Tai asimetrinis vibratorius, kuris yra standus metalinis strypas. Botaginė antena naudojama radijo transliacijų ir radijo ryšių srityje.

Plakti antenos, veikiančios trumpųjų bangų juostose, naudojamos nešiojamuose ir nešiojamuose rinkiniuose kartu su automatiniu arba rankiniu imtuvu. Antenos gali būti skirtingo ilgio (1-3 m) ir gali turėti skirtingą sekcijų skaičių (2-6). Didelio našumo plakančios antenos naudojamos miškingose ​​ir raižytose vietose, kur įprastos antenos negali efektyviai atlikti darbo.

Norint padidinti dažnių diapazoną, prie plaktuvo antenos pritvirtinama prailginimo ritė.
Pirmąsias trumpųjų bangų plakinių antenas sudarė dideli porcelianiniai atraminiai izoliatoriai. Reguliuojant anteną vibratoriai buvo ilginami arba trumpinami. Šiuolaikines antenas lengva derinti ir be didelių izoliatorių galima pasiekti norimą antenos suderinimą su siųstuvo išvestimi ir tiektuvu.

Plakti antena su gama suderinimo įtaisu atrodo kaip vibratorius, kuris įkišamas į movą.
Savo ruožtu mova yra prilituota prie metalinės trinkelės krašto. Kai kuriose plaktinėse antenose vibratoriaus funkcijas atlieka cinkuoti vandens vamzdžiai, kurie suvirinami prie dviejų movų su vidiniais sriegiais. Prie kitos movos pritvirtinamos keturios ausys su atsvariniais ryšuliais. Atsvarų galuose yra veržlių izoliatoriai. Sijos, be atsvarų, taip pat atlieka pirmosios pakopos stiebų kalimo darbą. Vienoje platformos pusėje yra vibratorius, o priešingoje jo pusėje pritvirtintas atraminis izoliatorius su gama derinimo vamzdeliu. Aukštyn ir žemyn judantis metalinis trumpiklis dengia ir gama derinimo vamzdelį, ir vibratoriaus vamzdelį. Viršutinėje platformos pusėje tarp gama suderintuvo ir vibratoriaus pritvirtinta metalinė dėžutė. Dėžutėje yra aukšto dažnio jungtis ir kintamasis kondensatorius. Lygiagrečiai su kondensatoriumi sumontuotas pastovus kondensatorius. Kondensatoriaus rotorius ir statoriaus plokštės yra izoliuotos nuo metalinės dėžutės. Vibratoriaus vamzdyje padarytos keturios skylės varinei vielai, kurių galai užlenkti per vamzdžio kraštą. Antenų izoliatoriai, taip pat izoliatoriai patalpų antenoms, tvirtinami prie varinės vielos gabalėlių.

Taigi, gauta struktūra sudaro antrąją antenos laidų pakopą. Vibratoriaus anga, esanti viršuje, uždaroma mediniu kamščiu, kuris neleidžia į vibratorių patekti drėgmei. Viršutinė gama derinimo vamzdžio anga taip pat uždaroma panašiu mediniu kamščiu.

Prie metalinėje dėžutėje esančios aukšto dažnio jungties prijungiamas bendraašis kabelis su tam tikra būdinga varža. Jungties kontaktai, iš anksto izoliuoti, yra prijungti prie kondensatoriaus statoriaus plokščių. Izoliuotas lankstaus laidininko gabalas yra prijungtas prie kondensatoriaus rotoriaus plokščių ir pritvirtintas prie gama derinimo vamzdžio pagrindo.

Ritinio antena derinama specialiu prietaisu, kuris nustato lauko stiprumo indikatorių. Lengviausias būdas jį nustatyti yra įkišti terminį ampermetrą į vielos pertrauką. Didžiausias ampermetro adatos įlinkis atsiranda dėl džemperio judėjimo aukštyn ir žemyn. Vielos pertrauka yra nuo kondensatoriaus rotoriaus plokščių iki gama derinimo vamzdžio pagrindo.

Per aukšto dažnio jungtį prie plaktuvo antenos prijungiamas tiektuvas. Aukšto dažnio įtampa į anteną tiekiama per koaksialinį kabelį. Reguliuojant anteną, siųstuvas turi būti nukreiptas į maksimalų spinduliavimą vidutinio mėgėjų diapazone. Kai antena bus galutinai sureguliuota, iš jos sklis didžiausias spinduliavimas, trumpiklis tvirtai pritvirtintas prie vibratoriaus vamzdelio ir gama derinimo vamzdžio. Didesniam patikimumui tvirtinimo vieta padengta plastilinu.

Kiekvienai juostai ne visada įmanoma įrengti atskirą vertikalią anteną. Tokiu atveju galite naudoti vieną kaištį, kad galėtumėte veikti keliuose diapazonuose. Kadangi parenkant fizinį kaiščio ilgį, dirbant keliose mėgėjų juostose neįmanoma jo įvesties varžos priderinti prie būdingos koaksialinio kabelio varžos, tokioms antenoms maitinti naudojama dviejų laidų atviroji linija, leidžianti dirbti su aukšta. SWR.

Tokios antenos schema parodyta 1 paveiksle. Antena susideda iš LA ilgio strypo ir mažiausiai keturių LP ilgio atsvarų. Kad vertikali antena, kurios kaištis nesuderintas į rezonansą su jos skleidžiamu signalu, veiktų efektyviai, būtina, kad kaiščio elektrinis ilgis būtų ne mažesnis kaip 1/8 bangos ilgio.

Todėl, kad antena veiktų 6-80 metrų mėgėjų juostose, pakanka, kad jos vertikalios dalies ilgis būtų 5 metrai. Kaip nurodyta daugelyje mėgėjų radijo šaltinių, tokios vertikalios kelių juostų antenos veikimui nebūtina naudoti rezonansinių atsvarų, kurios, be abejo, pagerina antenos veikimą, tačiau tuo pačiu žymiai apsunkina jos konstrukciją.

Pakanka keturių atsvarų, kurių ilgis lygus kaiščio aukščiui. Antena maitinama atvira linija, kurios būdingoji varža yra 300–600 omų bet kokio pagrįsto ilgio per bet kurį žinomą suderinimo įrenginį.

Radijo mėgėjai vis dar nesutaria, kokio ilgio kaiščio reikia sukurti tokią anteną. Yra dvi nuomonės apie kaiščio ilgį. Pirmasis yra tas, kad kaištis turi turėti rezonansus viršutinėse mėgėjų juostose, kuriose naudojama antena, ir antra, kad kaištis nebūtinai turi rezonansus antenos veikimo diapazonuose.

Kadangi antena tiekiama per atvirą liniją, o antenos tiekimo sistemą reikia suderinti su mažos varžos siųstuvo-imtuvo išėjimo varža per suderinimo įrenginį, teoriškai nėra jokio skirtumo, ar naudojama rezonansinė plakta antena, ar strypo rezonansas yra už mėgėjų juostos ribų, todėl antenos reaktyviąsias varžas kompensuoti per suderinimo įrenginį reikės įtaisų.

Praktikoje netgi gali pasirodyti, kad nerezonansinė antena, maitinama dviejų laidų linija, veiks efektyviau dėl jos parametrų vidurkio, kai dirba keliose juostose. Rezonansinio ilgio antena būtinai turės kelių kOhm įėjimo varžą tam tikroje mėgėjų juostoje, t.y. jo įėjime bus įtampos mazgas, kuris gali apsunkinti kaiščio suderinimą su perdavimo linija, o tada su suderinimo įtaisu rezonansiniame diapazone. Kadangi rezonansinių ir nerezonansinių daugiajuosčių vytinių antenų šalininkų skaičius yra beveik vienodas, analizuosime abu variantus.

Klasikinis nerezonansinis kelių juostų vertikalaus strypo dizainas turi būti pripažintas WB6AAM antena. Šios antenos ir jos atsvarų ilgis yra 6,1 metro. 1 lentelėje parodytos šios antenos stiprinimo vertės, palyginti su ketvirtinės bangos monopolio vibratoriumi, veikiančiu lyginamajame diapazone.

1 lentelė
Kaip matyti iš šios lentelės, šios antenos parametrai yra labai geri 6-20 metrų diapazone, patenkinami dirbant 30-50 metrų diapazone, o antena gali būti naudojama pagalbiniam darbui 80 metrų diapazone. Pateikiamas nerezonansinės antenos, kurios vertikalios dalies ilgis ir atsvarai 6,7 metro, aprašymas. Akivaizdu, kad parametrai šiek tiek skiriasi nuo WB6AAM antenos ir praktiškai nėra skirtumo, koks antenos ilgis pasirinktas - 6,1 ar 6,7 metro, viskas priklauso tik nuo tam tikrų medžiagų naudojimo paprastumo antenai gaminti.

Antena, veikianti rezonansiniu režimu 10 ir 20 metrų juostose, kurios vertikalios pjūvio aukštis ir 508 cm atsvara Ši antena veikia mažiau efektyviai nei WB6AAM antena, nes jos aukštis yra šiek tiek mažesnis. Antena, kurios vertikalus ilgis 10 metrų ir trys atsvarai.

Dėl gana ilgo vertikalios dalies ilgio ši antena gali veikti ne tik 10-80 metrų diapazone, kaip nurodyta jos aprašyme, bet ir 160 metrų diapazone. Jo stiprinimas bus maždaug pusantro karto didesnis nei vertikalios WB6AAM antenos (žr. 1 lentelę), ir, žinoma, jei antenai ir medžiagoms yra pakankamai vietos, geriau naudoti anteną su vertikalia dalimi. ilgis 10 metrų.

Dviejų laidų perdavimo linija, skirta tokio tipo antenoms maitinti, gali būti naminė, galite naudoti standartinį juostinį kabelį, pavyzdžiui, CATV. Kai antenos tiekiama galia neviršija 100 W, kaip perdavimo linija gali būti naudojamas TRP telefono laidas, radijo mėgėjų geriau žinomas kaip makaronai. Deja, dirbant atmosferinėmis sąlygomis, TRP dažniausiai sugenda po kelerių metų dėl izoliacijos sunaikinimo.

Būtent dėl ​​atvirų perdavimo linijų trūkumo radijo mėgėjai bando maitinti tokią anteną bendraašiu kabeliu, naudodami įvairius derinimo įrenginius, esančius tiesiai ant antenos kaiščio. Sėkmingiausią tokį susitarimą pasiūlė UA1DZ.

Šiuo metu tarp radijo mėgėjų plačiai paplito vadinamoji plakimo antena, kuri skleidžia vienodą spinduliuotę horizontalioje plokštumoje.

Plakti antena

Jį lengva pagaminti ir puikiai dera su kabeliu, kurio būdinga varža 72 omai (1 pav.). Antenai (38–40 MHz) pagaminti reikia 1,86 m ilgio ir 25–40 mm skersmens aliuminio vamzdžio (stiklo); tokio pat ilgio kaištis (vientisas arba tuščiaviduris).

Kaip kaištis gali būti naudojamas 12 mm skersmens aliuminio vamzdis. Stiklas pagamintas iš 30 mm skersmens duraliuminio vamzdžio gabalo.

Ryžiai. 1. Plakti antenos dizainas. 1 - kaištis; 2 — izoliatorius (plexiglass); 3 - kabelio pynimo sujungimas su stiklu; 4 - stiklas; 5 - kabelis (R bangos 70 - 75 omai); 6 - kištukas.

Kaištis turi būti pritvirtintas iš organinio stiklo pagamintame kaištyje, kuriame išilgai kaiščio skersmens išgręžiama skylė. Centrinė kabelio šerdis yra tvirtai prilituota prie kaiščio, o kabelio apvalkalas tvirtai prijungtas prie stiklo viršutinėje dalyje.

Atlikus visas reikiamas jungtis, ant kaiščio uždedamas kištukas, kuris su didele trinties įkišamas į vamzdį.

Siekiant apsaugoti nuo vandens prasiskverbimo, vieta aplink kaištį turi būti užpildyta derva (iš galvaninių elementų). Tokiu atveju būtina užtikrinti, kad dervos „diržas“ nebūtų per platus, kitaip tai smarkiai pablogins kamštienos izoliacines savybes.

Jokiu būdu neturėtumėte užpildyti viso kištuko paviršiaus derva, nes derva yra prastas aukšto dažnio srovių izoliatorius. Jei kaištis pagamintas iš vamzdžių, tada viršutinė skylė turi būti sandariai uždaryta kamščiu, geriausia guminiu.

