Антени для SDR
Вибір та підключення антен до SDR приймачів.
Особливості SDR антен
Широкосмуговість
SDR працюють в широкому діапазоні, тому потрібні:
- Широкосмугові антени
- Кілька антен для різних діапазонів
- Швидке перемикання
Типові роз'єми
| Роз'єм |
SDR пристрої |
| SMA |
RTL-SDR, HackRF, LimeSDR |
| MCX |
Деякі RTL-SDR донгли |
| U.FL |
Внутрішні модулі |
| BNC |
Лабораторне обладнання |
| N-type |
USRP, професійне |
Антени для різних діапазонів
VHF/UHF (30-1000 МГц)
| Антена |
Gain |
Застосування |
| Телескопічна |
0-2 dBi |
Загальне, портативна |
| Дискон |
2-5 dBi |
Широкосмуговий моніторинг |
| J-pole |
2-3 dBi |
VHF/UHF прийом |
| Ground plane |
3-5 dBi |
Базова станція |
| Log-periodic |
6-8 dBi |
Направлена |
ADS-B (1090 МГц)
Коаксіальний колінеар:
- 3-6 dBi
- Омнідирекційна
- Можна зробити самому
Розрахунок:
λ = 300/1090 = 0.275 м
Секція = λ/2 = 137 мм
GPS/GNSS (1575 МГц)
- Патч антена з LNA
- Кругова поляризація
- Активна (потрібне живлення)
WiFi/ISM (2.4/5 ГГц)
- Патч: 6-8 dBi
- Яги: 10-15 dBi
- Параболічна: 20+ dBi
HF (1-30 МГц)
Для RTL-SDR + Upconverter:
- Довгий провід (10-30 м)
- Magnetic loop
- Mini whip (активна)
Комплектні антени
RTL-SDR Blog V3 Kit
В комплекті:
- Телескопічна (загальне)
- Дискон 25-1300 МГц
- Tripod mount
DIY антени
Диполь на частоту F
L = 143 / F(МГц) метрів (загальна довжина)
Приклад для 145 МГц:
L = 143/145 = 0.986 м
Кожне плече = 49 см
Ground plane
|
| λ/4
____|____
/ | \
/ λ/4 | λ/4 \
Для 433 МГц:
λ/4 = 75/433 = 17 см
Cantenna (WiFi)
Банка + N-роз'єм:
- Діаметр: 8-9 см
- Довжина: 13-15 см
- Probe: λ/4 від дна
Підсилювачі (LNA)
Навіщо потрібен
Підсилювач → Кабель → SDR
Noise Figure системи:
NF_total = NF1 + (NF2-1)/G1 + (NF3-1)/(G1*G2)...
LNA на початку мінімізує загальний NF
Типи LNA
| Модель |
Частоти |
Gain |
NF |
Ціна |
| LNA4ALL |
0.01-4 ГГц |
20 dB |
1.5 dB |
$30 |
| Nooelec SAWbird |
1090/1575 МГц |
10 dB |
0.7 dB |
$40 |
| SPF5189 |
0.01-4 ГГц |
18 dB |
0.5 dB |
$10 |
| Mini-Circuits ZX60 |
До 6 ГГц |
12 dB |
2.5 dB |
$100+ |
Bias-Tee
Живлення LNA через коаксіал:
SDR (bias-tee) ----+5V----> LNA ---> Антена
RTL-SDR Blog V3: вбудований bias-tee
HackRF: окремий Bias-Tee модуль
Фільтри
Типи
| Тип |
Функція |
| Low-pass (LPF) |
Пропускає нижче Fc |
| High-pass (HPF) |
Пропускає вище Fc |
| Band-pass (BPF) |
Пропускає діапазон |
| Notch |
Блокує частоту |
Поширені фільтри
FM Trap/Notch:
- Блокує 88-108 МГц
- Зменшує перевантаження
ADS-B SAW:
- 1090 МГц ±5 МГц
- Покращує чутливість
LTE filter:
- Блокує 700-900 МГц
- Для слабких сигналів
Кабелі та втрати
Втрати в кабелях
| Кабель |
@ 1 ГГц |
@ 2.4 ГГц |
| RG-58 |
0.5 dB/м |
0.8 dB/м |
| RG-174 |
0.9 dB/м |
1.4 dB/м |
| LMR-240 |
0.2 dB/м |
0.4 dB/м |
| LMR-400 |
0.1 dB/м |
0.2 dB/м |
Рекомендації
До 1 м: будь-який кабель
1-5 м: RG-58 або краще
5-10 м: LMR-240 або краще
10+ м: LMR-400, або LNA біля антени
Перехідники
Уникати:
- Довгих ланцюгів перехідників
- Дешевих китайських
Кожен перехідник: 0.1-0.5 dB втрат
Антенні системи
Multi-band setup
[Дискон] — VHF/UHF загальне
|
[Splitter]
/ \
[RTL-SDR] [RTL-SDR]
Або:
[ADS-B антена + LNA] → SDR #1 (1090 МГц)
[Дискон] → SDR #2 (сканування)
Direction Finding
[Антена 1] → [SDR]
| |
[Антена 2] → [Phase comparison]
| |
... ↓
Direction
Практичні поради
Розміщення
✓ Якомога вище
✓ Подалі від електроніки
✓ Чисте небо (для супутників)
✗ Біля WiFi роутера
✗ Біля LED освітлення
✗ Всередині металевих будівель
Заземлення
Для HF:
- Противага або radials
- Заземлення корпусу
Для VHF+:
- Металева пластина
- Екранування кабелю
Безпека
Грозозахист:
- Відключати під час грози
- Грозорозрядник на вході
- Заземлення щогли
ESD:
- Статичний розряд на вході
- DC блок для захисту
Тестування
Перевірка антени
# RTL-SDR
rtl_power -f 100M:1000M:1M -g 40 scan.csv
# Порівняти з/без антени
# Візуально в SDR#
# Рівень шуму має знизитись
# FM станції мають з'явитись
Порівняння антен
1. Налаштувати на стабільний сигнал
2. Записати рівень (dB)
3. Замінити антену
4. Порівняти рівні
Пошук проблем
| Симптом |
Причина |
| Немає сигналів |
Антена не підключена, поганий кабель |
| Слабкі сигнали |
Втрати в кабелі, неправильна антена |
| Сильний шум |
Інтерференція, погане екранування |
| Перевантаження |
FM мовлення, потрібен фільтр |