Для більшості пристроїв, обладнаних передавальними модулями малої потужності (менше 10 мВт), найбільш економічною є антена, виготовлена ​​з жорсткого

електричного кабелю (рис 13) До того ж при рівних умовах експлуатації дальність, досяжна при використанні антени, пропонованої у продажу, не є кращою, навіть якщо антена виглядає більш естетично

Однак якщо дальність звязку є критичною, слід враховувати ККД антени Більш складні антени, спеціально сконструйовані для певної частоти, забезпечать оптимальну дальність звязку з урахуванням обстановки, в якій вони використовуються

При цьому слід дотримуватися нормативно встановлене обмеження, так як максимально дозволена потужність передачі становить 10 мВт Ця потужність являє собою повну випромінену потужність з урахуванням коефіцієнта посилення антени До того ж у будь-якому випадку антена повинна бути підключена до передавача Відповідно, наведені нижче рекомендації носять експериментальний характер і не належать до антен комерційного використання

Як правило, антена встановлюється на деякій відстані від модуля ВЧ Вона мож ^ т бути закріплена на стіні, щоглі (рис 14) або такої плоскої поверхні, як металевий фасад будівлі або металевий капот автомашини Для інформації: для антени довжиною 16,5 см, що працює на частоті 433 МГц і встановленої на плоскій поверхні, оптимальний ККД досягається на мінімальній площі 350×350 мм (рис 15) Антени, пропоновані у продажу, часто обладнуються розємом BNC (мініатюрним байонетним розємом), який спрощує їх установку та підключення

Рис 14 Антена, винесена на щоглу або стіну

Особлива увага повинна приділятися зєднанню виходу радіочастоти модуля ВЧ з антеною Для цього використовується коаксіальний кабель з імпедансом 50 Ом З одного боку жила кабелю підключається до виходу радіочастоти передавального модуля, в той час як обплетення кабелю підєднується до корпусу передавача (контакт 0 В в безпосередній близькості від виходу радіочастоти) З іншого боку жила кабелю підключається до опромінювача антени, а оплетка до поверхні кріплення або противазі Якщо антена не закріплена на поверхні або позбавлена ​​противаги,

обплетення не може зєднатися, а обрізається по можливості коротше У такому випадку сам коаксіальний кабель служить противагою антени

Як правило, антени і їх противаги мають перебувати на видаленні від будь-яких металевих предметів Оптимальна відстань видалення складає 1 м

Підключення антени, встановленої на металевому корпусі радіопередавача, показано на рис 16 і 17

На рис 16 вихід радіочастоти модуля ВЧ знаходиться на досить близькій відстані від Антени відповідно, для підключення використаний невеликий відрізок звичайного дроту На рис 17 показаний випадок використання коаксіального кабелю для підключення виходу радіочастоти до антени, віддаленої від нього на відстань, що перевищує

2 – 3 см

На рис 18 і 19 показано використання противаги в разі неможливості закріплення антени на металевому корпусі

Щоб ефективність противаги антени була оптимальною, необхідно утримувати противагу у витягнутому стані в напрямку, протилежному антені (рис 110)

У даному випадку кращих результатів можна досягти при використанні в якості противаги спиралевидной антени, як це зображено на рис 111

Враховуючи порівняно невеликі розміри корпусу блоку радіоуправління і довжину противаги, приблизно рівну довжині антени, прийнятне але менш ефективне рішення представлено на рис 112 і 113

Антена з відрізка проводу являє собою саморобну антену спрямованої дії Її легко виготовити з жорсткого кабелю перетином 1,5 мм2 або 2,5 мм2, Використовуваного в електропроводці Проте не рекомендується використовувати

провід занадто великого перерізу з причини його надмірного механічного напруги Переважно задіяти більш гнучкий провід перетином 0,6 мм2 Довжина антени з відрізка проводу повинна становити чверть довжини хвилі, що для частоти 433,92 МГц, становить приблизно 16 см Невелика, більш естетична телескопічна антена, закріплена безпосередньо на друкованій платі, також може бути виставлена ​​на довжину А / 4

Теоретично довжина L антени з відрізка проводу розраховується за такою формулою:

або

де з швидкість світла, Тперіод хвилі, a Fчастота хвилі

Ця ідеальна формула не зовсім підходить для практичного застосування з причини фізичного і матеріального аспектів, повязаних з антеною Справді, поведінка антени не є ідеальним, і на практиці відмічено, що електрична довжина антени λ / 4 або λ / 2 не відповідає її фізичної довжині

Отже, для виготовлення антени з відрізка дроту довжиною λ / 4 або λ / 2 необхідно скористатися формулами, зазначеними в табл 15

Таблиця 15 Розрахунок антени довжиною λ / 4 або λ / 2

Довжина проводу для частоти

Антен

на

Формула

224 МГц

433,92 МГц

68, 35МГц

λ/4

L (в см) = 7125 / F (в МГц)

32 см

16,5 см

8 см

λ/2

L (в см) = 14 250 / F (в МГц)

63,5 см

33 см

16,4 см

Розрахована довжина повинна відповідати повній довжині провідника, починаючи від виходу радіочастоти модуля Вона повинна включати в себе довжину доріжки між виходом модуля і точкою зєднання з антеною, а також довжину можливого відрізка дроту, що сполучає антену з друкованою платою