Ketvirtinės bangos antena

Jei stiklo gamybai nereikia vamzdžio, galite naudoti ketvirtinės bangos anteną (kaištį) su pasvirusiais elementais. Tokios antenos konstrukcija aiškiai matoma Fig. 2.

Nuožulnūs elementai pagaminti iš kuo storesnės varinės vielos (2,5–3 mm) ir yra tarsi viršutinės pakopos laidų tęsinys, tačiau yra nuo jų izoliuoti dviem veržliniais izoliatoriais. Kaip tiektuvas turėtų būti naudojamas bendraašis kabelis, kurio būdinga varža yra 70–75 omų.

Ryžiai. 2. Plakti antena su pasvirusiais elementais. 1 - izoliatorius; 2 — stiebo vamzdis; 3 - pasvirę elementai; 4 - izoliatoriai.

Antenos suderinimas su tiektuvu pasiekiamas keičiant strypo ilgį ir pasvirusius elementus diapazone nuo 94 iki 100% ketvirčio bangos ilgio.

Tačiau reikia pažymėti, kad antenos įėjimo varžos pokytis, atsirandantis dėl elementų ilgio keitimo, yra nereikšmingas. Todėl elementų ilgis gali būti iš karto lygus 0,97 1/4 lambda.

Centrinė kabelio šerdis yra prijungta prie kaiščio, o apvalkalas yra prijungtas prie pakopos elementų. Stiebo vamzdis neturi būti elektra prijungtas prie antenos.

Antena su kilpa ir įžemintu kryžiumi

Iš visų plaktinių antenų geriausia yra antena su kilpa ir įžemintu kryžiumi. Antena su įžemintu kryžiumi spinduliuoja nedideliu kampu į horizontą, o tai žymiai padidina diapazoną dirbant su žemės banga.

Dėl šios priežasties jis mažai naudingas ryšiams labai dideliais atstumais, kai atsiranda atspindys nuo jonizuoto sluoksnio.

Fig. 3 paveiksle parodyta antenos schema su visų jos elementų matmenimis 39–144 MHz dažniui. Kaištis 1 ir kryžius 2 yra sujungti vienas su kitu per kabelį 3, kurio centrinis laidininkas kitame gale yra prijungtas prie kabelio pynimo (taškas a). Taigi, 1 kaištis taip pat yra įžemintas per kilpą.

Ryžiai. 3. Plakti antena su kilpa ir įžemintu kryžiumi. 1 - kaištis; 2 - horizontalūs elementai: 3 - traukinys; 4 - tiektuvas pagamintas iš kabelio, kurio būdinga varža yra 70–75 omų; 5- stiebo vamzdis. Diapazonui 38–40 MHz: D - 20 mm, h -1695 mm, l1 - 1830 mm, l2 - 550 mm diapazonui 144 - 146 MHz, D - 15 mm, h - 440 mm, I1 = 484 mm, l2 = 142 mm.

Tiektuvas centrine šerdimi sujungtas su kaiščiu ir tuo pačiu su centriniu kilpos laidininku. Tiektuvo ir kilpos apvalkalai yra sujungti vienas su kitu taške b.

Antena montuojama ant gerai įžeminto vandens ar dujų vamzdžio. Antenos elementai pagaminti iš metalinių strypų arba tokio pat skersmens vamzdžių (pavyzdžiui, 12 arba 15 mm).

Vertikali plakimo antena

Kitas vertikalios plaktos antenos tipas parodytas fig. 4. Antena susideda iš kaiščio 1 ir manžetės 3, uždedama ant stiebo vamzdžio 4.

Smeigtuką patartina daryti iš vario arba aliuminio, o manžetę – iš įprasto plieninio vamzdžio, kurio skersmuo yra šiek tiek didesnis už stiebo skersmenį.

Jei nėra tinkamo vamzdžio, manžetė gali būti pagaminta iš santykinai plonų laidų sistemos, esančios cilindro paviršiuje aplink stiebą. Laidų galai prilituojami prie žiedų.

Ryžiai. 4. Manžetės antena. 1 - izoliatorius; 2 - manžetė; 3 - izoliatorius; 4 — stiebo vamzdis.

Tokia antena suteikia 2 kartus stiprinimą (vertikalioje plokštumoje).

Antena gerai dera su bendraašiu kabeliu, kurio būdinga varža yra 72–75 omai, o manžetės ilgis turi būti 0,99 1/4 lambda, o kaiščio - 0,94 1/4 lambda.

52 omų kabeliui manžetės ilgis laikomas 0,98 1/4 lambda, kaiščio ilgis yra 0,95 1/4 lambda. Koordinavimas pasiekiamas šiek tiek pakeitus smeigtuko ilgį ir daugiausia manžetę. Rankogalių matmenys yra labai svarbūs.

Bet koks belaidis maršruto parinktuvas, prieigos taškas ar tiesiog belaidis adapteris yra su antena. Be to, jis gali būti nuimamas arba stacionarus. Tuo pačiu metu mažmeninės prekybos tinklas siūlo gana daug alternatyvių „Wi-Fi“ įrenginių antenų. Kyla natūralus klausimas: kam mums reikalingos kitos antenos (ir, kaip taisyklė, ne pigios), jei jau su antena yra koks nors Wi-Fi įrenginys? Atsakymas atrodytų akivaizdus: kuo ilgesnė antena, tuo geriau. Užtenka prisiminti tiuningus automobilius tamsintais stiklais, kuriuose sumontuotos ne viena, o kelios ilgos meškerės antenos. Tačiau... neskubėkite daryti išvadų. Atidžiau pažiūrėk, kas vairuoja tuos šešetus su tamsintais stiklais, ir neišvengiamai imsi abejoti, kad dydis ką nors reiškia. Kaip sakė baronas Miunhauzenas, „rimta veido išraiška nėra sumanumo požymis. Šypsokitės, ponai, šypsokitės“.

Paradoksas yra tai, kad ne visos antenos, net jei jų kaina viršija 100 USD, kažkaip skiriasi nuo komplekte esančių antenų.

Šiame straipsnyje mes pabandysime išsiaiškinti, kam antenos apskritai reikalingos, kokios Wi-Fi antenos egzistuoja ir ką reiškia jų techninės charakteristikos, taip pat apžvelgsime Wi-Fi antenas, kurių galima įsigyti Rusijos parduotuvėse.

Kodėl reikalingos antenos?

Norint atsakyti į šį paprastą klausimą, nebūtina būti radijo inžinerijos srities ekspertu. Visi žino, kad be antenos negali veikti nei radijas, nei televizorius. Lygiai taip pat be antenos neveiks bevielis prieigos taškas, kuris šiuo atveju veikia ir kaip imtuvas, ir kaip siųstuvas. Antena yra ir radijo bangų skleidėjas, ir imtuvas. Antenos konfigūracija nustato belaidžio prieigos taško aprėpties zoną, ty sritį, kurioje prieigos taškas skleidžia signalą, kurį gali gauti kiti belaidžio tinklo klientai. Pabrėžiame: belaidžio prieigos taško aprėpties zoną lemia būtent dizainas, o ne antenos dydis, todėl principas „kuo ilgiau, tuo geriau“ šiuo atveju netaikomas.

Pagrindinė daugelio standartinių antenų, ty su belaidžio ryšio prieigos taškais, problema yra ta, kad jos neturi pakankamai didelės aprėpties zonos. Pavyzdžiui, jei patalpoje (biure) vienas prieigos taškas gali užtikrinti patikimą belaidžių klientų veikimą, tuomet negalima tikėtis stabilaus ryšio su klientu, esančiu už sienos. Ir ne kiekvienas prieigos taškas gali "pralaužti" dvi sienas.

Atrodytų, problema lengvai išsprendžiama – užtenka įsigyti prieigos tašką su didesne siųstuvo galia. Tačiau ne viskas taip paprasta. Faktas yra tas, kad „Wi-Fi“ įrenginių perdavimo galia yra griežtai reguliuojama. Visų pirma, dažnių diapazone nuo 2400 iki 2483,5 MHz (Wi-Fi įrenginių dažnių diapazonas), kuriant radijo tinklus be licencijos, leidžiama naudoti siųstuvus, kurių spinduliuotės galia yra lygi izotropinės spinduliuotės galiai (EIRP). (šio termino reikšmę paaiškinsime toliau ), - ne daugiau kaip 100 mW. Viršijus šį rodiklį, reikia gauti Susisiekimo ministerijos licenciją žinybiniam radijo duomenų perdavimo tinklui kurti ir eksploatuoti. Atitinkamai, prieigos taškai ir belaidžiai adapteriai, kurių perdavimo galia didesnė nei 100 mW, o tai atitinka 20 dBm (taip pat šiek tiek vėliau papasakosime, kaip šie įrenginiai yra sujungti vienas su kitu), tiesiog neparduodami.

Taigi visi prieigos taškai ir belaidžiai adapteriai turi tą pačią siųstuvo galią, todėl vienintelis būdas padidinti belaidžio tinklo aprėpties zoną yra naudoti specialias antenas, o ne tradicines standartines.

Belaidžio tinklo aprėpties zonos padidinimas yra tik viena iš „Wi-Fi“ įrenginių antenų funkcijų. Kita, ne mažiau svarbi savybė yra ta, kad jie leidžia keisti aprėpties zonos formą ir taip padidinti belaidžio tinklo saugumą. Standartinės antenos skleidžia signalą tolygiai visomis kryptimis (horizontalioje plokštumoje), o jei prieigos taškas su tokia antena yra patalpoje prie sienos, signalas pasklis ne tik po visą butą, bet ir už sienos. tavo kaimynas. Tai, žinoma, leis jam ne tik greitai aptikti jūsų belaidį tinklą, bet ir pabandyti jį užpulti. Be to, jei namuose jūsų kaimynas greičiausiai neturės savo belaidžio tinklo ar bent nešiojamojo kompiuterio su belaidžiu adapteriu, tai biurų pastate, kuriame tame pačiame aukšte yra keli skirtingų įmonių biurai, tokia situacija yra gana reali. Todėl kaimynais turėsime omenyje kaimynus ne tik bute, bet ir biure.

Kad neįtrauktumėte jų į pagundą ir apsaugotumėte savo belaidį tinklą nuo išorinio įsibrovimo, galite naudoti specialias kryptines antenas, kurios skleidžia signalą daugiausia viena kryptimi. Tai leis tiek padidinti signalo sklidimo diapazoną šia kryptimi, tiek susilpninti arba blokuoti signalo sklidimą kitomis kryptimis. Šiuo atveju skirtumas tarp įprastos antenos, kuri tolygiai spinduliuoja visomis kryptimis, ir kryptinės antenos yra maždaug toks pat, kaip tarp lemputės ir žibintuvėlio. Įsivaizduokite lemputę, kuri apšviečia kambarį. Šviesa iš jo pasklinda maždaug tolygiai į visas puses, todėl kambarys tampa šviesus. Tačiau tą pačią lemputę galite įdėti į žibintą arba tiesiog už jo sumontuoti veidrodinį atšvaitą. Tokiu atveju gauname kryptingą šviesos sklidimą. Toks spindulys neapšvies viso kambario, tačiau jis gali perduoti šviesą daug didesniu atstumu. Tuo pačiu principu veikia išorinės antenos.

Antenos charakteristikos

Viena iš svarbiausių antenų savybių yra stiprinimas. Dažnai šio parametro pavadinimas leidžia daryti klaidingą prielaidą, kad antenos gali sustiprinti signalą. Tiesą sakant, taip nėra – jei siųstuvo galia, pavyzdžiui, yra 50 mW, tai nesvarbu, kokią anteną montuosime, siunčiamo signalo galia bus tokia pati. Faktas yra tas, kad visos tokio tipo antenos yra pasyvūs įrenginiai ir jie tiesiog neturi iš kur imti energijos, kad sustiprintų perduodamą signalą. Bet ką tada reiškia pelnas? Norėdami atsakyti į šį klausimą, pirmiausia susipažįstame su tokiomis svarbiomis sąvokomis kaip idealus izotropinis radiatorius ir antenos spinduliavimo modelis.

Izotropinis emiteris

Antenos skleidžia energiją elektromagnetinių bangų pavidalu visomis kryptimis. Tačiau signalo perdavimo efektyvumas skirtingomis kryptimis gali būti nevienodas ir jam būdingas spinduliavimo modelis.

