Posibilidad de un muy antena direccional

Question

Soy bastante nuevo en la tecnología de RF, pero una dirección-encontrando aplicación ha llegado hasta donde altamente direccional de la antena puede ofrecer una solución conveniente, así que empecé a buscar dichas antenas.

La mayoría, como las antenas Yagi, que puede ser comprado parecen tener patrones que no son muy concentrados, con la mitad de potencia ancho de haz de no menos de 30 grados, a menudo mucho mayor.

Es posible el diseño de PCB antenas (o, alternativamente, la compra de pre-hecha de antenas) con un muy estrecho, enfocadas patrón de radiación -- Idealmente, estoy buscando un pequeño tamaño (< 10 cm) de la antena con un haz a mitad de potencia por debajo de los 10 grados? Asumir cualquier frecuencia de transmisión entre, por ejemplo, 433 Mhz a 10 GHz es aceptable (ya que la aplicación tiene un margen de maniobra en este).

¿Qué palabras clave debo de investigación para esto, o son dichas antenas imposible debido a los científicos limitaciones?

Por ejemplo, Wikipedia contiene esta imagen dentro de una radiación de patrón en el artículo, pero todavía no he sido capaz de encontrar una antena con tales favorable patrón:

Answer 1

Sus necesidades nunca se cumple.

Un plato de la antena es la mejor para la prestación de enfoque y si miraba voyager II, se utiliza un 3,7 metros plato en alrededor de 3 GHz. Esto daría un 3dB mitad de haz ancho de alrededor de 0.91 grados.

Estoy usando el ejemplo de la Voyager II porque ellos no enviar algo a los planetas que no había pensado acerca de (o-rings excluidas de la presente declaración).

A 1 GHz esta la mitad del ángulo de haz de los aumentos de 2.74 grados

A 1 GHz y una 1m plato que esto aumenta el 10,2 grados

Ver esta calculadora para comprobar. Para ayudarle a obtener más ideas sobre esto, siga estas reglas: -

• Si se duplica la frecuencia, la ganancia de una antena se cuádruple.
• Si se duplica la frecuencia, la viga de ancho de una antena va a reducir a la mitad.
• Si el doble del diámetro de la antena (manteniendo la frecuencia de la misma), la ganancia de la antena se cuádruple.
• Si el doble del diámetro de la antena (manteniendo la frecuencia de la misma), la viga de ancho de una antena va a reducir a la mitad.

Answer 2

Es fácil calcular el ancho de haz más estrecho posible a partir de una antena de la estructura. Esto le dará una idea del tamaño de la antena necesaria para lograr una cierta anchura de haz.

Usted necesita saber la dimensión de la antena y la longitud de onda. Dibujar una vista bidimensional de la geometría de una onda incidente en la antena. Trabajar el ángulo más pequeño en el que la onda en el borde será de 180 grados fuera de fase con la onda en el medio. Este es el ángulo de la primera null, el factor de directividad 3dB podría ser alrededor de la mitad de este.

Este método es para los planos de las antenas. Lento antenas de onda (yagi, hélice, dieléctrico de la barra) tienen un área más grande que su físico frontal del área. Pero no esperes un almuerzo gratis aquí.

Una sugerencia: Buscar algo que se llama un monopulso de la antena.

Está hecho a partir de dos antenas de algún tipo, conectado a una suma y diferencia de la red. La suma de canal sólo tiene el patrón combinado de las dos antenas, siendo bastante amplio. Pero la diferencia canal tiene un valor nulo en el ánima, que es muy estrecho, si la señal es lo suficientemente fuerte.

Answer 3

Para las típicas antenas parabólicas (que incluyen malla de antenas y sólido antenas parabólicas), una regla de oro es

B = k λ / d

donde

• B = la mitad de potencia ancho de haz en grados
• l = longitud de onda
• d = diámetro de la antena
• k = antena iluminación factor, típicamente cerca de 70

Estoy buscando un pequeño tamaño (< 10 cm) de la antena con una media potencia ancho de haz de la menor de 10 grados

La reorganización de los términos en la fórmula anterior, puedo conseguir

λ = B d / k =~ 10 grados * 0.10 m / 70 ~= 0.014 m

frecuencia = c / &lambda ~= (3e8 m/s)/(0.014 m) ~= 21 gigahercios

lo que da una frecuencia de 21 de gigahercios. Por lo que el tamaño d y el ancho de haz de B menor aumentará la frecuencia requerida.

Si su antena tiene un tamaño pequeño, es imposible moverse fundamentales de la física límites a su factor de directividad y la ganancia, no importa si es Yagi, parabólica, log-periódica, o cualquier otro tipo de antena. Ver Randy Bancroft. "Dimensión Fundamental de los Límites de las Antenas: Asegurar la Adecuada Dimensiones de la Antena en el Dispositivo Móvil Diseños".

radiogoniometría

Muchos transmisor de la caza y de la dirección de la búsqueda de sistemas, tales como las que se usan en el deporte de aficionados de radio de la dirección de la búsqueda, encontrar la dirección de algunos transmisor girando la antena (contradictorio) encontrar el mínimo de la señal (el "null posición"), en lugar de la señal máxima que uno podría esperar. Los valores nulos son más (y así será más fácil para encontrar una dirección exacta) de los valores máximos para la mayoría (todos?) las antenas.