uve:
Я понял, значит ДН выглядят так криво потому, что шкала амплитуд растянута.
Если посчитать неравномерность ДН как отношение максимального уровня к минимальному,
получается:
500MHz - 0.3dB
600MHz- 0.6dB
700MHz- 1.3dB
1000MHz- 8dB
Интересно, если принять допустимое искажение ДН 3dB, то верхняя рабочая частота антенны
будет 800 или 900MHz?

1000MHz- 8dB
На 1000 МГц всего 2 дБ, откуда цифра 8 дБ ?

uve:
Вернее 7dB, там получается перепад амплитуд 4.5/2=2.25, берем логарифм, умножаем на 20 ...

А, пардон, понял, там же шкала уже в децибелах

Вернее 7dB, там получается перепад амплитуд 4.5/2=2.25, берем логарифм, умножаем на 20 .

Не понял. 2 дБ и есть перепад мощностей равного сигнала, принимаемого антенной. Если это выразить через уровни напряжений , то это разница в (примерно) 1.26 раза.

uve:
Спасибо, теперь все стало на свои места.
Вообще антенна эта задумывалась для кольцевой пеленгационной решетки до 200MHz еще год назад
в рамках одного вялотекущего проекта. То, что наилучшие параметры получились на частотах выше 200MHz,
как-то неправильно. На частоте 460MHz в сравнении с пассивным кактусом был выигрыш по уровню
на 20dB и по отношению сигнал/шум на 13dB.
В понедельник еще посчитаю КПД на частотах ниже 100MHz. Потом шумовые параметры, потом еще
выдам инфу об аналогичном активном монополе. Потом неплохо бы еще измерить шумовую температуру
в экранированной камере и интермодуляционные параметры OIP2/OIP3... Хотя не все сразу, текущих дел много,
довожу до кондиции серию спутниковых тюнеров L-диапазона.

Уважаемые посмотрите микросхему RFMD2360, помоему это должно вас заинтересовать и для вялотекущего проэкта в том числе. Я использовал пару в пушпульном включении на входе транс 4 - 1 диполь 400мм длиной обычный линейный. Кольцевая решетка была 5,7,9 элементов. Стабилизация питания в каждом элементе. питание по коаксу. Ссылок на МСХ в Гугле море.

dinlar:
RF2360 - обычный усилитель с входным и выходным сопротивлением 50ом. Применение полевого транзистора здесь необходимо прежде всего потому что диполь на нижних частотах имеет высокое реактивное сопротивление и соответственно вход усилителя тоже должен иметь высокое входное, чтобы не было потерь напряжения , наведенного в диполе. Трансформатор здесь только увеличивает Rвх до 400ом, а транзистор ATF54143 к примеру на 100MHz имеет активную составляющую входного импеданса (в параллельном представлении) больше килоома.
Кстати, какой у Вас диаметр диполя? Я завтра посчитаю КУ на нижних частотах и сравним результаты.

То, что наилучшие параметры получились на частотах выше 200MHz,
как-то неправильно. На частоте 460MHz в сравнении с пассивным кактусом был выигрыш по уровню
на 20dB и по отношению сигнал/шум на 13dB.
Наилучшие показатели соответствуют частотам," хорошего " импеданса антенны - на частотах близких к резонансу. Несколько улучшить картину можно использовав всю плату текстолита в тех же габаритах. т,е.расширить диполь зеркально отобразив его относительно оси платы. При этом реактивная составляющая уменьшается на 30%, активная увеличивается на 10% на частоте 200 МГц. А неравномерность усиления на 1 ГГц сокращается до 1.4 дБ. Кстати, позиционировать эту антенну можно будет до 1200 МГц, на этой частоте у неё неравномерность усиления 2.4 дБ. Даже на частоте 1.3 ГГц у неё только начинают появляться под 45 град. к нормали боковые лепестки с уровнем 0.6 дБi, которые на частоте 1.4 ГГц сравниваются с основным лепестком - 2 дБi.

Увеличить

Прочитал всю тему и у меня такой вопрос - а почему не скрестить какой нибудь дискон сирио или аор с вашим усилителем и получить широкополосную антенну, без большой головной боли ?Не пинайте сильно если что не так.

Несколько улучшить картину можно использовав всю плату текстолита в тех же габаритах. т,е.расширить диполь зеркально отобразив его относительно оси платы. При этом реактивная составляющая уменьшается на 30%, активная увеличивается на 10% на частоте 200 МГц
Действительно, так было бы лучше. Учтем на будущее, когда надо будет запускать в серийное производство.

tenzor:
а почему не скрестить какой нибудь дискон сирио или аор с вашим усилителем
и получить широкополосную антенну, без большой головной боли ?
Этот дискон является и так широкополосным (40-950MHz) и согласованным с 50-омным
фидером в своей полосе частот, поэтому смысл применения усилителя разве что
в компенсации потерь фидера. Но усилитель должен быть с 50-омным входом,
например тот же RF2360. Выигрыш в отношении сигнал/шум будет в том случае,
если выходной шум усилителя, приведенный ко входу приемника не превышает
эквивалентный уровень шума приемника на его входе, который определяется
как (N-1)*k*T, где N-коэффициент шума приемника, T=290K.

