Направленная антенна 433 мгц своими руками

Направленная антенна 433 мгц своими руками

Наиболее удобный по волновым свойствам диапазон радиоизлучения для маячковой системы поиска 433-435МГц. Наиболее проста, доступная для самостоятельного изготовления и очень приличная по возможностям антенна для этой системы — антенна типа «волновой канал» или «яга», от английского Yagi.

Честно говоря, я хреновый специалист в антенной теории, но на практике мне, всеми правдами и неправдами, даже без спецоборудования, удалось сделать неплохую 4-х элементную ягу для маяка с частотой 433,1 МГц.

Поскольку я сделал две таких антенны и их характеристики оказались идентичными, могу утверждать, что конструкция достаточно отработана и вполне годится для повторения.

Материалы

Материалы для антенны недорогие и не дефицитные, но хочу обратить внимание, что надо как можно точнее выполнить все рекомендации по размерам и материалам. Иначе за результат не гарантирую. Антенна — дело тонкое.

Прежде всего, нам понадобятся медные прутки диаметром 4,4 мм. Именно медные и именно такого диаметра. На крайняк 4,5мм. Для этого на строительном рынке находим в электротоварах кабель с медными жилами нужного диаметра. Будем делать из него рабочие элементы антенны.

Затем надо купить в сантехнике дюймовую ПВХ трубу. Диаметр примерно 25 мм. Метра будет достаточно.

Важным элементом антенны является высокочастотный кабель. Нужен кабель с сопротивлением 50 Ом, например RG58. Я, правда, в первом варианте антенны использовал обычный телевизионный кабель (75 Ом), и особых проблем не испытал. Оптимальная длина кабеля 60 см, но можно и поварьировать из соображений удобства.

Обязательно надо продумать соединение антенны с рацией, т.е. кабеля с рацией. Модель разъема зависит от рации, к которой подключается антенна. Я использую китайскую рацию Baofeng. Для нее нужен разъем типа SMA. Его можно приобрести на Алиэкспрессе, только не надо путать с RP-SMA. Очень хорошее решение, которое я применил во втором варианте антенны, купить на Алиэкспрессе кабель с уже пристыкованным разъемом. Такие по 50 см длинной тоже продаются на Алиэкспрессе.

Кабели и разъемы можно поискать на радиорынках. Разъем можно и сколхозить, но в современных условиях в этом нет необходимости.

Понадобятся еще кое-какие мелочи, будет ясно по ходу, ну и чтобы попаять, посверлить, попилить.

Изготовление

Собираем антенну согласно схеме на рис.1.

Нарезаем из медной жилы элементы антенны с максимально доступной точностью.

Отрезаем для несущей части, бума, кусок пластиковой трубы. Чтобы элементы антенны были расположены в одной плоскости, применяем хитрый способ сверления. Сначала по краям бума просверливаем отверстия для пары гвоздей, диаметром в районе 3 мм. Гвозди должны плотно входить в отверстия без люфта. Отверстия должны быть примерно в одном направлении. Прибиваем этими гвоздями бум к ровному деревянному бруску. Так мы жестко фиксируем бум и получаем четкую опору для сверления. Теперь, разметив положения отверстий для элементов антенны, засверливаем сверлом 4,2 мм на сверлильном станке, оперев на столик станка брусок с бумом. Если сверлите дрелью, то нужен станочек для дрели. Отверстия получаются строго в одной плоскости и в одном направлении.

Теперь вставляем элементы антенны в соответствующие отверстия согласно схеме. Вставляются они в натяг и хорошо держатся. При желании можно подмазать суперклеем стыки элементов с бумом. Предварительно, конечно надо все отцентровать. Чтобы вставить вибратор придется проявить некоторую сноровку и сообразительность, но главное — надо предварительно залудить припоем торцы вибратора, дабы облегчить припайку кабеля в перспективе. И еще, прежде чем вставлять вибратор, надо просверлить в стенке бума отверстие 12 мм в районе размыкания кольца вибратора, т.е. нулевой точки. Это отверстие делается, естественно, перпендикулярно направлению отверстий под элементы и нужно для доступа к торцам вибратора для подпайки кабеля.

