последнее обновление 8 марта 2015 г.

home page КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН

Underwater video

RADIO Telemetry Industrial Sensors

   АНТЕННЫ - 2

  - Компания EXERGIA DIVISION II

 

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ АНТЕННЫ - 2

Антенна является самой ответственной частью любой радиотехнической системы. Правильно выбранная антенна - залог успешной работы любого радиоканала связи. Не имеет значения, насколько высоки параметры электронной части вашей аппаратуры связи, хорошая антенна может улучшить параметры системы на один - два порядка, плохая антенна может сделать тоже самое, но увы,  с обратным знаком.

Выбор антенны для использования вне помещений нужно производить, обращая особое внимание на материалы, из которых изготовлена антенна, качество пластика кожуха облучателя, кабель и коаксиальный разъём. Не покупайте антенну, если вы не уверены в продавце полностью.

Приобретая антенну через Интернет, не покупайте антенны на сайтах, не имеющих крупных фотографий антенн, узлов крепления и подробных технических характеристик. На сайте продавца должны быть ссылки на сайт производителя. Антенны должны продаваться с паспортом и инструкцией по установке и гарантией, не менее трех лет безотказной работы.

Отражатель антенны должен быть изготовлен из нержавеющего материала, если отражатель решетчатый, то особое внимание нужно обратить на соединение вертикальных и горизонтальных деталей решетки: соединение должно быть выполнено методом холодной сварки, необходимо проверить каждое пересечение, плохая сварка вызовет быструю коррозию всего отражателя. Практически идеальным является алюминиевый литой полудутый рефлектор, применяемый в антеннах PAWDC-24 производства Pacific Wireless, Эта антенна состоит из двух половинок, и легко пересылается по почте, она легка, всего 2 кг, и может быть собрана непосредственно на месте установки, что немаловажно, т.к. не надо поднимать наверх антенну с размахом в один метр. Не случайно эти антенны являются самыми популярными Wi-Fi антеннами на сегодняшний день.

GRID PARABOLIC ANTENNA PACIFIC WIRELESS PAWDC 24 dBi

Примеры неправильно сконструированных отражателей решетчатых антенн.

1. Отсутствует проводник по периметру антенны, ячейки явно великоваты для заявленной рабочей частоты 2.4 ГГц. Скорее всего это антенны диапазона 1.2 ГГц, модернизированные путем смены облучателя.

2. Паренек на фотографии, в общем-то зря радуется, уровень боковых лепестков его антенны наверняка такой, что она в ближнем эфире воспринимается как OMNI.

Антикоррозионное покрытие антенны должно быть выполнено при помощи порошковой эмали, новая антенна должна выглядеть "как пластмассовая". Отражатель антенны должен быть идеальной формы: положите его на плоскую поверхность, вершины сегментно-параболической антенны или окружность параболы должны полностью лежать на поверхности, не создавая зазоров.  Не покупайте даже слегка деформированную антенну ни в коем случае.

Конструкция антенны в целом должна производить благоприятное впечатление, крепежное устройство и болты должны быть изготовлены из анодированой стали или дюралюминия, иметь избыточно массивный вид, и непропорцианальные весу антенны, большие болты крепления. Мощные крепления важны для удержания при сильном ветре и снегопаде.

Не следует забывать, что упавшая из за некачественного крепления  антенна, может отправить вас прямиком на скамью подсудимых.

Коаксиальный разъём должен иметь фторопластовую изоляцию внутри, резьба на разъёме должна быть идеальной формы и иметь гладкую поверхность. Предпочтение надо отдавать маркированным разъёмам, разъёмы российского производства должны иметь серебрянное покрытие, и маркировку СР-50-хх. разъём-подделка, или разъём, не рассчитанный на работу в частотном диапазоне ISM  может "сьесть" до 5 децибел.

Кабель, выходящий из антенны должен быть очень гибким и не в коем случае длинным, более 30 см. Кабель белого цвета не допускается.