на 20dB и по отношению сигнал/шум на 13dB
Насколько "красиво" все будет выглядеть после фидера длиной, эдак, метров 25...30? У меня активная антенна на 850MHz с 38db и шумом <2.7db после фидера 1/2 длиной 30 метров, работала почти на пределе из-за Ec/Io = 20db!

skysand:
Ec/Lo=20dB - это потери в фидере?

Proffessor
Соотношение сигнал/шум, только для пилотного канала в CDMA 1x/EV-DO.

skysand:
В случае длинного кабеля надо, конечно ставить на антенне дополнительный усилитель,
хотя это несколько ухудшит динамический диапазон приемной системы в целом.
В моем случае предполагается, что пеленгационная решетка будет монтироваться на крыше
автофургона или пикапа, поэтому длины кабелей будут не более 3-5м.

Proffessor
Ну 5 метров картину особо не испортит. В моем случае получилось дикое соотношение по шуму с усилителем в антенне. Вот когда его убрал и подключил просто диполь, то соотношение по шуму стало около 12db, по уровню же сигнала LNA внизу справился и все заработало. Но мой случай немного не про широкополосную антенну, хотя показал, что для работы с длинным фидером, да еще не весть какого производителя и параметров, в Вашей конструкции желательно было бы поставить на выходной порт истоковый повторитель с резистором 50 Ом, что бы исключить реактивности в столь широкой полосе.

Ув Proffessor
Мне показалось что усилитель имеет входное порядка 100 ом, наверное зависит от выходного. Тоже было 200 на пару (на выходе). Каждому из усилителей по входу подключается транс 1 к 4 и вторичные обмотки последовательно. Таким образом предполагалось достичь 800ом, а это уже близко к 1ком. Диполь кот я использовал печатный шириной 4мм. он такой тонкий из-за включеных пин диодов (необходимо по алгоритму работы решетки) Теперь входное сопротивление ,КСВ в системе 800ом и потери на рассогласование. зная все это и принемая что диполь имеет 1.5 - 2 дБ к-та направленности имеем.
частота реал имедж ксв(800) подери дБ усиление(к-т усилителя не включен)
30МГц 0,293ом -4034ом 72098 -42,5 -41
50 0,82 -2396 9726 -33,5 -32
100 3,38 - 1139 716 -22,5 -21
200 15,3 -443 68 -12,5 -11
500 303 +383 3,3 -1,4 0
1000 80 -181 10,6 -4,5 -3
Теперь как разумно подойти к усилению самого усилителя, его к-ту шума и определить минимум детект. сигнал. Хотелось бы услышать Ваше мнение.

dinlar:
Сколько kHz составляет полоса приема или обработки в Вашей системе?
Ну ладно, будем приводить к полосе 1Hz.
Коэффициент шума RF2360 N=1.5dB, отсюда эквивалентная шумовая температура усилителя
на его входе (N-1)*kTo=-4.0dB*kTo.
Берем частотную зависимость внешней шумовой температуры Fex для тихой местности,
пересчитываем через коэффициент согласования Min на вход усилителя (Fexin) и сравниваем
с входной шумовой температурой усилителя.
f(MHz)-----Fex (dB*kTo)-----Min(dB)-------Fexin(dB*kTo)
30----------(+23.9)-------------(-42.5)--------(-19.5)
50----------(+17.6)--------------(-33.5)--------(-15.9)
100---------(+9.0)---------------(-22.5)--------(-13.5)
200---------(+0.5)--------------(-12.5)----------(-12.0)
500---------(-10.9)-------------(-1.4)-----------(-11.8)
1000--------(-19.5)------------(-4.5)-----------(-15.0)
На всех частотах входная шумовая температура усилителя превышает внешнюю, приведенную
ко входу усилителя. Значит, чтобы обеспечить оптимальную чувствительность системы, надо, чтобы
входная шумовая температура усилителя была не более минус 20dB*kTo, что соответствует
коэффициенту шума N=1.01=0.04dB. Такой усилитель Вы вряд-ли найдете. С таким положением в
УКВ диапазоне, как правило мирятся. Чтобы не потерять сигнал/шум в системе, надо только
обеспечить условие стыковки по шумам антенного усилителя и приемника. Для этого надо, чтобы
выходная шумовая температура усилителя (у Вас она будет равна входной шумовой температуре усилителя,
увеличенной на коэффициент усиления усилителя, -4+20=16dB*kTo), пересчитанная через потери
в фидере ко входу приемника, была бы равна или на 3dB превышала входную шумовую температуру приемника.