Как пишут спецы, просто подсоединить кабель к вибратору будет неправильно. Надо организовать согласование кабеля с вибратором. Наиболее удобным способом согласования, на мой взгляд, является, так называемый, четвертьволновой стакан. Делается он очень просто. Со стороны контакта кабеля с вибратором на расстоянии 120 мм от края снимаем узкую полоску изоляции кабеля, обнажая полоску оплетки примерно 5 мм шириной. Далее берем полосу пищевой фольги шириной 120мм и обматываем крайний участок кабеля этой фольгой с заходом на оголенную оплетку. Тонкой проволокой прижимаем фольгу в районе оголенной оплетки, обеспечивая контакт фольги с оплеткой. Можно это место пропаять. Вместо фольги можно взять кусок оплетки с другого кабеля. Длина стакана получается 115 мм.

Теперь можно закрепить фольгу термоусадочной трубкой. Для фиксации кабеля в буме я надел на кабель пробку из пористой резины. Если к кабелю уже присоединен разъем для рации, то можно его паять к вибратору. Паяем через окошко 12 мм, которое мы подготовили — оплетку к одному торцу вибратора, центральную жилу к другому. Зафиксировав кабель резиновой пробкой от болтанки и смещения, мы завершаем изготовление антенны.

Использование

Антенна используется с рацией в качестве приемной. Принимается сигнал от радиомаяка, установленного на ракете. Дальность приема зависит от многих факторов. Я на практике получал 600-800м. Это при обычных условиях — ровное поле и маяк лежит на земле.

Направление на ракету определяется по максимуму громкости принимаемого рацией сигнала, который должен соответствовать прямому направлению антенны на ракету. Чем острее диаграмма направленности антенны, тем по идее проще определить направление. Расчет в программе MMANA-GAL дает диаграмму, как показано на фото. Практическую диаграмму можно получить с помощью самодельного индикатора излучения.

На практике все получается несколько сложнее. На современных рациях вмешивается аппаратная компенсация силы сигнала от источника. Это очень мешает нахождению максимума сигнала. Я применил обходной маневр, который дал очень неплохой результат. Сначала определял примерное направление на ракету. Затем определял минимум сигнала при отклонении антенны влево, минимум при отклонении вправо и брал результирующее направление по биссектрисе. Такой способ дал очень хороший результат как в полевых испытаниях антенны, так и в конкретном поиске ракеты Эврика-1, пуск от 22.07.2014. /15.08.2016 kia-soft/

Модификация 5-ти элементная

Схема представлена на рис.2. Технология и материалы все те же. Кабель 50 ом. Разъемчик к рации типа SMA с Алиэкспресса.

Естественно, размеры дополнительного директора брались не с потолка, а просчитывались в программе MMANA-GAL. Расчет показал возможность увеличения усиления антенны, хотя и не большое. Форма диаграммы направленности не супер вытянутая, но есть один существенный нюанс — заметно возросло отношение максимального и минимального сигнала.

Полевые испытания очень обнадежили. Если 4-х элементка уже затыкалась на 800м, то 5-ти элементная модификация ловила на 800м очень уверенно. К сожалению, проверить полную рабочую дальность не хватило расстояния поля, но думаю на 1000м работать должна. Это в условиях прямой видимости, когда маяк лежит на земле. От маяка тоже зависит, я работал с Rockwell-B7+ от Слона. Его мощность 100мВт.

При испытаниях выяснилась одна любопытная вещь. Я выше упоминал, что значительно увеличилось отношение максимального и минимального сигнала. Это оказалось очень полезным при поиске по минимуму сигнала. Т.е. мы поворачиваем антенну до максимального ухудшения сигнала в обе стороны, а направление поиска получаем по биссектрисе этих двух направлений. В условиах современных раций с АРУ это наиболее надежный способ. Так вот в данном случае у 5-ти элементной антенны получилось очень четкое падение сигнала на определенном угле, что сильно облегчило задачу определения направления поиска.