Если вам дорога чистота российского эфира, и вы покупаете антенну не с целью выкинуть ее через год-полтора эксплуатации, то не покупайте антенны, произведенные где-то в районе "Золотого Треугольника" или, прости господи, в Китае. Такие антенны, как правило стоят так дешево, что иногда кажется что те кто их делает вообще не получает зарплату, а может еще и сам платит за то чтобы делать такие чудесные вещи. Китайские антенны, зачастую, будучи только вынутыми из упаковки, уже имеют следы ржавчины. На российском рынке достаточное количество своих, отечественных производителей, продукция которых ничем не уступает в качестве европейским или американским образцам.

Ячейки решетчатой антенны должны иметь размеры меньше четверти волны, пересчитанной из минимальной рабочей частоты, периметр холодносварного отражателя должен быть опоясан сплошным кольцевым проводником.

Если у вас есть возможность приобрести  антенну со сплошным рефлектором, то естественно, надо отдать такой антенне предпочтение. Как правило такие антенны, при одних и тех же размерах, что и решетчатые,  имеют более высокие параметры, такие антенны выполняются по офсетной схеме (смещенный фокус) и очень удобны для монтажа аппаратуры прямо на держателе облучателя. Единственным недостатком таких антенн является повышенная "парусность", офсетная антенна серьезно добавляет нагрузку на мачту и крепежное устройство.

Выбирая офсетную антенну, особое внимание надо обращать на держатель облучателя, он должен быть мощным, не менее трех сантиметров шириной. Держатель серийных антенн высокого качества обычно выполнен из металлического прямоугольного профиля размерами 30х15 мм.. Держатель круглого сечения, сделанный из обычной трубки, зачастую пластмассовой, это верный признак того, что антенна сделана, как говорят "на Малой Арнаутской", т.е. кустарным способом.

Антенны со смещенным фокусом (Offset Dishes)

Преимущества антенн со смещенным фокусом

• Смещение фокуса позволяет вынести облучатель антенны из зоны апертуры, тем самым увеличивается коэффициент усиления антенны и устраняются фазовые искажения, присущие некоторым типам прямофокусных антенн.

• Смещенный фокус позволяет применять в качестве облучателя более эффективные антенны, при этом размеры облучателя не ограничиваются.

• Направление на корреспондента всегда совпадает с осевой линией держателя облучателя антенны.

• Держатель облучателя антенны удобен для крепления радиомодемов в непосредственной близости от антенного разъёма, что позволяет свести потери в радиотракте к минимуму.

***

Облучатель офсетной антенны должен быть закреплен на траверсе надежно, при помощи специального фасонного держателя, анодированными болтами, проходящими сквозь тело траверсы, никаких дополнительных отверстий в месте крепления облучателя быть не должно. Отверстия крепления должны быть окрашены изнутри в едином цикле с траверсой. Все это указывает на серийность изготовления антенны. Труба траверсы облучателя должна быть надежно закрыта заглушками, или заварена, во избежание попадания внутрь воды, и деформации на морозе, связаной с образованием льда внутри трубы.

Конструкция облучателя должна быть канонической, следует знать, что никаких комбинированных антенн с большим усилением, типа "восмерок", "бабочек", "двойных квадратов", и тому подобных любительских конструкций, серьезные изготовители не применяют по двум причинам. Первая, это несовместимость геометрической формы поля, создаваемого такими облучателями, с геометрической формой стандартных Ku-Band рефлекторов, вторая, это низкая технологичность изготовления такого рода антенн.

Единственно возможными конструкциями облучателя фирменных профессиональных антенн с линейной поляризацией, являются Волновой Канал (Yagi) и, очень редко, рупор (Horn),  или диэлектрическая антенна. Такие облучатели имеют форму короткого цилиндра, и могут использоваться как отдельные антенны. Подробнее см. здесь

В антеннах с круговой или эллиптической поляризацией применяются спиральные облучатели.

ОБЛУЧАТЕЛИ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ АНТЕНН, ИЛЛ. ИЗ КНИГИ «СПРАВОЧНИК ПО  РАДИОЭЛЕКТРОННЫМ УСТРОЙСТВАМ»

под ред. профессора Куликовского.

Рисунок "б" изображает облучатель, применяющийся в антеннах типа BAKFIRE. Иллюстрация "и" показывает облучатель антенн с круговой поляризацией. Рупорные облучатели, как правило, применяют в антеннах, работающих в диапазонах 5 и более Гигагерц.

