Антени¶

Типи антен та їх характеристики для радіозв'язку.

Основні параметри¶

Коефіцієнт підсилення (Gain)¶

Вимірюється в dBi (відносно ізотропної антени) або dBd (відносно диполя).

dBi = dBd + 2.15

Тип антени	Gain	Застосування
Диполь	2.15 dBi	Базовий еталон
Ground Plane	3-5 dBi	Базові станції
Яги	7-15 dBi	Направлені лінки
Параболічна	20-35 dBi	Далекі лінки

Діаграма направленості¶

Ізотропна — сферична (теоретична)
Омнідирекційна — кругова в горизонтальній площині
Направлена — основний пелюсток в одному напрямку

Ширина діаграми (Beamwidth)¶

Кут де потужність падає на 3 dB
Менший кут = вищий gain
Потребує точного наведення

Поляризація¶

Тип	Опис	Застосування
Вертикальна	E-поле вертикальне	FM, мобільний
Горизонтальна	E-поле горизонтальне	TV, WiFi
Кругова	Обертання E-поля	Супутники, GPS

Типи антен¶

Диполь¶

       ___________
------|           |------
      |  λ/2      |
       -----------

Довжина = λ/2
Gain ≈ 2.15 dBi
Проста конструкція
Omnidirectional в H-площині

Розрахунок:

L (м) = 143 / f (МГц)

Ground Plane¶

         |
         | (λ/4)
    _____|_____
   /     |     \
  /      |      \ (radials)

Вертикальний випромінювач λ/4
Радіали для "землі"
Gain 3-5 dBi
Кут нахилу радіалів впливає на імпеданс

Яги-Уда¶

Director  Driven  Reflector
   |        |        |
   |        |        |
   |        |        |
---+--------+--------+---
         Boom

Director(s) — коротші, попереду
Driven element — активний
Reflector — довший, позаду
Gain 7-15 dBi залежно від елементів

Параболічна¶

         Feed
          |
    /-----*-----\
   /      |      \
  |       |       |
   \      |      /
    \-----------/

Рефлектор + опромінювач (feed)
Gain = 10 * log(η * (π*D/λ)²)
D = діаметр, η = ефективність (0.5-0.7)
Дуже вузький промінь

Патч (мікросмужкова)¶

  ___________
 |           | Ground plane
 |  _______  |
 | |       | | Patch
 | |_______| |
 |___________|
     Feed

Компактна
Gain 6-9 dBi
Для WiFi, LTE
Проста у виготовленні

Розрахунок Link Budget¶

Формула¶

Pr = Pt + Gt + Gr - Lp - Lc

Де:
- Pr — потужність на приймачі (dBm)
- Pt — потужність передавача (dBm)
- Gt — gain передаючої антени (dBi)
- Gr — gain приймаючої антени (dBi)
- Lp — втрати в просторі (dB)
- Lc — втрати в кабелях (dB)

Втрати в просторі (Free Space Path Loss)¶

FSPL (dB) = 20 * log(d) + 20 * log(f) + 32.44

d — відстань (км)
f — частота (МГц)

Приклад¶

Частота: 2.4 GHz
Відстань: 1 км
Tx: 20 dBm
Антени: 2x 15 dBi
Кабель: 2 dB втрат

FSPL = 20*log(1) + 20*log(2400) + 32.44 = 100 dB
Pr = 20 + 15 + 15 - 100 - 2 = -52 dBm

Кабелі та роз'єми¶

Коаксіальні кабелі¶

Тип	Втрати @ 1 GHz	Застосування
RG-58	0.5 dB/м	Короткі, low power
RG-213	0.25 dB/м	Середні
LMR-400	0.1 dB/м	Професійне
LMR-600	0.06 dB/м	Довгі кабелі

Роз'єми¶

Тип	Частота	Потужність
BNC	до 4 GHz	Низька
SMA	до 18 GHz	Низька
N-type	до 11 GHz	Середня
7/16 DIN	до 7.5 GHz	Висока

Мінімізація втрат¶

Коротший кабель
Якісний кабель (LMR-400+)
Менше роз'ємів
Герметизація з'єднань

Вибір антени¶

Для базових станцій¶

Сценарій	Рекомендація
360° покриття	Omnidirectional 5-8 dBi
Сектор 120°	Секторна 12-15 dBi
Точка-точка	Яги або параболічна

Для мобільних¶

Сценарій	Рекомендація
Автомобіль	Магнітна 3-5 dBi
Портативна	Гнучка 0-2 dBi
Стаціонарна	Зовнішня направлена

Практичні поради¶

Монтаж¶

Подалі від металевих конструкцій
Чим вище — тим краще (в межах розумного)
Уникати перешкод в напрямку зв'язку
Заземлення для захисту від блискавок

Налаштування¶

КСВ < 1.5 (ідеально < 1.3)
Резонансна частота = робоча
Імпеданс 50 Ом (стандарт)

Обслуговування¶

Перевіряти КСВ раз на рік
Оглядати кабелі та роз'єми
Очищувати від забруднень
Замінювати пошкоджені елементи