raznie
20kHz....1kHz

Теперь шумы и КПД моего диполя ниже 100MHz.
Коэффициент шума транзистора ATF54143 NF=0.3dB или N=1.07, отсюда Si=-11.5dB*kTo.
Z11 на частотах ниже 100MHz считался в предположении неизменной емкости затвор-канал.
f(MHz)------Fex(dB*kTo)------Mi(dB)-----Fexi(dB*kTo)-----КПД(dB)-----КУ(dB)
30-----------23.9---------------(-48.1)---- (-24.2)------------(-11.6)------(-10.1)
40-----------20.3---------------(-45.5)-----(-25.2)------------(-10.2)------(-8.7)
50-----------17.5---------------(-43.6)-----(-26.1)------------(-9.2)--------(-7.7)
60-----------15.4---------------(-44.6)------(-29.2)------------(-11.0)------(-9.5)
70-----------13.5---------------(-40.5)------(-27)---------------(-7.6)-------(-6.1)
80-----------11.8---------------(-39.2)-------(-27.4)------------(-6.9)------(-5.4)
90-----------10.4---------------(-37.9)-------(-27.5)------------(-6.1)-------(-4.6)
100----------9.0-----------------(-36.7)------(-27.7)------------(-5.2)--------(-3.7)
Как видим, КПД стыка диполь-усилитель слишком мал, поэтому внешний шум на входе усилителя
провален до -24...-29dB*kTo, и шум усилителя превышает его на 12...18dB. Если надо уменьшить это
соотношение, нужен более длинный диполь или менее шумящий усилитель. Но на УКВ с этим
мирятся, рассчитывая радиоканал для каждого конкретного случая.

Продолжаем выставку колхозных достижений.
Монополь на 30-1000MHz. Удобен для установки на крыше авто.

Штырь из латунного прутка диаметром 7мм, длина 200мм. Диаметр емкостной
накладки 50мм. На штырь надета ферритовая трубка длиной 30мм.
Штырь закреплен на фторопластовом опорном изоляторе. Белый кабель - это
фидер 3м RG58. Черный - для подачи питания +5V, РК100.
Вид снизу со снятой крышкой.

Схема усилителя - фактически одно плечо дипольного усилителя.

По усилению фактически идентичен кактусу во всем диапазоне.

Спасибо Proffessor за науку. Впечатляет. Если бы еще показали как эти цифры получаются (если не затруднит). По поводу вашего усилителя, можете что нибудь сказать о динамике? Предлженый полевик будет ли устойчив в КВ диапазоне? Ваше мнение по поводу полевика FH1.

По поводу вашего усилителя, можете что нибудь сказать о динамике? Предлженый полевик
будет ли устойчив в КВ диапазоне? Ваше мнение по поводу полевика FH1.
Завтра выложу методику расчета. И если найду время, измерю OIP2-OIP3. В КВ диапазоне лучше
использовать арсенид-галлиевые полевики по схеме истокового повторителя. В активном КВ-шном
штыре еще не применял ATF54143, потому что у него низкое допустимое напряжение сток-исток,
а это снижает надежность. В одной разработке КВ АА у меня в первом каскаде был GaAs-полевик
FSU01G (Fujitsu) с допустимым напряжением сток-исток 12V.
За ним - ОУ, но это неважно. Так вот этот повторитель возбуждался при подключении штыря.
Возбуждение удалось подавить, зашунтировав истоковый резистор кондючком на 10pF. FH1 - это, кажется,
Watkin-Johnson. Не применял.

Буду ждать методики. Потом обсудим феррит на монополе. Уж если будете делать измерения посмотрите пожалуста 1дБ компрессию. Как предполагаете делать измерения по полю или с эквивалентом штыря и с 50 омной техникой. Безэховая есть? Удачи.

Добрый день, Proffessor. Каков диаметр ферритовой трубки и какие характеристики его материала ? Интересно посмотреть, хотя бы в модели, как он повлиял на характеристики антенны.

uve:
Трубка обычная для EMC-защиты кабелей:внешний диаметр 14мм, внутренний 7мм, длина 30мм,
проницаемость неизвестна.

dinlar:
Безэховая? Чего нет, того нет. При измерении P1dB, OIP2, OIP3 на монополе буду подавать
сигнал на штырь через емкостную накладку. На диполе предусмотрен ввод тестового сигнала.
Расчет, на этот раз уже в формате 13-й версии.
Расчет КПД и шума активной антенны УКВ

Трубка обычная для EMC-защиты кабелей:внешний диаметр 14мм, внутренний 7мм, длина 30мм,
проницаемость неизвестна.
Да, с этим проблема. Думаю, что для 1 ГГц этот феррит будет вести себя как диэлектрик с потерями и диэл. проницаемостью в десятки единиц. Пришлось смоделировать эту антенну без феррита с имитацией крыши легкового автомобиля 1*1 метр. Для нижних частот можно и весь авто с реальной землёй смоделировать, а для верхних у моего компа памяти не хватает.

Увеличить

uve
Для нижних частот можно и весь авто с реальной землёй смоделировать, а для верхних у моего компа памяти не хватает.
Для таких случаев попробуйте применять в FEKO не метод моментов (МОМ), а MLFMM.