На фото показан облучатель, применяющийся в антеннах как с прямым, так и со смещенным фокусом, это антенна типа Волновой Канал, совмещенная с согласующим устройством типа четвертьволнового коаксиального трансформатора.

Итак, внешний вид и элементы конструкции антенн, применяемых для связи в диапазонах ISM нами рассмотрены, теперь можно переходить к вопросу о выборе необходимого коэффициента усиления антенны.

В общем случае, коэффициент усиления антенны и цена связаны определенной зависимостью, но зачастую разница в цене между антеннами на  20 и 24 dBi составляет всего 10-15 долларов, и, например, если вам, исходя из ваших расчетов подходит антенна на 20 dBi, то лучше все-таки купить на 24dBi. Главным критерием выбора антенны безусловно является расстояние между точками линка, а в расчетах необходимо использовать данные о чувствительности и выходной мощности вашей аппаратуры.

Для начала расчётов необходимо и полезно произвести некоторые умозрительные рассуждения, например, неплохо вспомнить, что аппаратура широкого применения имеет температурный дрейф, как чувствительности приемника, так и выходной мощности передатчика, и ведущие производители не стесняются приводить эти цифры. К счастью, дрейф не так велик, и составляет не более +/- 2dB. Естественно, что нас не интересуют положительный дрейф, а интересует только отрицательный, итак, мы имеем 4 децибела дрейфа в сторону уменьшения качества линка. Еще одним негативным фактором является наличие на улице всевозможных погодных явлений, таких как туман, снег и сами понимаете, дождь. Из практики известно, что на качество линка более всего влияет проливной дождь, поэтому затухание в размере (см. ссылку) 0.05dB@2.4GHz, характерное для дождя, мы примем за максимум. Также необходимо учесть разброс коэффициента усиления антенн, и другие непредсказуемые потери. Все это будучи просуммированным, включается в расчеты линка со знаком минус. Все отрицательные факторы учитываются в понятии SOM (System Operating Margin) или по-русски "Запас линка по усилению". Считается, что 15-ти децибельный запас по усилению достаточен для инженерного расчета линка.

ПОТЕРИ СИГНАЛА В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАССТОЯНИЯ

Для примера рассчитаем линк на двух,  ну очень популярных устройствах D-Link DWL 900.

Параметры этого трансивера следующие:

  • Чувствительность - 83дБ@11Мбит

  • Выходная Мощность  +15дБм.

* При этом просто рассчитаем таблицу, теоретически возможной дальности связи с разными антеннами, на скорости 11 Мбит. Для простоты примем антенны на обеих сторонах линка одинаковыми.

Обратимся к  калькулятору, и введем значения известных переменных и постоянных величин. Потери в кабеле примем за 1 dB. Обратите внимание, что калькулятор уже вставил значение SOM = 15 dB, а также значения усиления антенн, и т.д.  Если вам нужно изменить эти значения, впечатайте свои параметры.

Безусловно, не следует учитывать решения, не имеющие смысла, так, на 128 км D-link естественно работать не будет из за проблем задержек сигналов, обусловленных скоростью распространения радиоволн. Максимальное расстояние для связи со скоростью 11 Мбит и передаче данных в формате 802.11b, составляет около 20 километров, на расстояниях выше 34 километров линк полностью теряет качество. Заметим, что это не относится к аппаратуре Exergia, которая имеет встроенную функцию корректировки длительности паузы АСК, и может работать на расстояниях до 40-60 километров в зависимости от типа, а например EXAP-GM(F) снабженный картами Agere, теоретически  может работать на расстояниях более 250 миль.

антенна 9dBi 14dBi 20dBi 24dBi 30dBi
дальность 0.9 km 2.8 km 11 km 28 km 112 km

 

Как видите, применяя антенны с различными коэффициентами усиления вы получаете просто поразительные результаты, так с антенной в 9dBi дальность связи измеряется в сотнях метров, а с антенной в 24dBi в десятках километров, что абсолютно подтверждает то, что: «Антенна является ....... см начало текста.

© 2000 - 2004 EXERGIA DIVISION II

 

 

Сайт оптимизирован для мониторов с резрешением 1280 x 1024 и выше. All Rights reserved. Exergia Division II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рейтинг@Mail.ru

FarPost

Exergia Division II