Norint įvertinti signalo perdavimo įvairiomis kryptimis efektyvumą, buvo pristatyta izotropinio emiterio, arba izotropinės antenos, sąvoka.

Izotropinis emiteris yra idealus taškinis elektromagnetinių bangų šaltinis, sklindantis tolygiai visomis kryptimis. Jei mintyse įsivaizduojate sferą, kurios centras sutampa su izotropiniu skleidėju, tai izotropinio šaltinio skleidžiamos energijos tankis bus toks pat bet kuriame tokios sferos taške. Todėl jie sako, kad izotropinis spinduolis sudaro sferinį lauką, kurio energijos tankis yra vienodas. Izotropiniai spinduliai gamtoje neegzistuoja. Kiekviena siunčianti antena, net ir pati paprasčiausia, energiją spinduliuoja netolygiai – tam tikra kryptimi jos spinduliavimas yra didžiausias. Izotropinis emiteris laikomas tik etaloniniu skleidėju, su kuriuo patogu palyginti visas kitas antenas.

Antenos spinduliavimo modelis

Antenų kryptines savybes dažniausiai lemia antenos skleidžiamo lauko stiprumo priklausomybė nuo krypties. Grafinis šio ryšio pavaizdavimas vadinamas antenos spinduliavimo modeliu. Trimatis spinduliuotės modelis vaizduojamas kaip paviršius, apibūdinamas spindulio vektoriumi, išeinančiu iš pradžios, kurio ilgis viena ar kita kryptimi yra proporcingas antenos šia kryptimi skleidžiamai energijai. Be trimačių schemų, dažnai svarstomos ir dvimatės diagramos, kurios sudaromos horizontalioms ir vertikalioms plokštumoms.

Šiuo atveju spinduliuotės modelis poliarinėje koordinačių sistemoje yra uždaros linijos formos, sukonstruotos taip, kad atstumas nuo antenos (diagramos centro) iki bet kurio spinduliuotės modelio taško būtų tiesiogiai proporcingas antenos skleidžiama energija tam tikra kryptimi.

Izotropinės antenos, kuri spinduliuoja energiją vienodai visomis kryptimis, spinduliavimo schema yra rutulys, kurio centras sutampa su izotropinio spinduliuotojo padėtimi, o izotropinio spinduliuotojo horizontalioji ir vertikalioji spinduliuotė yra apskritimo formos.

Kryptinių antenų spinduliuotės modelyje galima išskirti vadinamąsias skilteles, tai yra, pirmenybinės spinduliuotės kryptis. Antenų didžiausios spinduliuotės kryptis vadinama pagrindine kryptimi; atitinkamas žiedlapis yra pagrindinis; likusios skiltys yra šoninės, o radiacijos skiltis, esanti priešinga pagrindinei krypčiai, vadinama galine antenos spinduliavimo modelio skiltimi. Kryptys, kuriomis antena nepriima arba nespinduliuoja, vadinamos spinduliavimo modelio nuliais.

Spinduliuotės modelis taip pat paprastai apibūdinamas pločiu, kuris suprantamas kaip kampas, kuriame stiprinimas mažėja, palyginti su maksimaliu ne daugiau kaip 3 dB. Beveik visada diagramos stiprinimas ir plotis yra tarpusavyje susiję: kuo didesnis stiprinimas, tuo adresu ta pati diagrama ir atvirkščiai.

Antenos stiprinimas

Taigi, supratę tokias svarbias sąvokas kaip idealus izotropinis taškas ir antenos spinduliuotės modelis, galime suformuluoti antenos stiprinimo sąvoką.

Antenos stiprinimas lemia, kiek decibelų energijos srauto tankis, kurį antena skleidžia tam tikra kryptimi, yra didesnis už energijos srauto tankį, kuris būtų registruojamas, jei būtų naudojama izotropinė antena. Antenos stiprinimas matuojamas taip vadinamais izotropiniais decibelais (dBi arba dBi).

Prisiminkime, kad fizikoje galia paprastai matuojama vatais (W). Tačiau komunikacijos teorijoje decibelai (dB) dažniau naudojami signalo stiprumui matuoti. Šis matavimo vienetas yra logaritminis ir gali būti naudojamas tik to paties pavadinimo fiziniams dydžiams palyginti. Pavyzdžiui, jei lyginamos dvi vertės A Ir B tas pats fizinis dydis, tada santykis A/B rodo, kiek kartų vienas dydis yra didesnis už kitą. Jei atsižvelgsime į to paties santykio dešimtainį logaritmą, gautume šių dydžių palyginimą, išreikštą belais (B), o išraiška 10log(A/B) lemia šių dydžių palyginimą decibelais (dB). Pavyzdžiui, jei jie sako, kad vienas dydis yra 20 dB didesnis už kitą, tai reiškia, kad jis yra 100 kartų didesnis už kitą.

Decibelai naudojami ne tik dydžiams lyginti, bet ir absoliučioms reikšmėms išreikšti. Norėdami tai padaryti, tam tikra atskaitos vertė laikoma verte, su kuria lyginamas. Pavyzdžiui, norint išreikšti absoliučią signalo galios reikšmę decibelais, atskaitos tašku imama 1 mW galia, o galios lygis lyginamas decibelais su 1 mW galia. Šis matavimo vienetas vadinamas decibelais milivatu (dBm) ir parodo, kiek decibelų išmatuoto signalo galia yra didesnė už 1 mW galią.

Taigi, jei antenos stiprinimas tam tikra kryptimi yra 5 dBi, tai reiškia, kad šia kryptimi spinduliavimo galia yra 5 dB (3,16 karto) didesnė už idealios izotropinės antenos spinduliavimo galią. Natūralu, kad signalo galios padidėjimas viena kryptimi reiškia galios sumažėjimą kitomis kryptimis.

Žinoma, sakydami, kad antenos stiprinimas yra 10 dBi, jie turi omenyje kryptį, kuria pasiekiama didžiausia spinduliuotės galia (pagrindinė spinduliuotės modelio skiltis).

Žinant antenos stiprinimą ir siųstuvo galią, nesunku apskaičiuoti signalo galią pagrindinės spinduliuotės skilties kryptimi. Taigi, naudojant belaidės prieigos tašką, kurio siųstuvo galia yra 20 dBm (100 mW) ir kryptinę anteną, kurios stiprinimas yra 10 dBi, signalo galia didžiausio stiprinimo kryptimi bus 20 dBm + 10 dBi = 30 dBm ( 1000 mW), tai yra 10 kartų daugiau nei naudojant izotropinę anteną.

