搜索專業儀器繪制——主流fpv天線輻射圖【轉發】
2017-01-19 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
有感于玩飛機的基友相邀,特花大量時間對現行FPV主流天線做了輻射仿真,大家手頭有該類型天線的,自己對號入座。 采用軟件為ANSOFT HFSS, 此正版軟件價值40w人民幣,對電磁仿真的準確度不用懷疑undefineColord。
很多模友反應帖子所含圖片過于專業,先做一些說明,方便大家閱讀!
所有的二維圖表為天線的輻射圖。 縱坐標X軸為增益,橫坐標Y軸為角度。 其中,橫坐標Y軸從左到右,代表天線的一圈360度。
水平面方向圖,代表天線水平方位360度一圈的場強分布,及人站立不動,從前方到右手到后背再到左手,最后回到前方的一圈!
垂直面方向圖,代表天線上下俯仰面360度一圈的場強分布,及前方繞過頭頂再到背后,再經過腳底繞回前方!
X軸和Y軸的交叉點代表該天線角度相對應的增益。
四葉草天線
用量最大的4葉草蘑菇頭,從圖表可以看出,蘑菇頭的輻射角度比棒子天線更大些,適合復雜環境使用。
蘑菇頭三維
4葉蘑菇頭方向圖增益
4葉蘑菇頭
4葉草極坐標
單雙菱天線
單雙菱天線,增益9-10dB, 適合diy且口碑不錯!
單雙菱模型圖
二維方向圖
單雙菱三維輻射圖
水平方位面極坐標
垂直俯仰面極坐標
四菱天線
人氣超高的4菱天線,增益11-12dB,大量模友自行diy制作。 注意該天線打橫放才是垂直極化,水平方位面角度較窄,垂直俯仰面較寬!由于5.8g頻率較高,受限于diy的制作工藝,市場出售的四菱天線,普遍存在最大輻射方向偏離天線正前方,使用的時候自行測試往那邊歪的。
三維模型
二維方向圖
三維輻射圖
水平方位面極坐標
垂直俯仰面極坐標
433增程模塊加2條地線
常用的433增程天線加地網,結構算單極天線的一種。 增益1.5-2dB 建議飛機上的433模塊未加地網的趕緊加,效果有明顯提升。
兩條水平對稱放置的地網
二維方向圖
立體方向圖
433單地線
一條地網線輻射圖單條地網線,或者兩條地網未對稱排列,方向圖變化劇烈!
已經不再是水平全向輻射,實際使用請注意!
單條地網線
單地網三維輻射圖
市售5.8g 14dB小平板
市場用量較大的14dB-15dB小平板天線,標稱14或者15dB ,實際增益不到12。 前后比不好副瓣較高,造成主輻射方向增益低。 和前面的PT-26前輩說的差不多,增益水分大。 就目前仿真用的天線,屬于市場相對靠譜的產品, 單層抄板的小平板情況更糟。
直角坐標方向圖
極坐標方向圖
三維立體圖
18dB銅絲平板加改進
國外diy高手制作的18dB 銅絲天線, 創意很好。有條件的可以自制
根據原創方案做了改進,增益能提高到19dB
模型
增益方向圖
做了改進提高1dB增益
自制433帶濾波天線
自制帶濾波功能的433地面發射天線,陣子長度均為1/4波長,兩條地線向下傾斜30度。天線的中心支撐饋線做了改造,帶5.8g的濾波功能,實際使用效果良好。
未用濾波天線以前,5.8g圖傳接收有干擾紋,且距離較近,加了濾波干擾紋消失,畫面非常干凈。圖傳距離變遠(用于fpv小車)。 但是濾不掉車輛點火的干擾。
仿真模型圖
仿真輻射圖
暗室實測
網絡分析儀實測駐波
通信設備駐波,回波損耗, 反射功率,增益損失對應關系表
不只限于天線,也適用于其他通信設備,只要有駐波這個技術參數的,都適用。
從圖表可以看到,駐波增加反射會增大,功率會反射回發射機,輕則發熱增加,重則燒毀發射設備。
而2.4和5.8g頻率相對較高,制作工藝對性能有非常大的影響,后期會錄制一個視頻,能清楚看到天線微小的變動,會帶來駐波巨大變化。
因此,為了廣大模友的鈔票著想,在缺乏必要的儀器設備情況下,發射用天線diy要慎重,接收不受限制隨便折騰,最多信號弱點,沒啥損失。
433mhz頻率較低, 對加工精度相對不敏感,在有可靠圖紙情況下可自制。
駐波回損反射功率參照表
半功率角度和增益的關系
天線是無源器件,本身不會創造能量,只能轉化能量。
想要提高增益,必須是以其它方向的增益減少為代價。
因此高增益意味著小的輻射角,模友們選型一定要注意,并不是增益越高越高,適合自己的應用場景才是最好的!
增益和角度關系表
作者:楓葉天線
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