В общем, модификация оказалась весьма полезной. Антенна успешно была использована при запуске ракеты Круиз-1М. /20.08.2017 kia-soft/
***

Источник

Антенна 433 МГц. Антенны на 433 МГц своими руками

В большинстве случаев, когда речь заходит об антеннах, люди представляют себе большие «тарелки», которые установлены за окном или на крыше дома. Однако стоит понимать, что это далеко не так. Дело в том, что размер антенны зависит от того, какую частоту и длину волны она будет ловить. Естественно, если вы хотите ловить сигнал спутника, чтобы транслировать несколько десятков телевизионных каналов, то вам понадобится большая антенна. Но далеко не всегда вам нужен такой сигнал. Именно поэтому и стоит рассмотреть такую вещь, как антенна 433 МГц. Это устройство сильно отличается от тех антенн, которые вы привыкли видеть на окнах и крышах. Оно является очень маленьким и, как уже можно заметить по названию, принимает не самые длинные волны сигнала. Зачем могут пригодиться такие волны? Большинство людей не обращают на них внимания, однако если вы любите наполнять свой дом различными предметами, работающими на дистанционном управлении, то вам определенно понадобится далеко не одна антенна 433 МГц. Если вы научитесь пользоваться их свойствами, то сможете создавать в своей квартире такие вещи, как радиорозетка или даже кормушка для домашнего питомца с дистанционным управлением. Заинтересованы? Тогда читайте статью далее, и вы узнаете, что представляет собой данная антенна, как ее использовать, где купить, а самое главное — как сделать ее собственными руками, если вы не хотите тратиться на покупку.

Что это за антенна?

Итак, в первую очередь необходимо разобраться с тем, что представляет собой антенна 433 МГц. Как вы уже могли понять, это устройство, которое позволяет вам настроить определенный прибор на конкретную частоту, чтобы затем взаимодействовать с ним. Установив антенну в конкретный прибор, вы сможете затем посылать ей сигнал на определенной частоте, чтобы активировать этот прибор и контролировать его. Это очень полезная функция в любом доме, так как вы сможете значительно упростить многие процессы. Однако далеко не каждый сможет проделать нечто подобное – вам нужно хорошо разбираться в данной сфере, чтобы настроить приборы на нужную частоту. Но если вы поставите перед собой цель, то достигнуть ее определенно сможете. Просто вам придется как следует постараться, и начать стоит с изучения именно этой антенны, так как она является одним из самых главных элементов. Вам определенно стоит знать, что антенна 433 МГц бывает трех типов: штыревой, спиральной и вытравленной на печатной плате. Чем они различаются? Какую лучше выбрать? Именно об этом и пойдет речь дальше. Вам предстоит узнать, что представляет собой каждая из этих антенн и понять, какая из них лучше всего подходит для вашей конкретной цели.

Штыревые антенны

Как может оказаться в вашем распоряжении антенна на 433 МГц? Своими руками сделать ее довольно просто, но также вы можете приобрести и готовую, которая обойдется вам немного дороже, но сэкономит немного времени. В любом случае вам сначала нужно определиться с тем, какой именно тип вы хотите получить. И первый тип, о котором пойдет речь, – это штыревая антенна. Ее основным преимуществом является то, что она имеет самые лучше технические характеристики по сравнению с остальными видами. Именно поэтому практически всегда люди делают выбор в ее пользу. Более того, ее сделать своими руками гораздо проще. Так что в целом это наилучшая антенна на 433 МГц, своими руками сделанная или же купленная в магазине. Однако при этом вам не стоит думать, что она идеальна. Если бы ситуация обстояла именно так, то потребности в других видах попросту не было бы. Именно поэтому необходимо отдельно рассмотреть недостатки, которые имеет этот вид антенн, чтобы вы были в курсе всех особенностей, прежде чем принимать решение о покупке.