„Wi-Fi“ įrenginių antenų tipai

Kalbant apie naudojimą, visas Wi-Fi įrenginių antenas galima suskirstyti į dvi dideles klases: antenas, skirtas naudoti lauke ir vidaus. Šios antenos pirmiausia skiriasi savo matmenimis ir stiprumu. Natūralu, kad lauko antenos yra didesnio dydžio ir jas reikia pritvirtinti prie namo sienos arba prie vertikalaus stulpo. Didelis tokių antenų stiprinimas pasiekiamas dėl mažo spinduliuotės modelio (pagrindinės skilties) pločio. Išorinės antenos dažniausiai naudojamos sujungti du belaidžius tinklus, esančius dideliu atstumu vienas nuo kito. Dvi tokios antenos yra sumontuotos matymo linijos zonoje, ir šiuo atveju svarbu, kad kiekviena iš jų būtų kitos antenos spinduliuotės modelio pagrindinės skilties srityje.

Antenos, skirtos naudoti patalpose, yra mažesnės ir turi mažesnį stiprinimą. Tokios antenos montuojamos ant stalo arba tvirtinamos prie sienos arba tiesiai prie prieigos taško.

Antenos gali būti prijungtos prie paties prieigos taško tiesiogiai arba kabeliu. Šiuo atveju yra speciali miniatiūrinė SMA jungtis, skirta prijungti anteną arba kabelį prie prieigos taško. Prieigos taškuose naudojama vyriško tipo jungtis, o pačiam antenai arba antenos kabeliui – moteriško tipo jungtis.

Lauko antenai prie kabelio prijungti galima naudoti ir kitų tipų aukšto dažnio jungtis – dažniausiai tai yra N tipo jungtis.

Plakti antena

Visuose 802.11b/g prieigos taškuose yra standartinės miniatiūrinės plaktos antenos, kurios gali būti nuimamos arba fiksuotos. Plakti antena yra paprasčiausias antenos variantas. Jis dažnai dar vadinamas asimetriniu vibratoriumi.

Jei rykštenė yra pastatyta vertikaliai, tai horizontalioje plokštumoje ji skleis energiją visomis kryptimis tolygiai, todėl horizontalioje plokštumoje tokia antena yra įvairiakryptė ir, natūralu, apie lengvatinį spinduliavimą tam tikra kryptimi kalbėti nereikia. Tuo pačiu metu tokia antena vertikalioje plokštumoje spinduliuoja netolygiai. Visų pirma, antenos ašyje nėra jokios spinduliuotės. Štai kodėl net ir paprasčiausios plakimo antenos atveju galima nustatyti kryptis, atitinkančias didžiausią stiprinimą. Plačiamųjų antenų atveju didžiausias stiprinimas pasiekiamas plokštumoje, statmenoje antenai ir einančioje per jos vidurį.

Jei išardysite standartinę plakimo anteną, daugeliu atvejų paaiškėja, kad jos aktyviosios dalies ilgis yra tik 31 mm. Natūralu, kad toks ilgis pasirinktas neatsitiktinai. Faktas yra tas, kad „Wi-Fi“ įrenginių dažnių diapazonas yra nuo 2400 iki 2473 MHz. Atitinkamai, emisijos bangos ilgis svyruoja nuo 12,12 iki 12,49 cm, o ketvirtinis bangos ilgis yra maždaug 31 mm. Tai yra, daugeliu atvejų rykštės antenos ilgis parenkamas lygus ketvirtadaliui spinduliuotės bangos ilgio.

Tokios antenos trimatis spinduliuotės modelis, taip pat horizontalios ir vertikalios spinduliuotės modeliai yra parodyti Fig. 1.

Atkreipkite dėmesį, kad dėl vytinės antenos spinduliuotės izotropinio pobūdžio horizontalioje plokštumoje optimalu yra įrengti prieigos tašką su tokia antena biuro ar buto centre, kad būtų galima maksimaliai padengti visą buto erdvę. arba biure su belaidžiu tinklu.

Plakti antena su statmenu reflektoriumi

Plaktuvinės antenos dizainą galima kiek patobulinti naudojant statmeną antenai atšvaitą – metalinį paviršių (ekraną), kuris veikia kaip idealus įžeminimo paviršius. Tokių antenų pramonė negamina (bent jau jų nėra prekyboje), tačiau tokią anteną nesunku pasigaminti patiems.

Ketvirčio bangos antenos su statmenu reflektoriumi trimatis spinduliuotės modelis, taip pat horizontalios ir vertikalios spinduliuotės schemos parodytos Fig. 2.

1/4 l antenos ilgio idealaus begalinio reflektoriaus atveju didžiausias stiprinimas yra 5,18 dBi, o tos pačios antenos be reflektoriaus didžiausias stiprinimas yra tik 1,73 dBi.

Kaip ir įprastos vytinės antenos atveju, labiausiai patartina įrengti vytinės anteną su statmenu reflektoriumi patalpos (buto ar biuro) centre.

Plakti antena su lygiagrečiu reflektoriumi

Kitas būdas modifikuoti plakimo anteną yra naudoti atšvaitą lygiagrečiai antenai, o ne statmenai. Tokiu atveju jos spinduliavimo modelis labai pasikeičia ir horizontalioje plokštumoje tokia antena nustoja būti izotropinė.

Spinduliavimo modelio tipas horizontalioje plokštumoje (statmenoje antenai) priklauso ir nuo pačios antenos dydžio, ir nuo atstumo tarp antenos ir reflektoriaus.

Fig. 3 paveiksle parodytas trimatis spinduliuotės modelis, taip pat horizontalios ir vertikalios ketvirčio bangos antenos su lygiagrečiu atšvaitu spinduliuotės modeliai 1/4 l (31 mm) atstumu tarp antenos ir reflektoriaus.

Jei antenos ilgis yra 1/4 l, jei idealus begalinis reflektorius yra 1/4 l atstumu nuo antenos, didžiausias stiprinimas yra 7,17 dBi. Patartina tokią anteną pastatyti prie sienos.

