиле кабеля, а оплётку кабеля – к корпусу волновода.
Дальше, чтобы обеспечить плоский фронт волны и снизить боковые лепестки, нам нужно добавить к волноводу рупор.
Чем длиннее рупор и чем более плавный у него раскрыв, тем лучше согласуется сопротивление волновода с сопротивлением открытого пространства и тем меньше будет отражение от конца рупора.
Чем меньше угол раскрыва рупора и чем рупор длиннее, тем более плоский фронт волны получается в итоге.
Более детально о волноводно-рупорных антеннах я уже рассказывал в видеокурсе «Антенны».
Но в реальной жизни мы не можем делать рупоры бесконечной длины. Поэтому рупоры делаются часто очень короткими и с очень большим углом раскрыва.
Это выливается в серьёзное отражение сигнала от конца рупора и также от места перехода волновода к рупору.
Если отражение от конца рупора высокое, то вместо того, чтобы излучать энергию, энергия накапливается в системе, ухудшая КСВН, а в случае больших мощностей система начинает нагреваться.
Как на практике решают эту проблемой?
Для того, чтобы уменьшить отражение от конца рупора, начинают изменять положение излучателя.
Это делается для того, чтобы создать в волноводно-рупорной системе такую картину волн, чтобы волновое сопротивление на конце рупора лучше соотносилось с сопротивлением открытого пространства.
Т.е. нас уже не столько интересует отражение сигнала излучателя от задней стенки волновода, сколько отражение сигнала от открытого конца. Мы пытаемся найти такую точку в волноводе, поместив излучатель в которую, мы получим наименьшее отражение сигнала от открытого конца волновода.
На практике искать такую точку лучше с анализатором. Иногда для достижения минимального КСВН отдалять штырь от задней стенки приходится более, чем на половину волны.
В случае, если мы пренебрегаем позиционированием излучателя, то мы рискуем получить антенную систему с огромным КСВН и с усилением не более, чем просто штырь с рефлектором.
Ошибочно полагать, что есть какое-то оптимальное положение штыря в зависимости от диаметра или площади сечения волновода. На практике это не так. В каждом конкретном случае нам придётся сверлить ряд отверстий в волноводе, и измерять КСВН в разных положениях штыря.
При наличии антенного анализатора рупорная антенна настраивается быстро и даёт в направлении максимума диаграммы направленности от 7 dBi. Но если анализатора у Вас нет, то Вы должны быть готовы к тому, что рупорная антенна может оказаться не так хороша, как Вы рассчитывали.
Учитывая определённую сложность в изготовлении и настройке рупорной антенны, её скромное усиление и однодиапазонность, я бы предпочёл сделать коническую антенну с рефлектором, которую мы рассматривали в прошлом ролике.
Друзья, прошу поддержать канал лайком, комментарием и репостом. Подписывайтесь, смотрите другие ролики на канале, изучайте материалы в описании.
Удачи, друзья!
