Бывают такие ситуации когда без использования антенны нет возможности пользоваться всеми преимуществами современного мира. Причем не важно, антенна нужна для приема или раздачи WiFi, приема 3G/4G интернета или для усиления телевидения.
В интернете множество схем и примеров различных антенн, но в основном, если смотреть в сторону мобильного 3G/4G интернета, это Би квадрат – она же Антенна Харченко.
Я же решил отойти от “канонов интернета” и решил сделать коллинеарную антенну.
Задача была такой: обратился знакомый и попросил сделать антенну для промышленного модема который будет установлен на комбайн. Комплектные антенны типа “Штырь” (или всенаправленный штырь) часто не справляются со своей задачей. Оборудование часто теряло соединение с сетью и соответственно работа приостанавливалась.
В такой ситуации использовать направленную антенну не имело смысла, т.к. техника постоянно перемещается. А разрабатывать Штырь большего размера размера было…..эммм, ну не интересно и наверное малоэффективно.
В общем выбрали Коллинеарную антенну. Причем в том варианте где она изготавливается из коаксиального кабеля и начали искать расчет.
Частота на которой работает наш модем была +/-900 Мгц. Средняя частота составила 925 Мгц.
Схема для сборки антенны своими руками
- Рабочая частота: f=925 МГц
- Внутренняя изоляция кабеля: PE
| Параметр | Размер |
|---|---|
| Длина волны | 324.1 мм. |
| Длина E | 107 мм. |
| Длина W | 81 мм. |
| Длина B | 77 мм. |
| Длина F | 162 мм. |
Сборку начнем с подготовки, а именно со сбора тех материалов которые потребуются. Итак список того что я использовал:
- Кабель коаксиальный RG6 – фирма неизвестна, остатки от старых времен
- Pigtail от 3G модема, но можно и без него 🙂
- 3 ферритовых кольца – пришлось купить, в запасах не было, но стоят копейки.
- Труба ПВХ – 25мм – осталась со времен переделки отопления
- 2 заглушки для ПВХ трубы 25мм
- SMA разъем обжимного типа – тоже куплен и тоже не дорого
- Герметик силиконовый, прозрачный. Марку не помню, но это и не важно.
Далее в соответствии со схемой нарезаем нужное количество элементов, причем крайне важно, нужной длины.
Да, забыл написать в начале. От количества элементов зависит будущий коэффициент усиления антенны. Я делал 4-х элементный вариант. Т.к. частота у меня довольно низкая, делать с большим количеством означало еще сильнее увеличить размер.
Расчет коэффициента усиления коллинеарной антенны
- 2 элемента – 3.7 dBi
- 4 элемента – 6.2 dBi
- 6 элементов – 7.5 dBi
- 8 элементов – 8.4 dBi
- 12 элементов – 10.4 dBi и так далее….
После того как каждый отрезок отмерян и зачищен, можно начать пайку. Рекомендую использовать качественный флюс, крайне желательно безкислотный, т.к. кислота в будущем может навредить изделию.
Я использую для пайки обычный медный паяльник, оловянно-свинцовый припой с вкраплением канифоли и флюс F-2000…. В общем рекомендую делать также.
Обязательно нужно пролудить каждый отрезок коаксиала. Причем и на оплетке и на центральной жиле. Желателно при пайке экрана его сильно не перегревать, чтобы не оплавилась изоляция между экраном и центральной жилой.
После того как все элементы залужены и четко распределены, можно начинать спаивать их друг с другом.
Я столкнулся со следующими сложностями. Антенна получалась довольно длинная и при соединении нескольких элементов было довольно сложно избегать перегибов. Поэтому решил после каждого соединения заливать стык термоклеем. Таким образом конструкция стала несколько прочнее.
А теперь о том что у меня не получилось. На схеме указан стакан который необходимо подпаять к оплетке на определенном расстоянии. По информации из интернета смог найти следующее: стакан должен быть минимум в 3 раза большего диаметра чем кабель. Желательно чтобы он был выполнен из меди.
Назначение данного стакана (опять же из интернета) это устранение паразитных токов, проще говоря лишних шумов и наводок.
Не получилось у меня найти медную трубку такого диаметра, поэтому решил хоть как-то выполнить данный кусок из алюминия. Но к сожалению тоже диаметром не в 3 раза больше, а ровно такого чтобы внутрь заходил кабель. Ну нет у меня такого материала…. к сожалению. В общем вышло вот так:
Та часть трубки которая ближе к ферритовым кольцам контактирует с оплеткой кабеля. Сделал так, зачистил небольшой кусок изоляции, залудил экран, припаял небольшой кусок латунной пластины и потом плотно накрутил трубку на все это. Концы залил термолеем для дополнительной фиксации.
Теперь остается только все это собрать в корпус и загерметизировать.
Сборка самодельной антенны
Для корпуса использовалась 25мм труба ПВХ и две заглушки из того же материала.
Перед тем как поместить в корпус нужно либо припаять разъем чуть ниже ферритовых колец, либо заранее отмерять нужную длину кабеля, чтобы не было лишних соединений. Я решил делать с разъемом, т.к. не знал как будет обстоять дело на Агро технике с креплением и какая нужна длина кабеля.
В общем старый Pigtail от модема обрезал и коаксиальный кабель от антенны спаял с отрезком переходника. Естественно центральная жила на центральную и экран на экран. Все это заизолировал в термоусадку.
Далее поместил антенну в трубу и с той стороны где нет разъема запаял заглушку паяльником для ПВХ труб. Вторая сторона была более изощренной. Заглушку пришлось вытачивать таким образом чтобы она надевалась на трубу. А также в ней нужно было просверлить отверстие под F разъем бывшего переходника.
Когда все это было проделано заглушку залил силиконом и максимально плотно надел на трубу. Теперь антенна герметична.
Ну и последним был обжат кабель разъемом SMA (именно такой на модеме разъем), а с другой стороны накручена F-ка.
На этом пожалуй все. Тестирование в полях и на комбайне еще в процессе, поэтому о результатах ничего сказать не могу. Как только станет что-то известно, обязательно дополню статью.