Antenos pavyzdžiai

Žinoma, mūsų aprašytos antenos, nors jos yra labiausiai paplitusios „Wi-Fi“ įrenginiuose, nesuteikia visos galimų „Wi-Fi“ antenų konstrukcijų. Internete galite rasti daugiau nei vieną specializuotą šaltinį, skirtą naminėms 2,4 GHz dažnių diapazono antenoms. Tai įvairios antenų versijos, pagamintos iš skardinių, ir antenos, tokios kaip simetriškas pusės bangos vibratorius su reflektoriumi ir antenos su biquad ketvirčio bangos spinduliuote ir reflektoriumi, ir spiralinės antenos, įvairios Yagi antenos ir t.t. visų turimų antenų aprašymui reikėtų ne atskiro straipsnio, o visos knygos. Siekiame kiek kitokio tikslo, tad toliau apsvarstysime tas Wi-Fi antenas, kurių galima įsigyti Rusijos parduotuvėse.

TP-Link TL-ANT2406A

TP-Link TL-ANT2406A mini kryptinė antena skirta naudoti patalpose. Antena turi patogų stovą, kurį galima montuoti ant sienos, montuoti ant stalo arba pritvirtinti prie kompiuterio korpuso skydelio naudojant magnetus, esančius jos apačioje.

Antenai prijungti prie prieigos taško naudojamas 1 m ilgio 50 omų laidas su SMA jungtimi.

Pagal techninę dokumentaciją antenos TL-ANT2406A stiprinimas yra 6 dBi.

Gamintojas šią anteną priskiria prie Yagi antenos varianto, kuris mums pasirodė kiek keistas. Yagi antena arba Yagi antena arba Uda-Yagi antena (pavadinimas kilęs iš dviejų japonų išradėjų vardų - Hidetsugu Yagi ir Shintaro Uda), arba bangų kanalo antena, yra kryptinė antena lygiagrečių linijinių serijų pavidalu. elektriniai vibratoriai, kurių ilgis yra beveik pusė spinduliuotės bangos ilgio (priėmimo), esantys toje pačioje plokštumoje išilgai linijos, sutampančios su didžiausios spinduliuotės (priėmimo) kryptimi. Ir jei naudosime šį konkretų Yagi antenos apibrėžimą, tada TL-ANT2406A dizainas jo niekaip neatitinka. Apskritai TL-ANT2406A anteną klasifikuoti buvo gana sunku. Kaip skleidžiantis (priimantis) elementas naudoja stačiakampę 48x52 mm dydžio metalinę plokštumą, kurioje daromi nedideli pjūviai (4 pav.), o pati spinduliavimo plokštuma yra 4 mm atstumu nuo stačiakampio reflektoriaus ekrano, kurių matmenys sutampa su emiterio matmenimis. Koaksialinio kabelio centrinė šerdis yra prijungta prie emiterio, o kabelio pynė prijungta prie ekrano.

Ryžiai. 4. Antenos schema TL-ANT2406A

Tokios antenos mažmeninė kaina yra 1100 rublių.

TP-Link TL-ANT2409A

Miniatiūrinė kryptinė antena TP-Link TL-ANT2409A, kaip matyti iš užrašo ant pakuotės, yra skirta naudojimui lauke, kas mums pasirodė gana keista, nes pagal savo išmatavimus labiau tinka naudoti patalpose. Ir deklaruotas 9 dBi stiprinimas labiau atitinka antenas, skirtas naudoti patalpose.

Antenos korpusas numato montavimą ant sienos arba ant horizontalaus stulpo, kuriam komplekte yra specialūs tvirtinimo laikikliai ir spaustukai.

Antenai prijungti prie prieigos taško naudojamas 50 omų laidas su SMA jungtimi. Šio laido ilgis yra tik 1 m, kurio vėlgi gali nepakakti lauko antenoms.

Belieka pridurti, kad gamintojas šią anteną priskiria prie Yagi antenos tipo. Apskritai atrodo, kad TP-Link bet kurią kryptinę anteną laiko Yagi antenos variantu. Tačiau gamintojas žino geriau.

Vidinė antenos konstrukcija yra gana paprasta. Virš kvadratinio įžeminto ekrano, kurio matmenys 90x90 mm, 7 mm aukštyje yra metalinio stačiakampio pavidalo spinduliuojantis elementas, kurio matmenys 44x54 mm. Spinduliavimo elemento sujungimas su bendraašiu kabeliu atliekamas galinėje ekrano pusėje, o tam tikros konfigūracijos metalizuota juostelė naudojama tiektuvui suderinti su antena. TL-ANT2409A antenos grandinė parodyta fig. 5.

Ryžiai. 5. Antenos schema TL-ANT2409A

Šios antenos mažmeninė kaina yra 1490 rublių.

TP-Link TL-ANT2414A

TP-Link TL-ANT2414A kryptinė antena taip pat skirta naudoti lauke. Tačiau šios antenos matmenys leidžia ją montuoti patalpose. Antenos korpusas numato montavimą ant sienos arba ant horizontalaus stulpo, kuriam komplekte yra specialūs tvirtinimo laikikliai ir spaustukai.

Antenai prijungti prie prieigos taško naudojamas 1 m ilgio 50 omų laidas su SMA jungtimi. Kaip jau minėjome, lauko antenoms gali nepakakti 1 m laido ilgio.

Pagal techninę dokumentaciją antenos TL-ANT2414A stiprinimas yra 14 dBi. Gamintojas jį priskiria Yagi antenos pasirinkimui. Tačiau mes nesigilinsime į terminijos subtilybes, o pažiūrėkime, kaip ši antena sukurta.

Virš metalinio įžeminto kvadratinio ekrano (metaluoto tekstolito), kurio matmenys 210x210 mm, dviem eilėmis išdėstyti aštuoni spinduliuojantys elementai, kurie yra metaliniai stačiakampiai, kurių matmenys 30x58 mm. Atstumas tarp spinduliuojančių elementų ir ekrano yra 7 mm. Tiektuvas yra prijungtas prie spinduliuojančių elementų iš užpakalinės ekrano pusės.

TP-Link TL-ANT2414A antenos schema parodyta fig. 6.

Ryžiai. 6. Antenos schema TL-ANT2414A

Kaip matote, šios antenos konstrukcijoje nėra nieko sudėtingo, o pasidaryti patiems nėra sunku. Galima tik nustebti jos kaina - mažmeninė šios antenos kaina yra 3150 rublių.

D-Link ANT24-0700

„D-Link ANT24-0700“ antena yra antena, skirta naudoti patalpose. Kaip ir bet kuri plakta antena, ANT24-0700 yra įvairiakryptė (izotropinė) horizontalioje plokštumoje, tačiau ji skiriasi nuo standartinių plaktuvų antenų, kurios turi daugumą prieigos taškų, dėl didelio 7 dBi stiprinimo.

Antena
D-Link ANT24-0700

Ši antena turi patogų stovą, leidžiantį anteną montuoti ant horizontalaus paviršiaus, montuoti ant sienos, taip pat pritvirtinti prie kompiuterio korpuso naudojant įmontuotus magnetus. Tvirtinus antenos stovą prie sienos, galima keisti antenos kampą. Antena prie prieigos taško jungiama 50 omų 1,5 m ilgio kabeliu su SMA jungtimis. Be to, galima tiesiogiai prijungti anteną prie prieigos taško (nenaudojant laido).

Antenos aukštis (įskaitant pagrindą) 326 mm, stiebo skersmuo 9 mm.

Deja, D-Link ANT24-0700 antenos (kaip ir visų plaktinių antenų) negalima atskirti. Tai yra, žinoma, galite jį išardyti, bet tik kartą ir visiems laikams. Todėl mums nepavyko susipažinti su vidine antenos konstrukcija, tai yra, sužinoti paties vibratoriaus ilgį. Vienintelis dalykas, kuris iš techninės dokumentacijos žinomas apie šią anteną, išskyrus stiprinimą, yra spinduliuotės modelio plotis vertikalioje plokštumoje, kuris yra 24°. Na, o spinduliuotės modelio plotis horizontalioje plokštumoje, kaip ir bet kuriai plaktinei antenai, yra 360°.

Vidutinė mažmeninė šios antenos kaina yra apie 800 rublių.

D-Link DWL-R60AT

D-Link DWL-R60AT kryptinė antena skirta naudoti patalpose. Ji priklauso miniatiūrinių skydinių antenų kategorijai – jos matmenys tik 80x85x12,8 mm. Antena suteikia tiesioginį (nenaudojant laido) ryšį su prieigos tašku naudojant SMA jungtį.

Pagal techninę dokumentaciją D-Link DWL-R60AT antena turi 6 dBi stiprinimą. Be to, žinoma, kad spinduliavimo modelio plotis vertikalioje plokštumoje yra 90°, o spinduliuotės modelio plotis horizontalioje plokštumoje yra 60°.

Vidinis šios antenos dizainas yra gana paprastas ir mažai kuo skiriasi nuo TP-Link TL-ANT2409A antenos konstrukcijos. Virš metalinio įžeminto kvadratinio ekrano, kurio matmenys 70x70 mm, 4,5 mm aukštyje yra spinduliuojantis elementas, kuris yra metalinis stačiakampis, kurio matmenys 49x52 mm. Tiektuvas yra prijungtas prie spinduliuojančių elementų iš užpakalinės ekrano pusės.

D-Link DWL-R60AT antenos schema parodyta pav. 7.

Ryžiai. 7. D-Link DWL-R60AT antenos schema

Kaip matote, šios antenos dizainas yra labai paprastas, o jei norite, galite lengvai ją pasigaminti patys. Bet jei tokio noro nėra, šią anteną galima nusipirkti tik už 410 rublių.

D-Link ANT24-1800

D-Link ANT24-1800 skydinė antena skirta naudoti lauke. Jo pagrindinis tikslas yra užtikrinti belaidį ryšį tarp dviejų stacionarių prieigos taškų, nutolusių vienas nuo kito. Pagal paso duomenis ši antena užtikrina ryšį iki 8 km atstumu esant 1 Mbit/s ryšio greičiui ir iki 3 km atstumu esant 11 Mbit/s ryšio greičiui.

Jo matmenys yra 360x360x16 mm. Antena tiekiama su tvirtinimo kronšteinais, kurie leidžia tvirtinti ant vertikalios sienos arba stulpo (8 pav.).

Ryžiai. 8. Antenos tvirtinimo kronšteinai
D-Link ANT24-1800

Antenos korpusas pagamintas nepralaidus vandeniui – visos siūlės apdorotos sandarikliu.

Pagal paso duomenis šios antenos stiprinimas yra 18 dBi. Tokia didelė vertė pasiekiama dėl siauro antenos spinduliavimo modelio – jos plotis vertikalioje ir horizontalioje plokštumose yra tik 15°.

Kabeliui prijungti prie antenos naudojama N tipo jungtis („moteriška“). Be to, komplekte yra 0,5 m laidas su N tipo ir SMA jungtimis. Natūralu, kad šio laido ilgio neužtenka prijungti anteną prie prieigos taško, todėl komplekte taip pat yra adapteris su N tipo jungtimis (moteris į kištukinį), skirtas prijungti ilginamąjį laidą, kurio komplekte nėra ( 9 pav.) .

Ryžiai. 9. N tipo adapteris
("mama tėvas")

Deja, šios antenos buvo neįmanoma atidaryti nepažeidžiant jos sandariklio. Tačiau nesunku atspėti, kad jo konstrukcija primins TL-ANT2414A anteną. Vieninteliai skirtumai gali būti stačiakampių skleidėjų skaičius ir dydis.

Baigdami priduriame, kad mažmeninė D-Link ANT24-1800 antenos kaina svyruoja nuo 3400 iki 4400 rublių.

Išvada

Taigi, apsvarstę kelis antenų modelius, galime teigti, kad visos kryptinės antenos sukonstruotos maždaug vienodai ir labai paprastai. Jei antena yra skydo tipo, tada jos konstrukcijoje yra ekranas ir radiatorius, pagamintas stačiakampio formos ir sumontuotas tam tikru atstumu nuo ekrano. Skirtumai tarp antenų yra tik emiterio ir ekrano dydžiai, taip pat atstumas tarp jų. Antenos, skirtos naudoti patalpose, turi vieną emiterį, o antenos, skirtos naudoti lauke, gali turėti kelis emiterius.

Taip pat pažymime, kad visų antenų kaina yra aiškiai per didelė - nelabai aišku, kodėl reikia mokėti tiek pinigų už du skardos gabalus.