Недостатки штыревых антенн

Первый недостаток, которым обладают штыревые направленные антенны 433 МГц, – это подверженность влиянию окружающей среды. Проблема заключается в очень сильном отражении и интерференции, которые возникают, если вы пытаетесь использовать антенну в закрытом помещении. Таким образом, она больше подходит для переносных приборов, а не для домашних бытовых приборов, так как в домах из-за малого количества пространства, препятствий в виде мебели и стен сигнал может искажаться, теряться и не доходить до целевого устройства. Так что в первую очередь вам стоит задуматься о том, с какой целью вы собираетесь использовать антенну, а затем уже принимать решение о ее покупке. Однако это не единственный недостаток штыревых антенн, которые изначально могли показаться идеальными. Оказывается, штырь в этой антенне должен быть практически (или полностью) параллельным заземленной пластине, на которой находится сама конструкция. Как вы легко можете понять, в небольших бытовых приборах это очень сложно реализовать. Поэтому вы уже могли сообразить, что штыревые направленные антенны 433 МГц лучше всего подходят для различных портативных приборов более-менее крупных размеров или же тех, на которых антенну можно установить снаружи. В домашних условиях использовать такие антенны не рекомендуется. Но чем же их тогда заменить? Насколько вы помните, существуют еще два вида таких антенн, так что пришло время обратить внимание на них.

Спиральные антенны

Проще всего вам дастся штыревая самодельная антенна на 433 МГц, однако, как вы уже могли заметить выше, она неидеальна. Поэтому стоит обратить внимание на другие виды, например, на спиральную антенну. Чем она отличается от штыревой? Во-первых, она также имеет неплохие технические характеристики, так что в этом плане вы можете использовать с полным спокойствием как первый, так и второй вид. Что же насчет помех? Оказывается, они у спиральной антенны также присутствуют в закрытых помещениях, причем иногда бывают даже более сильными, чем у штыревых. Поэтому остается взглянуть на последний параметр – компактность. Как вы помните, штыревые антенны из-за особенности конструкции должны либо размещаться на корпусе устройства, либо внутри него, но при этом внутри устройства должно быть довольно много свободного места, чего сложно добиться, когда речь идет о небольших бытовых приборах домашнего использования. И по этому параметру спиральная антенна обходит штыревую, потому что она является крайне компактной и позволит вам сделать радиоуправляемым практически каждый прибор в вашем доме. Естественно, самодельная направленная антенна 433 МГц, сделанная таким образом, займет у вас гораздо больше времени, но если вы собираетесь купить антенну, то вам определенно стоит взглянуть на спиральные версии, так как они могут вам пригодиться и очень сильно помочь.

Антенна на плате

Если вам нужна качественная компактная коллинеарная антенна на 433 МГц, то вам определенно стоит обратить внимание на этот вид, то есть на антенны, которые втравлены в плату. Это означает, что данный вид невозможно (или же очень сложно) сделать своими руками, поэтому рассматриваться они будут исключительно как покупные. В чем их преимущества перед описанными выше двумя типами? В первую очередь, они имеют неплохие характеристики. Конечно, не такие впечатляющие, как у предыдущих двух вариантов, однако достаточно хорошие для повседневного использования. Основным их преимуществом является компактность – такие антенны можно разместить абсолютно в любом устройстве. Но, как уже было сказано выше, основным их недостатком является то, что двухдиапазонная антенна 144-433 МГц на плате, сделанная своими руками – это нечто фантастическое. Именно поэтому далее этот вариант рассматриваться не будет по той причине, что оставшаяся часть статьи будет уделена созданию антенны своими руками. Насколько это сложно сделать? Что для этого понадобится? Обо всем этом вы узнаете далее.

