Як з’єднати дві антени

Якщо замість однієї використовувати дві з'єднані в стек антени, то ми отримаємо подвоєння потужності сигналу на вході. Правда, не варто забувати, що в "децибельних" вираженні це подвоєння означає приріст всього на + 3dB. Тому, в разі слабкого сигналу від бази, замість застосування стека, можливо варто задуматися про вибір більш ефективної антени, наприклад дзеркальної. Однак антенні решітки з двох-чотирьох антен досить часто застосовуються, тому не будемо йти від питання: як же все-таки з'єднати кілька антен разом? Давайте розглянемо докладніше.

Якщо вже виникло таке питання, то звичайно ж зрозуміло, що просто запараллелить дві антени не вийде. Потрібно спеціальний пристрій складання під назвою спліттер. Як воно працює?

• По-перше, кожна антена повинна "бачити" у себе на фідері узгоджене навантаження, наприклад 50 Ом.
• По-друге, сигнали від антен повинні складатися синфазно.
• По-третє, модем або інше ваше пристрій, до якого підключена антенна решітка, повинен "бачити", що він навантажений на 50 Ом.

Уникнути втрат дозволяє інша, резонансна схема спліттера, яка носить назву Y-розгалужувач або міст Вилькинсона (онлайн калькулятор зі схемою). Такий акумулятор має смугу пропускання 10-15% від середньої частоти і втрати не більше 1dB. На сантиметрових хвилях такий спліттер виглядає приблизно так:

Чи можемо ми виготовити такий спліттер своїми руками? Звичайно можемо. Якщо замінимо спіральну лінію на еквівалентні чвертьхвильові відрізки коаксіального кабелю. Тоді схема такого суматора буде виглядати ось так:Р1 - кабель зниження, Р2, Р3 - до антен. 71-омний кабель, без істотних погіршень параметрів суматора, можна замінити на 75-омний. Онлайн калькулятор для розрахунку коаксіального Y-суматора - тут. Практична конструкція виглядає приблизно так:

На частотах до 800 МГц можна застосовувати сплітери, засновані на феритових широкосмугових трансформаторах.

Крім мостових схем узгодження, які ми розглянули, існують схеми на чвертьхвильових трансформаторах опорів на лініях передачі з відрізків коаксіальних кабелів. Такий підхід давно використовується в телевізійному прийомі. В основі лежить принцип, що для узгодження двох опорів Z1 і Z2 можна застосувати четвертьволновий відрізок кабелю з хвильовим опором Z0 = √ Z1 · Z2 Ось приклади поєднання двох і чотирьох антен за допомогою такого способу:

Довжину чвертьхвильових відрізків кабелю можна порахувати за допомогою онлайн калькулятора у нас на сайті. Не забувайте, що довжина хвилі в кабелі коротше, ніж у повітрі. Схеми досить нескладні, але на сантиметрових хвилях чвертьхвильові відрізки виходять дуже короткі і складні для монтажу. Стирчать центральні жили не повинні бути більше 1-2 мм, інакше паразитні індуктивності монтажу зведуть всі узгодження нанівець і суматор не працюватиме. Слід мати на увазі, що довжини ¼λ ¾λ і т.д. (Непарне число чвертей довжини хвилі) - еквівалентні і трансформують опір однаково. Однак при збільшенні довжини таким чином різко звужується смуга пропускання суматора. З огляду на вищесказане, такі суматори на коаксіальних лініях краще застосовувати на частотах нижче 800 МГц, а на 3G-4G і Wi-Fi кращої конструкцією буде спліттер на повітряній лінії, який розглянемо нижче по тексту.

Обійти складності монтажу коаксіальних чвертьхвильових ліній можна, якщо зробити таку лінію повітряної. Перевага тут у тому, що хвильовий опір узгоджувального четвертьволнового відрізка ми можемо зробити будь-яким необхідним, а не вибирати з стандартного набору - 50,75 Ом. Ось одна з популярних і зарекомендували себе на практиці схем спліттера на повітряній лінії, яку можна застосовувати на 3G і Wi-Fi:

Зовнішня квадратна трубка може бути алюмінієвою, з оцинкованої бляхи, внутрішня - кругла, бажано латунна або мідна, так як алюміній погано піддається пайку. Розміри коаксіальної лінії розраховуються в безкоштовній англомовною програмою AppCAD. яку можна завантажити за наступним посиланням. Замість програми можна скористатися онлайн калькулятором у нас нас сайті. На відміну від програми, в калькуляторі можна обчислити розмір квадратного екрану за відомим Z0 і діаметру внутрішньої трубки. Ось так виглядає місце з'єднання конекторів і коаксіальної лінії:Основний тудностью при виготовленні такого СВЧ сумматора своїми руками є підбір по потрібним діаметрами квадратної і круглої трубок. Можна спростити завдання замінивши круглу трубку на металеву смужку, як запропонував W3RJW (див. Посилання нижче). Таку смужку завжди можна підрізати або підточити до потрібного розміру. Ще один плюс такої конструкції - зовнішню трубку можна зробити прямокутної, а не обов'язково квадратної. Онлайн розрахунок прямокутної коаксіальної лінії з центральним провідником у вигляді смужки теж присутній у нас на сайті. Треба пам'ятати, що для синфазного складання сигналів, довжини кабелю від таких суматорів до кожної з антен повинні бути однаковими, і антени слід розташовувати в одній площині (з однаковим відстанню від вишки).

Як бачимо виготовлення своїми руками суматора для двох або більше антен на високих частотах є досить непросту, але цілком розв'язні завдання.

Посилання з докладними фото конструкцій: