Есть такой тип антенн, весьма популярный для устройств WiFi - отражатель к штыревой антенне.

http://www.freeantennas.com/projects/template2/

Вариаций исполнения - множество

В одно время британская контора их даже пустила на поток http://tritium.co.uk/Flatennaroot.htm

Я не могу разобраться, может ли оно работать вообще и если да - то как делать расчет таких отражателей.

Антенна считается параболическим зеркалом. Но для классической параболической антенны должны выполняться три условия:

1) фокусное расстояние антенны значительно больше длины волны, облучатель находится в far-field, а не в near-field.
Если облучатель находится значительно ближе длины волны к отражателю, то кроме оптико-геометрических свойств, рефлектор вносит волновые проявления - интерференция прямой и отбитой волн. На характер интерфернционной картины, куда и как сложится суперпозиция волн решающее значение имеет расстояние до рефлектора. Как у обычных антенн у которых есть рефлекторы/директоры.

2) облучатель классической антенны имеет одностороннюю диаграмму направлености (в идеале телесный угол и форма раскрыва - по форме зеркала).
Штыревой излучатель имеет omni направленность, зеркало отражает незначительную часть излученной сферы, и всё зеркало находится в тени излучателя

3) традиционное зеркало гнутое в 2 плоскостях и фокусирует в пучок по 2 плоскостям.
Flatenna в одной плоскости плоская, в другой параболическая. Вдоль поляризации волны она представляет собой плоский рефлектор, а впоперек - собирательное параболичекое зеркало. То, что антенна будет сужать ДН только по горизонтали (при вертикальном штыре), а вертикаль трогать не будет это понятно. Но будет ли такая парабола отбивать паралельные пучки хотя бы где-то?

В связи с этим вопросы:
1) будет ли оно работать вообще? работать будет только при определенном фокусном расстоянии сопряженном с длиной волны, или при любом ФР?

2) как можно оценить Ку, ДН такой антенны

3) какая оптимальная высота (вдоль штыря), как я понимаю
- размер проекции полотна должна быть не меньше длины волны по каждой стороне, т.е. 125х125 для диапазона 2.4 ГГц
- выступать далеко за штырь - рационально, ведь туда тоже идет излучение

Делал такое на 5дБи антенну от Alfa AWUS036H из фольги от шоколадки, естественно это не парабола в чистом виде и диаграмма там не очень узкая. Точка фокуса должна быть на 1/4 волны (3см) от поверхности отражателя - установлено экспериментальным способом.

Т.е. указанный по линку размер с фокусом на 22 мм - неправильный.
И утверждение "If you double the size of the image before you print it you will see about 12 dBi of gain" тоже неверно.

Просто фольга согнутая углом, работает не хуже. А IHMO усиление по "показометру" сигнал как раз 3-4 dB вырастает. Тут больше эффекта от того что есть диаграмма и приёмник меньше собирает .
Особенно заметно когда все забито точками :)

Всем доброго времени суток! Читая данную тему мне вспомнился один видеоролик про то как человек делал направленную антенну для Wi-Fi из пенопласта и проволоки. по его словам и приведённым показаниям приборов эта антенна вполне работала.

http://www.radioscanner.ru/uploader/2012/dscf7707.jpg
Фольга от "Алёнки" и пластиковая бутылка 2Л.
Без отражателя Деген трещит в метре от антенны, с отражателем - 2...3 метра, чёткую границу сложно определить.
Потроха самой антенны: http://www.radioscanner.ru/uploader/2012/dscf7730.jpg

Меня интересует что можно получить с такой антенны, если сделать её качественно и требуемых размеров.

Ещё вопрос - должен ли экран быть соединен с нулём трансивера, или экран может висеть в свободном изолированном пространстве.

Всмысле отражатель? Он никуда не подключается.
Внутри промышленной вай-фай антенны уже всё подключено куда надо.

Да, кстати, данной антенной вместе с упомянутой выше сетевой картой, удалось "подсветить" высотное здание в полкилометра от меня и принять отражёнку на уровне земли на плеер, в 200м от того здания. Так-что для вай-фай можно использовать высотки в качестве пассивных ретрансляторов.

