Патч яги антенна своими руками

Антенна ЯГИ для 3G интернета своими руками (наружная, до 16.3 дБ)

В этой статье мы рассмотрим, как можно собрать наружную антенну для 3G-интернета. Подобной информации в интернете мало, и все, что мне удалось найти стоящее, это антенна с усилением до 16.3 дБ. Быть может, у кого из читателей возникнет идея, как можно собрать по такому принципу антенну с усилением до 24 дБ и более.

Что касается материалов, то зачастую подобные антенны собирают из алюминия, но здесь автор заморачиваться не стал и собрал все из стали. По его словам, все прекрасно работает. Все узлы собираются при помощи сварки. Главное — соблюдать точность, от этого сильно зависит качество работы антенны.

Антенна имеет такие параметры:
Диаметр штанги 18 mm
Диаметр петлевого вирбатора равен 4 mm
Диаметр рефлектора/дефлектора составляет 4 mm
Рефлектор размещен от начала штанги на расстоянии 30 мм и имеет длину 81 мм
Длина волны = МГЦ 139 mm
Проектная частота = Yagi 2150,00

Приступаем к изготовлению антенны:

Шаг первый. Изготовление и установка вибратора
Вибратор изготавливается на основе указанной схемы. Устанавливать его нужно на расстоянии в 58 мм от начал штанги и в 28-ми мм от рефлектора.

Источник

Патч яги антенна своими руками

Касаясь темы антенн для 3G 4G и Wi-Fi, мы не можем обойти вниманием патч-антенны. Появление таких антенн возникло с развитием микрополосковой СВЧ технологии, в частности теории микрополосковых длинных линий передачи. Впервые идея такой антенны была предложена еще в 1954 году, однако тогда еще не было подложек для печатных плат с небольшими потерями и она была забыта. Второе рождение патч антенны состоялось в 1972 после доклада американца Роберта Мюнсона на научном симпозиуме. Антенна была им разработана для подвижных объектов, да и сейчас она пользуется особой популярностью у фанатов FPV.

Микрополосковые антенны на печатной плате применяются почти в каждом модеме или другом устройстве в качестве встроенной антенны. Такие антенны весьма технологичны и имеют низкую стоимость при массовом производстве. Не считая фрактальных структур, печатные антенны могут быть вибраторными, щелевыми, плоскими двумерными структурами. Последние представляют собой печатный излучатель в виде квадратной (прямоугольной) или круглой (эллиптической) пластины расположенной над слоем диэлектрика с металлическим экраном, другими словами изготовленные на базе двусторонней печатной платы. Это и есть патч-антенны.

Рассмотрим что из себя представляет прямоугольный патч.Это резонансная система с длинами сторон L и W близкими к половине длины волны с учетом укорочения в диэлектрике и влияния экрана. Такую конструкцию можно рассматривать как объемный резонатор открытый со всех четырех сторон. Не вдаваясь в теорию, будем иметь ввиду, что обе стороны с длиной L не излучают, а щели сторон W — излучают. Таким образом такой патч представляет собой стек из двух элементарных полуволновых излучателей. С другой стороны его можно рассматривать как излучающую рамку.

К недостаткам печатных антенн относится их низкий КПД и относительная узкополосность 2Δf/f₀ Именно антенны с «воздушной» подложкой стоит применять в диапазонах 3G-4G. Ну и следующий логический шаг. Если к такому воздушному патчу добавить собирающую структуру в виде таких же квадратных пассивных элементов, по типу директоров в Uda-Yagi, мы можем значительно поднять коэффициент усиления такой антенны.

Коэффициент усиления патч антенны варьируется от 5 до 9 dBi и сильно зависит от параметров диэлектрика. Чем выше его диэлектрическая проницаемость, тем меньше размеры патча и направленные свойства антенны — хуже. Кроме того наличие диэлектрика понижает КПД антенны. При запитывании с краю патча, входное сопротивление антенны близко к 100 Ом у «воздушного патча» и в 2-3 раза выше этой величины у печатного. Для согласования с фидером 50/75 Ом точку питания сдвигают ближе к центру патча. При этом сохраняется настройка в резонанс и отпадает необходимость в специальных согласующих устройствах, что является еще одним преимуществом антенны. Хотя никто не мешает применять схемы с четвертьволновыми трансформаторами сопротивлений на микрополосковых линиях. Кроме того, из таких патчей относительно несложно создать многоэтажную антенную решетку с высоким коэффициентом усиления. Именно такие конструкции продаются под именем панельные антенны.

Если к патчу подключить второй фидер по оси Y на таком же расстоянии x₀ от края, мы получим простейшую MIMO антенну, которую можно использовать в ближней зоне приема или как облучатель зеркальной антенны в случае дальней зоны от базовой станции. Срезав два противоположных угла антенны, мы получим круговую поляризацию, но для 3G-4G, Wi-Fi антенны это не актуально.

Источник

Патч-антенна, изготовление и практика

Как известно, для увеличения дальности связи эффективнее и экономичнее не наращивать мощность, а пользоваться хорошими антеннами! Достаточно продолжительное время смотрел на холивары по изготовлению патч-антенны собственными руками.
Многие считают что изготовить антенну без специальных приборов невозможно. Другие плюют на это и делают, причём получают достаточно хорошие результаты
В конце концов решил и я сделать подобную антенну.

