МИР ЕН-Антенн


Сайт, посвященный ЕН-Антеннам. Статьи. Описания. Конструкции. Эксперименты. Результаты испытаний.

Приходит много писем с различными вопросами и просьбами. Уже много раз спрашивали об антеннах УКВ и СВЧ диапазонов, можно ли сделать, например, антенну на 800 МГЦ, 900 МГц, 1000 МГц и т.д. Конечно можно сделать всё в разумных пределах. Для таких диапазонов частот стандартная антенна и так получается небольших размеров, но сделать её еще меньше можно. Давайте более подробно об этом поговорим, на примере антенны на 915 МГц.

Емкостная плоская антенна на 915 МГц

Кононов Владимир ( UA1ACO )
С-Петербург, Лениградская обл. RDA: LO-21

И хотя к конструкции антенны нижеприведенная информация не относится, но думаю будет полезна.
Во первых, что такое диапазон в районе 915 МГц? Посмотрим распределение частот, утвержденных Постановлением правительства РФ от 18.09.2019г. Рис.1

Рис.1 Распределение частот в диапазоне 890-942 МГц.

Посмотрим, что означают сноски: 95, 100, 164, 170, 170А, Рис2

Рис.2.

Кроме того, есть Перечень полос радиочастот, предназначенных для использования в промышленных, научных, медицинских и бытовых высокочастотных устройствах, а также малого радиуса действия, Рис.3.

Рис.3.

Например частоты в районе 915 МГц использовались в устройствах для приготовления пищи и вулканизации резины и т.д.
Таким образом, имея устройство, подпадающее под разрешенное в Перечне, можно для него изготовить плоскую емкостную антенну для проведения экспериментов, что мы сейчас и сделаем.
Можно, конечно, сделать и двухцилиндровую или одноцилиндровую емкостную антенну, но это требует определенных навыков и "ювелирных" способностей, поэтому остановимся на плоской емкостной антенне, как наиболее простой.

Что для этого потребуется?
Кусочек одностороннего стеклотекстолита размером 30х30мм, отрезок провода ПЭВ 0,5мм и разъем, например SMA. ВСЁ!
Чертеж плоской емкостной (ЕН) антенны представлен на рисунке Рис.4 ниже.

Рис.4 Чертеж плоской емкостной (ЕН) антенны на частоту 915 МГц.

Все размеры указаны на чертеже. Катушка настройки имеет 3 витка диаметром 4 мм из провода ПЭВ (ПЭЛ, ПЭТВ и т.д.) диаметром 0,5мм, отвод от 0,5 - 0,6 витка, считая от "холодного" конца (подбирается при настройке).
Внешний вид изготовленной и настроенной антенны показан на рисунках Рис.5 - Рис.7 ниже.

Рис.5. Фото готовой антенны на 915 МГц.

Рис.6 Фото готовой антенны на 915 МГц.

Рис.7 Фото готовой антенны на 915 МГц.

Настройка антенны:

Настройка антенны не отличается от настройки, описанной на этом сайте для обычных емкостных (ЕН) антенн. Т.е. вначале сдвиганием - раздвиганием витков в "горячей" части катушки, устанавливаем необходимую резонансную частоту антенны, а далее подбором отвода и сдвиганием-раздвиганием нижнего витка катушки настройки относительно основной части катушки, подбираем КСВ=1. Далее опять подстраиваем центральную частоту.
Настройку я проводил на антенном анализаторе "miniVNA Tiny", затем проконтролировал настройку на анализаторе "Agilent Technologies", см. рисунки Рис.8 и Рис.9.

Рис.8 АЧХ готовой антенны на анализаторе "miniVNA Tiny".

Рис.9 АЧХ готовой антенны на анализаторе "Agilent Technologies".
(Курсор стоит на частоте 901 МГц)

Параметры настроенной антенны такие:
1. Центральная частота 916 МГц.
2. КСВ на центральной частоте 1,02 - 1,06.
3. Полоса пропускания по уровню КСВ=2 - 60 МГц (886 МГц - 946 МГц).
4. Размеры антенны (без SMA разъема) - 30мм х 30мм х 8мм.
5. Вес антенны (с разъемом SMA) - 30гр.

Что необходимо учитывать при настройке антенны, да и вообще всех емкостных (ЕН) антенн?
Очень часто сталкиваюсь с непониманием сути работы емкостных антенн, как в письмах, так и в разговорах с радиолюбителями. В основе работы емкостных антенн лежит емкость между активными излучателями (пластинами, цилиндрами и т.д.). Емкость в нашем примере с плоской ЕН-антенной на 915 МГц, при индуктивности катушки около 0.035 мкГн, составляет около 0.8 пФ, достаточно мала! Любой предмет, неважно: диэлектрик это будет или проводник, находящийся на небольшом расстоянии от антенны (несколько геометрических размеров антенны) будет изменять ее емкость, а следовательно, и сдвинется резонансная частота антенны вниз от первоначально настроенной. Это потребует дальнейшей подстройки антенны по месту установки, чтобы компенсировать емкость окружения.! Таким образом изменение емкости на окружающие предметы, а эта паразитная емкость всегда есть и её трудно вычислить или измерить - антенна настроится на другую частоту и при изменении положения антенны относительно соседних предметов (не обязательно металлических) частота будет меняться. Такова особенность емкостных антенн. Плохо это или хорошо? Конечно плохо, хотелось бы иначе, но такова особенность емкостных антенн, кстати и не только емкостных, но в меньшей степени.
Таким образом, после того как мы настроили емкостную антенну на анализаторе и установили ее в конкретное устройство - антенна потребует подстройки по месту установки. Никогда эту особенность емкостных антенн не надо забывать.
Зачем же делать емкостную антенну на такие высокочастотные диапазоны? Вспомним ответ Dan`a (M0DFI), одного из родоначальников ЕН антенн, в форуме Yahoo по ЕН антеннам:

"On higher frequencies, I use an AD8302 to measure phase differences up to 2.5GHz. ( I've only managed to build an EH for 23cm (1300 Mhz) as max ).
Why 23cm EH as the size is small anyway? The answer is - EFFICIENCY!!!!!!"
перевод (прим.ua1aco):
"На более высоких частотах, я использую AD8302 для измерения разности фаз до 2,5 ГГц. (Я успел построить EH антенну на длину волны 23см (1300 МГц) максимально).
Зачем делать ЕН на 23см, у стандартных антенн и так не большие размеры для этого диапазона? Ответ на этот вопрос - ЭФФЕКТИВНОСТЬ !!!!!!"

Здесь нечего добавить!

Пожелаю удачи радиолюбителям, интересующимся емкостными (ЕН) антеннами, и хороших DX!.
P.S. Выражаю благодарность за редактирование статьи Воробьеву Никите (R2DDV)!

73!
UA1ACO op. Vlad
Ленинградская обл. RDA: LO-21
10.2024г.