Про штыревую антенну всё понятно.
У классического параболического отражателя, не требуется чтобы он был заземлен с нейтралью трансивера?

Нет.

Так всё таки лучше 0,25 лямбда или 0,15 лямбда?

Например для биквада оптимальное расстояние до рефлектора 0.1315 лямбда
http://www.lecad.fs.uni-lj.si/~leon/other/wlan/biquad/

Проверю наверно экспериментально, сделаю три отражателя одинаковой ширины под разную глубину, для 0.14/0.25/0.35 лямбда и измерю разницу в дБ

Я связывался с автором (Michael Erskine), он считает что для Ez-12 оптимальное 0.18-0.20 лямбда

Также он сделал непонятное мне замечание, что при перерасчете отражателя на другие размеры:

"Also remember that there are nulls above and below the dipole. You must therefore redesign the height of the reflector"

Высота этого рефлектора должна иметь какое-то оптимальное значение, а не "чем больше тем лучше"?

Я вот такую сделал за пол часа из подручных материалов. Работает вроде как не хуже китайской яги, при наведении на деген есть неводки. Жаль нет приборов.


Увеличить

С биквадами вопросов никаких, они хорошо изучены и смоделированы в 4nec2.

Чтобы выжать из биквада максимум - обязательно надо лепестки по 29 мм, а оптимальный размер рефлектора 1х1 лямбда (12.3 х 12.3 см)
Оптимальный диаметр вибратора 1.37 мм (как раз из электропроводки 1.4 мм2 медной можно взять), оптимальное расстояние 0.1315 лямбда (важно обеспечить равномерность расстояния этого, т.е. рефлектор должен быть достаточно плоским, вибратор достаточно ровным и желательно с распорками.
Естественно всё это дело - и вибраторы и рефлектор полирнуть хорошо не помешает.

По сравнению с многоэлементной ягой, биквад имеет ряд преимуществ:
- очень чистая и ровная ДН (у Яг - многолепестковая)
- можно достичь очень хороший КСВ < 1.02
- прямое включение коаксиала без симметрирующих схем или балунов и без подстроек
- терпимость к точности конструкции (проектирования и изготовления)

16-элементная Яга и биквад с рефлектором 1х1 лямбда и боковушками 0.235 лямбда

По сравнению с многоэлементной ягой, биквад имеет ряд преимуществ:
- очень чистая и ровная ДН (у Яг - многолепестковая)
- можно достичь очень хороший КСВ < 1.02
- прямое включение коаксиала без симметрирующих схем или балунов и без подстроек
- терпимость к точности конструкции (проектирования и изготовления)

1 С Яги можно реализовать усиление намного превосходящее усиление зигзагообразной антенны К.П. Харченко. Либо равное, но при меньшем расходе материалов. Зачем Вам "ровная" диаграмма направленности?
2 Ксв будет не хуже, он определяется не типом антенны.
3 Сделайте Ягу с петлевым вибратором с входным сопротивлением 50 Ом, получите схему запитки аналогичную зигу.
4 Да, широкополосность зига делает его менее восприимчивым к погрешностям в геометрии антенны.
Поэтому его и рекомендуют всем начинающим антенностроителям.

P.S. Нужно сильно постараться, чтобы от 16-элементной Яги получить 10 дБi.

Зачем Вам "ровная" диаграмма направленности?
1) помехозащищенность (в некоторых диапазонах, например 2.4 Ghz это важно)
2) при равном Ку передний лепесток более широкий как по уровню -3 так и особенно по уровню -6, не так тщательно направлять
3) очень удобна для использования как облучателя парабол и иногда как секторная антенна

2 Ксв будет не хуже, он определяется не типом антенны.
пруф? дайте дизайн Яги с Ку>10 и SWR<1.4

очень удобна для использования как облучателя парабол
Кстати да, тут практически без альтернативы.

дайте дизайн Яги с Ку>10 и SWR<1.4
http://www.radioscanner.ru/uploader/2012/wi-fi_ant.rar
14эл. - 15дБи

очень удобна для использования как облучателя парабол
Только для офсетных, на прямофокусной даст большое затенение из-за габаритов.