Необходимые расчеты

Но если вы решились сделать антенну своими руками, то вам понадобится немало теоретических знаний по этой теме. Дело в том, что любое отклонение в процессе изготовления не позволит вам настроить антенну на прием конкретной частоты. Поэтому все должно выполняться очень точно, так что начинать всегда рекомендуется с расчетов. Сделать их не так сложно, потому что все, что вам нужно рассчитать, – это длина волны. Возможно, вы разбираетесь в физике, поэтому вам будет намного проще, так как вы будете понимать, о чем идет речь. Но даже если физика – это не самая сильная ваша сторона, вам не обязательно нужно понимать, что означает каждая переменная, чтобы провести необходимые расчеты. Итак, как же высчитывается длина антенны 433 МГц? Самое основное уравнение, которое вам нужно знать, – это то, которое позволит вам высчитать необходимую длину антенны. Для этого вам нужно сначала рассчитать длину волны, так как длина антенны составляет одну четвертую часть длины волны. Те люди, которые разбираются в физике, могут сами рассчитать необходимую длину волны для конкретной частоты: в данном случае это 433 МГц. Что необходимо сделать? Вам необходимо взять показатель скорости света, который является постоянным, а затем разделить его на необходимую вам частоту. В результате получается, что длина волны для данной частоты составляет около 69 сантиметров, но при такой детальной настройке лучше использовать более точные значения, поэтому стоит сохранить хотя бы два знака после запятой, то есть финальный результат – 69.14 сантиметра. Теперь необходимо разделить полученное значение на четыре, и получится четверть длины волны, то есть 17.3 сантиметра. Такой длины должна быть ваша J-антенна 433 МГц или любой другой вид, который вы захотите использовать. Помните, что независимо от типа, длина антенны должна оставаться неизменной.

Использование полученных данных

Теперь вам необходимо использовать данные, которые вы получили, на практике. Антенна 144-433 МГц может делаться различными способами, однако практическое применение теоретических сведений должно всегда быть одинаковым. О чем идет речь? Во-первых, вам необходимо всегда брать проволоку на несколько сантиметров длиннее, чем желаемая длина антенны. Почему? Дело в том, что в теории все получается довольно точно, однако на практике работать все будет далеко не всегда так, как вы планируете. Поэтому вам стоит всегда иметь некоторый запас на тот случай, если что-то пойдет не так или сигнал не будет ловиться на той частоте, на которой вы хотели. Всегда можно легко откусить проволоку в конкретном месте, когда вы определите необходимую длину. Во-вторых, вам стоит всегда помнить, что длина отсчитывается от того места, где проволока выходит из основания. Таким образом, полученные 17 сантиметров должны отсчитываться от основания вашей антенны. Чаще всего вам придется использовать немного более длинную проволоку, так как вам нужно будет запаять вашу антенну. Антенна 433 МГц штыревая тем лучше будет работать, чем больше вы штырей используете, поэтому вам стоит позаботиться о том, чтобы каждый из них был одинаковой длины.

Подготовка материалов

Итак, с теорией покончено, пришло время заняться практикой. А для этого вам нужно будет взять все, что вам понадобится для создания собственной антенны. В первую очередь, это проволока или прутья, которые будут составлять основную приемную часть вашей антенны. Во-вторых, вам понадобится основа для вашей антенны. Желательно, чтобы в ней было несколько отверстий, которые вы сможете использовать для крепления штырей. Если эти отверстий не будет, вам придется или просверливать дыры, или же паять прямо к прямому металлу, что не очень удобно и не позволит вам правильно подсчитать длину заранее. Поэтому используйте основание с готовыми отверстиями. Естественно, вам понадобятся и другие вещи, такие как, например, паяльник, однако об этом известно каждому, поэтому нет смысла перечислять все такие предметы.

Выполнение работ

В первую очередь вам нужно подготовить материал для дальнейшей работы. Для этого все штыри вам нужно зачистить, залудить и обработать флюсом. После этого вам нужно обрезать штыри до необходимой длины, но при этом не забывайте о том, чтобы оставить немного длины, чтобы затем подкорректировать готовый результат. Затем вам нужно браться за паяние – каждый из штырей необходимо запаять с обратной стороны антенны, а затем взять еще один, который будет крепиться к антенне. Его длина уже не играет роли, так как он будет исполнять функцию держателя и не будет отвечать за принятие сигнала. Его также нужно запаять, после чего вы уже можете полюбоваться на результат вашей работы.

Финальные шаги

Что ж, ваша антенна уже готова к использованию. Вам осталось лишь сделать финальные шаги. Обрежьте лишнюю длину штырей, чтобы сигнал принимался идеально. Если у вас есть термоусадка – используйте ее. И помните – это лишь один из примеров самодельной антенны. Вы можете сделать также и спиральную антенну, а штыревая антенна в вашем исполнении может выглядеть совершенно иначе. Однако расчеты для получения длины антенны актуальны в любом случае, да и шаги создания антенны собственными руками также будут отличаться лишь в деталях.

Источник