Антенна имеет направленную диаграмму, поэтому её нужно ориентировать на модель!

В инете есть множество методик по расчёту патча, но я решил идти другим путём. Очень не плохо отзываются любители FPV на форуме http://fpv-community.ru о антенне L-COM производства США

Высота активной части 114.25мм
Ширина 123.15мм
Расстояние между пластинами 15.2мм
Точка запитки 10мм от края.

Заявленные характеристики:Gain 8 dBiFrequency 1080-1200MHz*Horizontal Beam Width 75 degreesVertical Beam Width 65 degreesImpedance 50 OhmMax. Input Power 25 WattsVSWR (точка запитки может быть как сверху так и снизу, антенна ориентируется в пространстве точкой запитки или вниз или вверх, по другому нельзя!)

Центральную жилу припаиваем к верхнему листу, экран к нижнему.

мой скромный результат

Дальше не полетел не из за предела приёма, просто пока опыта мало 🙂

Как обычно отвечу на всё вопросы, ваш Plohish

Источник

Планировал купить антенну для 4G модема, но цены кусаются. Сделал из того, что есть — делюсь с Вами как сделать антенну самому

Не так сложно, как говорят! Описываю процесс создания антенны-пушки Patch-Yagi из подручных материалов за один вечер. Минимум инструментов и материалов. Результат меня обрадовал, теперь планирую повторить эту антенну, но из меди.

Первая часть: покупка материалов и планирование создания антенны.

Не так давно на деньги, заработанные в Дзен, я купил модем HUAWEI E3372 LTE с возможностью подключения MIMO антенны.
Посмотрите обзор модема у меня на канале , вот ссылка .

MIMO (англ. Multiple Input Multiple Output) — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн.

Подключил модем, протестировал и понял, что просто модем без антенны не сможет принимать и передавать сигнал на полную мощность. Мы живем в отдалении от города и ближайшая вышка сотовой связи примерно в 10 километрах, плюс сложный рельеф с сопками. Но даже без антенны модем работал намного быстрее моего DSL интернета от Ростелеком. Кстати, Ростелеком никак не может провести нам оптику! Всё продаёт нам интернет по телефонной линии — прошлый век!

Начитавшись в интернете статей про то, что если установить антенну и подключить её к модему можно увеличить скорость в разы, я принялся искать готовые антенны. Разброс цен от 1500 рублей до 6000 рублей .

Источник

Патч яги антенна своими руками

В связи с переходом на цифровое телевещание происходит переформатирование частотного распределения ДМВ диапазона. В тоже время бурно развивающиеся сети 4G требуют новых частотных ресурсов и появились уже на дециметровых волнах в диапазонах 8-го или 20-го бэндов, в зависимости от региона. Это требует разработки простых и эффективных антенн на эти диапазоны. Кроме того наличие MIMO стало уже стандартом для 4G сетей и изготовление SISO (не MIMO!) антенны для сети четвертого поколения в данный момент совершенно неактуально. Тот кто прочитал статью «Что такое MIMO» знает, что для поддержки этой технологии нам необходимы две антенны. Однако, если мы используем симметричный патч, как например в популярной конструкции «пушка», то мы можем эти две антенны совместить в одной, тем самым существенно сэкономив на «железе». Это, наряду с другими преимуществами патч-антенн, и определило выбор данной конструкции…

Автор и разработчик конструкции — yurik82. На нашем сайте вы можете найти много его разработок как для 3G/4G, так и для цифрового телевидения. У упомянутой нами выше конструкции «пушка» способ выполнения узла порта питания очень существенно влияет на согласование. Все его делают кардинально по разному. Кто то ставит коннектор. При этом крепеж, наличие гаек и винтов, диаметр центрального пина могут существенно различаться. Монтаж фидера без коннектора тоже пестрит разнообразием вариантов. Все это может привести к непредсказуемому результату. Избавиться от этой проблемы позволяет унификация узла питания. В этой конструкции применены стандартные фланцевые F-разъемы (которые можно купить здесь или здесь ), а вместо круглого штыря применена полоса строго определенной ширины, которая вырезается из активного диска, отгибается и припаивается непосредственно к коннектору. Форма патча выбрана квадратной, как более технологичная в изготовлении. Рефлектор применен рупорный, можно применить и плоский, но рупорный более предпочтителен, об этом ниже.

Входное сопротивление антенны близко к 75 Ом, усиление около 10.5 dBi, КСВ в рабочей полосе не превышает 1.4. Развязка между портами MIMO в среднем по диапазону около 18 dB, подавление заднего и боковых лепестков не хуже 20 dB.