Сделал с помощью PDF-шаблоны для распечатки парабол:
https://drive.google.com/file/d/0B0niZ-oKeeWkQTM2czRoMGxiLWc/edit?usp=sharing

При одинаковой ширине 14 см на разную глубину/фокус:
60 / 20.4 mm = 0.166 lambda
40 / 30.6 mm = 0.249 lambda
29 / 42.2 mm = 0.343 lambda

После Пасхи изготовлю и измерю

А какое усиление можно выжать из небольшой антенны от "Космос-тв" на 2.4ГГц? Прямоугольный отражатель, сантиметров 50-60 в ширину, глубина небольшая, сейчас не под рукой и точно не скажу. Думаю они стандартных размеров делались. Похож на такую: http://asp24.com.ua/asp24/antenna-24-asp-17/ (ссылку в другой теме откопал) Только отражатель дюралевый, из двух половинок, скрепляемый остатками конвертера.
Почему в качестве облучателя на таких антеннах всегда ставили диполь с вторичным зеркалом? У него ведь будут значительные боковые лепестки, которые пойдут мимо основного зеркала. А на заводских вайфай антеннах ставят логопёр для широкополосности, но он тоже неплохо сосёт помехи сбоку.
Что лучше применить в "наколенных" условиях изготовления? Сейчас стоит облучатель 3 элемента, но что-то антенна работает не лучше самостоятельной 15 дБи яги. Харченко и банка на таком маленьком прямофокусном зеркале будут давать значительное затенение. Какие ещё могут быть варианты? Поставить 4 элемента, или диполь с вогнутым вторичным зеркалом? Или у 4 эл. яги сделать вместо проволочного рефлектора, вогнутое зеркало?

по этой формуле считается предельное усиление которое может дать dish с идеальным облучателем.
Ea = 55-65%



На каждый 1м2 площади рефлектора на частоте 2.45 ГГц можно получить теоретически до 840*55-65%=460...550 раз усиление, т.е. 26-28 дБ

Антенны точно такие как "Космос-ТВ" применялись и в других странах (Австралия) операторами платного цифрового ТВ. Т.к. операторы эти все обанкротились, то у буржуев много тарелок осталось от них по цене металолома. На буржуйных сайтах я встречал переделки точно таких антенн под Wi-Fi

Паспортное усиление заводских антенн 18 или 21 дБ, они продавались в 2 размерах. Более популярный был вариант на 18 дБ. Это в диапазоне частот MMDS 2.5-2.7 ГГц. На 2.45 ГГц будет то же самое почти.



Логопёр везде стоит, потому что у него самая компактная фронтальная проекция.

Если хочется улучшить помехозащищенность sidelobes, то логопёр с многоэлементным (плоско-уголковым) рефлектором будет чуть-чуть лучше, но принципиального улучшения без увеличения фронтальной проекции не добиться.

Если антенна стационарная можно пробовать экранировать её по месту установки.

Крупнее за логопёр, но в 4 раза меньше за биквад - патч-антенна с рефлектором. Для неё рефлектор надо квадрат лямбда/2, а для Харченко - лямбда.

ДН и Ку почти как у Харченко

Почему в качестве облучателя на таких антеннах всегда ставили диполь с вторичным зеркалом? У него ведь будут значительные боковые лепестки, которые пойдут мимо основного зеркала.
На зеркало оно не похоже, скорее просто рефлектор (часто делался с крупными прорезями, просто аналог рефлектора на 3-5 штырях).
Почему - думаю цена.
Боковые лепестки там по барабану, антенна предназначалась для эфирного ТВ, т.е. мощная телевышка и ТВ приемники. Никакой помехозащищенности не надо.
Совершенствовать облучатель дороже по себестоимости чем увеличить размер параболы

Сравнил расстояние, с которого слышно помеху от Alfa AWUS036H на Деген, с параболой ММДС и отражателем из фольги от шоколадки http://www.radioscanner.ru/uploader/2012/dscf7707.jpg
Видимо совсем я с облучателем накосячил, так-как отражатель из фольги дал наводки с 2.7м, а парабола только 2.1м.
Параметры самого зеркала ММДС: 50х40см, фокус 37см(+-2) - определён самостоятельно, наклеиванием блестящих наклеек и фокусировкой Солнца, диполь конвертера стоял почему-то ближе.

Sergey4565
На какой частоте ловите наводки?

На любой КВ частоте, где помех поменьше. Наводки идут видимо на детектор, так-как от включения аттенюатора они никак не зависят, а при включении ССБ они сильно ослабевают.
Плата у меня экранирована сзади, но от гигагерц это не спасает. В нормальном положении приёмник лучше ловит вертикальную поляризацию.
ПС: от обычного роутера с штатной антенной, наводки слышно на 10-20см.

17 дБ можно получить от http://radiodv.net/antenn_cmp.files/yagi_2x12_diamond.jpg
(на фото диапазон 1.2 ГГц, для 2.4 в 2 раза меньше всё будет)

Многоэлементная патч антенна: http://www.lan23.ru/wifi/PYAn/pyan.html
Рефлектор думаю можно поменьше чем 10х10 см сделать, если для облучателя.

Или круглый патч http://www.lan23.ru/wifi/BesterOffset/BesterOffset.html
Тень ещё меньше

Промышленный логопёр-облучатель

Сравнил расстояние, с которого слышно помеху от Alfa AWUS036H на Деген,
Sergey4565
Приёмник может ловить помехи с кабеля.
Лучше использовать сувенирный индикатор подставку для сотового.
Стоит около 150. Реально можно оценивать уровень сигнала по расстоянию до начала реагирования индикатора. Испытано.
От сотового, при вызове на него, индикатор реагирует даже в соседней комнате.
Только к усику - антенне индикатора надо добавить - допаять усик к корпусу индикатора - общему проводу от батарейки.
Два уса получается примерно по 3 см каждый.
От адаптера 722-ого с патч антенной 8-10dBi индикатор реагирует на расстоянии 0,5 м.

http://www.lan23.ru/wifi/vivaldi/antenna-vivaldi.html

Ещё одна простая конструкция с Ку почти как у Харченко, но небольшой фронтальной проекцией

Деген с кабеля помеху не ловит со сложенным телескопом и загрубленным чутьём. И вообще эта помеха не на входных каскадах детектируется.
Отдельный детектор на Д405 и УНЧ сделать всё руки не доходят и корпус надо подобрать удобный для такого дела. Просто стрелочный индикатор слишком нечувствителен для обнаружения импульсных сигналов, надо применять звуковой, или светодиодный (светодиод вместо динамика).

http://www.lan23.ru/wifi/fsm.html

Просто стрелочный индикатор слишком нечувствителен для обнаружения импульсных сигналов
какая разница какая форма сигнала, если он все равно интегрируется с большой постоянной времени.
просто нечувствителен по уровню мощности

Стрелочный индикатор на 100 мкА @ 750 Om для полного отклонения требует мощность 10^-4^2 * 750 = 7,5 мкВт или -22 дБм.
Полупериодный випрямитель снижает мощность ещё в 4 раза или на 6 дБ, т.е. надо -16 дБм.
Это очень мощный сигнал, с напряженностью поля >35 мв/м, который от домашнего WiFi устройства можно получить на расстоянии 10-20 см, т.е. вплотную к антенне.

По линку даже с хорошей антенной на 9 дБ получили всего 8...15 мВ на высокоомную нагрузку

У меня на голый биквадрат деген реагирует с 10-20 см, направленность очень хорошо чувствуется.
Если этот же биквадрат + тарелка оффсетная диаметром 60 см, то дальность реакции дегена около метра, а направленность еще более острая.
На родную же антенну от AWUS036H деген реагирует на расстоянии менее 10 см, т.е. практически вплотную.

http://www.lan23.ru/wifi/vivaldi/antenna-vivaldi.html
Ещё одна простая конструкция с Ку почти как у Харченко, но небольшой фронтальной проекцией
plyrvt
Моей антенны три фотографии: http://www.lan23.ru/wifi/vivaldi/antenna-vivaldi.html
Отлично работает и не критична к размерам.

Сейчас на её месте эта стоит http://www.lan23.ru/wifi/FA20mod/fa20mod.html
Усиление конструкции порядка 17,8dBi
В её теме тоже фотки есть, что натворил. ( Требуется регистрация для просмотра фотографий в теме )