Для довідки в табл 16 наведено кілька емпіричних прикладів, отриманих длй дротових антен довжиною λ / 4 без противаги Передавач, використаний в даних прикладах, являє собою стандартну модель 433,92 МГц з максимальною потужністю випромінювання 10 мВт Чутливість приймача становить -100 дБм

Таблиця 16 Діяльність (для довідки)

Перепона

Типова дальність

Камяні стіни загальною товщиною 1 м

35 м

Звичайні споруди

50-100м

Таблиця 16 Діяльність (для довідки)

Перепона

Типова дальність

Видимі антени

200 м

Антена спрямованої дії

Назва антени походить від її зовнішнього вигляду, особливо, коли довжина хвилі є досить великою Довжина антени направленої дії, як і довжина антени з відрізка проводу, становить чверть довжини хвилі Як правило, такий тип антени використовується для установки на плоскій поверхні при необхідності додання кінцевому виробу акуратного зовнішнього вигляду (рис 114)

Ця антена використовується при нестачі місця, зокрема, коли необхідно встановити антену всередині пластмасового корпусу (металевий корпус утворює клітину Фарадея) При цьому ефективність спіралеподібних антен на 30-50% нижче ефективності четвертьволновой антени (рис 115)

Рис 115 Спіралеподібна антена ΑΝΤ-433ΗΕΤΗ

До того ж, при використанні такої антени слід дотримуватися деяких заходів Спіралеподібні антени не повинні встановлюватися на занадто близькій відстані від модулів або інших масивних компонентів, здатних створити значні перешкоди для прийнятого сигналу Як правило, необхідно, щоб модуль ВЧ і спиралевидная антена знаходилися на відстані близько 1,5 см

Подібні антени продаються в магазинах Lextronic з індексом ANT433HETH Як правило, вони виготовляються з металевого дроту В умовах тестування, ідентичних умовам тестування антени ізютрезка дроти λ / 4 (проходження через камяну стіну загальною товщиною приблизно 1 м), дальність дії спіралеподібних антен скорочується приблизно на 15 м

Для самостійного виготовлення антени слід використовувати мідний луджений або емальований провід діаметром 0,8-1,5 мм Якщо антена не встановлюється безпосередньо на друкованій платі, для її створення рекомендується застосувати провід діаметром не менше 1 мм, що володіє достатньою механічною пружністю Також можна використовувати жорсткий електричний кабель перетином 0,6 мм2 На рис 116 показано креслення для виготовлення спиралевидной антени при частоті 434 МГц Мідний дріт накручується на стрижень діаметром 6,5 мм (наприклад, гладкий кінець свердла) до отримання одинадцяти витків, розташованих на однаковій відстані один від одного, як показано вище на рис 115

Рис 116 Креслення спиралевидной антени для частоти 433,92 МГц

На рис 117 вказані механічні параметри спиралевидной антени для частоти 224 МГц

Для виготовлення цієї антени необхідно намотати сім витків жорсткого дроту на циліндр діаметром 16 мм

Спиралевидную антену дуже малих розмірів, довжиною менше 15 мм, призначену для частоти 434 МГц, можна виготовити, намотавши 24 витка на гладкий кінець свердла діаметром 3,2 мм (рис 118)

Рис 118 Спіралеподібна антена малих розмірів, рекомендована компанією Radiometrix

Незважаючи на надзвичайно малі розміри цієї антени, її технічні характеристики лише на 30% гірше технічних характеристик антени, що виготовляється з відрізка проводу Для створення цієї спиралевидной антени використовується емальований провід діаметром 0,5 мм

Всеспрямована антена Ground Plane

Всеспрямована високоефективна антена призначена для кріплення на стіні або на зовнішній щоглі (рис 119)

Вона поставляється з кабелем хвильовим опором 50 Ом довжиною 2 м, вже підключеним до антени На протилежному кінці кабелю встановлений розєм BNC

Антена Yagi

Антена Yagi являє собою антену спрямованої дії, призначену для передачі в строго певному напрямку Спрямований характер антени і коефіцієнт посилення визначаються її елементами Елементи називаються напрямними або відбивають, залежно від їх положення щодо диполя, до якого підключений коаксіальний кабель

Для хвиль зі значними довжинами замість диполя часто встановлюється петлевий вібратор Зокрема, це робиться в телевізійних антенах ДВЧ (рис 120)

Рис 119 Антена Aurel GP на частоту 433,92 МГц

Рис 120 Антена ДВЧ Yagi

Антена на друкованій платі

Антену невеликих розмірів з шириною доріжки 1 мм можна вирізати безпосередньо на друкованій платі відповідно до вказівок рис 121

Рис 121 Опис антени, що вирізується на друкованій платі відповідно до рекомендацій компанії Radiometrix

Площа прямокутника, обмеженого доріжками, повинна становити від 4 до 10 см2 Довжина сторони, яка підключається до каскаду радіочастоти модуля, повинна становити від 15% до 25% периметру прямокутника, що відповідає стороні довжиною 2-3,5 см для прямокутника площею 10 см2 або довжиною 1,3-2 см для прямокутника площею 4 см2

Джерело: Ерве Кадино, Цікаві конструкції на мініатюрних високочастотних модулях / Е Кадино пер з фр М А Комаров М: НТ Прес, 2007 224 с: Ил (На допомогу радіоаматори)