Схема антенны (кликните для увеличения):

На схеме для простоты изображено только дно рупорного рефлектора. Между рефлектором, квадратным патчем и круглым директором вставляются отрезки канализационной трубы диаметром 50 мм. Расстояния Of1 и Of2 — это длины этих распорок или, другими словами, расстояния между поверхностями металлических частей конструкции. Все части конструкции скреплены по центру с помощью болта или отрезка шпильки М6 с гайками под ключ на 10. Патч, директор и рефлектор изготавливаются из оцинковки (или любого другого подходящего материала) толщиной 0,5-1 мм. Полоски линий питания вырезаются из самого патча и отгибаются вниз. По длине обрезаются так, чтобы конец линии был выше на 4 мм от дна рефлектора или примерно на 2 мм выше фланца F-коннектора.

Выкройка рефлектора (кликните для увеличения):

Рефлектор изготавливается из квадратной заготовки размером А х А. Не забываем, что у квадрата равны не только все стороны, но и обе диагонали, иначе вы можете вырезать ромб. Диагонали стоит сразу отметить на заготовке. Для защиты от атмосферных осадков рефлектор закрывается сверху пластиковой крышкой, например из оргстекла. Для крепления этой крышки предусмотрены ушки шириной Е = 1 см . Поэтому, отступив от краев нашей заготовки на 1 см, отмечаем квадрат B х B — это будет раскрыв рупора. Отступив еще на расстояние D, отмечаем квадрат C x C — это будет дно нашего рефлектора. От углов квадрата B х B делам отступы на расстояние G по вертикали и горизонтали. Из полученных точек проводим линии к вершинам квадрата C x C. Получившийся уголок вырезаем до края листа. Можно оставить небольшой лепесток для удобства скрепления углов. Сгибание заготовки в короб производится по линиям отмеченным темно-синим цветом. Должен получиться короб с раскрывом 60°. Точка пересечения диагоналей — центр рефлектора. На расстояниях Н от него по диагоналям сверлятся два отверстия под F-коннекторы, а в самом центре отверстие под скрепляющий болт. Пластиковая крышка квадратная со стороной F + 20 мм. Крепится к ушкам рефлектора небольшими болтиками. Места и количество таких креплений не критично.

Размеры элементов антенны сведены в таблицу:

Размер [мм]	Диапазон [МГц]
	800	900
A	510	460
B	490	440
C	310	280
D	90	80
E	10	10
F	400	360
G	45	40
K	100,6	89,5
H	65,5	59
P	165	148
Dr	150	134
Of1	18	16
Of2	28	25
tS	17	15
tW	11	10
tH	14	12

Характеристики антенны для диапазона 800 МГц

Входной импеданс	КСВ	Усиление dBi
Диаграмма направленности	Отношение излучения вперед/назад dB	Развязка между портами MIMO dB

Характеристики антенны для диапазона 900 МГц

Входной импеданс	КСВ	Усиление dBi
Диаграмма направленности	Отношение излучения вперед/назад dB	Развязка между портами MIMO dB

В натурных испытаниях антенна показала себя просто изумительно:

• Прирост силы сигнала по сравнению с телефоном +30 dB;
• MIMO дало реальное удвоение скорости даунлинка (если вытащить второй кабель скорость падает вдвое);
• За счет рупора была сильно подавлена более мощная базовая станция с противоположного направления;

Фото антенны и ее отдельных деталей

На последнем пункте стоит остановиться подробнее. Нередки ситуации когда в центре вашего поселения расположена единственная базовая станция, которая загружена под завязку абонентами. При этом интернет у вас не только не имеет скорости 4G (скорее ближе к 2G!), но даже коннектится через раз. В такой ситуации любой может воскликнуть: «За что я плачу такие деньги этому опсосу?». В некоторых случаях решить эту проблему может позволить наша антенна с рупорным рефлектором. Базовые станции LTE-800 и LTE-900 обычно устанавливаются в местах с пониженной плотностью абонентов и покрывают много населенных пунктов. Некоторые базы (особенно вблизи крупного пункта, типа райцентра) более загружены, выдают меньше скорость. База с более слабым сигналом в небольших сёлах может оказаться менее загруженной и выдавать выше скорость. Хотелось бы подключиться к ней, но для этого надо как-то ослабить нежелательный сигнал более мощной БС. В таких ситуациях помехозащищенность антенны (подавление задней полусферы) как правило выгоднее, чем наращивание усиления вперёд. Ведь для того чтобы увеличить усиление вперёд хотя бы на 3 дБ (в 2 раза) размеры антенны надо увеличить как минимум в 2 раза, применяя более сложные технологии фазированных решеток. А на частотах ДМВ такие решетки получаются довольно солидных размеров. В то же время значительное ослабление, не менее чем в 40 раз (на 16 дБ) сигналов задней полусферы позволяет ускорить ваш интернет при сравнительно небольшом увеличении размеров и без усложнения конструкции самой антенны. В принципе можно использовать и плоский рефлектор. Оптимальные его размеры для 8-го бэнда 28х28 см (для 20-го — 31х31 см), минимально возможные — 21х21 см (для 20-го — 24х24 см), но при этом уровень боковых лепестков сильно возрастает. Для защиты от атмосферных осадков в случае плоского рефлектора вам все равно придется искать какой то пластиковый ящик для антенны. А здесь роль такого ящика выполняет сам рефлектор одновременно выполняя свою полезную «электрическую» функцию.

Источник