На прошлой неделе читатель RTL-SDR.com написал нам, чтобы сообщить об экспериментах, которые он проводил с телескопическими штатными антеннами, поставляемыми в наши наборы RTL-SDR-донглов. Этот читатель построил угловой отражатель антенны, чтобы улучшить прием в одном направлении. Ниже публикуем его заметку и результаты:
Этот учебник обсудит использование углового отражателя с монопольной антенной, то есть штатной антенной RTL-SDR. Чтобы сохранить краткость руководства, читателю рекомендуется изучить страницы Википедии для деталей об угловых отражателях, диполях и монополях.
Угловые отражатели антенн очень просто строятся из 2 панелей картона размера A4, покрытых фольгой. Это позволяет сделать складной и переносной внешний отражатель к встроенным Wi‑Fi-антенным ноутбука, которые расположены в верхних углах дисплея.
Указывается факт, что угловые антенны основаны на диполе, тогда как штатная антенна RTL-SDR является монопольной антенной, поэтому потребуется внести некоторые коррективы, о чем далее в тексте будет обсуждаться и объясняться. Если читают это настоящие специалисты по антеннам, их призывают подготовить более подробный обзор точного механизма антенны, основанной на монополe, поскольку в интернете было мало информации.
Эксперимент начался как попытка принять сигнал DVB-T в диапазоне около 506 МГц, с мачты примерно в 16 км (около 10 миль) от помещения. В помещении. Ожидалось, что сигнал будет чистым и сильным, но, увы, сигнал оказался очень слабым.
Изучая монопольные антенны и их потребность в заземляющей плоскости, магнитная база 14-сантиметровой антенны была размещена на металлической кастрюле. Сигнал стал значительно сильнее. (Средняя часть водопада на изображении выше.) Очевидно, что деревянный стол не является хорошей заземляющей плоскостью.
Далее был сделан угловой отражатель из фольги и коробки от картона — к огромному разочарованию местного кошачьего повелителя, который схватил его 🙂 Для придания жесткости и в качестве заземляющей плоскости был добавлен треугольник. Монопольная антенна была размещена на заземляющем треугольнике в середине угла 90° и на нужном расстоянии от складки отражателя, то есть на Фокальной оси, но усиление оказалось меньше теоретических 10 дБ, поэтому эта сборка оказалась неудачной. (Верхняя часть водопада на изображении выше.)
Поворот наступил, когда я захотел изучить эффект более крупной заземляющей плоскости. Для этого я положил угловой отражатель боком и поместил монополь на внешнем краю, чтобы уменьшить возможные отражения от стоящей панели. Эффект был лишь слегка заметен по сравнению с опытом с кастрюлей, поэтому я решил постепенно передвинуть монополь к задней панели, чтобы посмотреть, приведет ли дополнительное отражение к большему усилению. Достигнув расстояния примерно 10 см от панели, водопад «взорвался» очень мощным сигналом! См. изображение ниже, показывающее переход от деревянного стола к боковой конфигурации. (Над водопадом остаётся небольшой остаток от теста с кастрюлей в качестве заземляющей плоскости.)
Установка выглядит следующим образом:
На протяжении нескольких дней я ломал голову, почему угловой отражатель вел себя так. Уже стало ясно, что диагональное расстояние от складки до вершины антенны в этой конфигурации составляет 14 см, то есть 1/4 WL. Только после того, как я визуализировал, как работает монополь, я понял: монополь длиной 1/4 WL по сути является резонатором с открытым концом, длиной четверть волны. То есть в основании/точке питания электрический ток максимален, а напряжение минимально. В конце он наоборот: напряжение максимальное, ток — нулевой. См. эту страницу для подробностей: http://www.radio-electronics.com/info/antennas/vertical-antennas/quarter-wavelength.php
В дополнение к этому полярный график углового отражателя антенны также показывает, что сигнал слабый/нулевой в направлении панелей, где расположено основание монополя, в то время как максимум сигнала приходится на центр между двумя панелями, где расположен кончик монополя. Таким образом разность сигнала между базой и концом монополя максимизируется, и он работает лучше. Как сказано в начале, если антеннный эксперт сможет написать более подробное объяснение, пожалуйста, свяжитесь с администратором RTL-SDR Blog.
Оглядываясь назад, исходная конфигурация, которую я тестировал, не могла работать оптимально, так как весь монополь излучался одинаково, если он направлен вдоль Фокальной оси. Кроме того, предполагалось, что зеркальная антенна, делающая монополь работающим, искажалась из-за электрического контакта между треугольной заземляющей плоскостью и отражательными панелями. Планировался тест с изолированной треугольной заземляющей плоскостью, но он теперь навсегда отложен.
Для тех, кто хочет воспроизвести эксперимент, вот размеры отражателя:
- Две панели размером 42×25 см, соединенные по длинной стороне.
- Треугольник размером 36×25×25 см внизу. Это должно обеспечить угол между двумя большими панелями в 90°.
- Фольгу можно распрямить до гладкого состояния и закрепить клеем.
Итак, подытожим;
- Убедитесь, что у вас есть хорошая заземляющая плоскость!
- Угловой отражатель антенны можно собрать за скромную стоимость из картона и фольги. Чем больше площадь отражателя, тем лучше, особенно в плоскости, перпендикулярной монопольной антенне, поэтому лучше иметь широкие отражатели, чем высокие.
- Убедитесь, что основание штатной монопольной антенны расположено в зоне слабого сигнала, а кончик — в зоне максимального сигнала, тем самым максимизируя разность между базой и концом монополя. Обычно это означает перпендикулярно к Фокальной оси отражательных панелей.
- Расстояния и длины монопольной антенны можно легко подстроить под различные диапазоны частот, что делает эту модификацию очень универсальной для штатной антенны.
Предположение: Так как есть фокальная ось, а не точка (то есть как у параболической тарелки), боковая конфигурация может быть более подходящей для отслеживания движущегося спутника по горизонту, желательно на азимусе 45°.
Источник:
