Оптимизированная yagi для 1296МГц

Автор Дмитрий Дмитриев, RA3AQ

Воскресенье, 10 Июнь 2007

Данная антенна была расчитана мною пару лет назад. Хотелось сделать яги с большим усилением, чистой диаграммой и очень широкополосную. То есть совместить несовместимое.

Измерив практически достаточное количесто готовых антенн, я пришел к выводу, что в большинстве конструкций в полосе наблюдаются значительные пульсации по КСВ. Про чистую диаграмму и говорить не приходится. Это вполне объяснимо - большинство доступных программ не предназначены для оптимизации антенн с большим количеством элементов. Те из немногих, что могут это делать быстро, не обеспечивают достаточной точности.

Для оптимизации антенны использовался движок NEC2, перекомпилированный мною и оптимизированный под инструкции процесора Pentium-4 . Прибавка в скорости оказалась значительной. Но все же процесс оптимизации занял более суток на достаточно мощном компьютере.

Параметры антенны:

Количество элементов - 50;
Длина бума - 4.493м;
Диаметр элементов - 3 мм
Усиление - 22.3dBi (20.15dBd)
G/T - 7.35dB (Tgnd=290K, Tsky=15K)
КПД - 98.3%.
Входное сопротивление антенны 50 Ом.

50 Омное входное сопротивление позволяет питать антенну непосредственно коаксиальным кабелем с симметированием ввиде четверть волнового стакана или применить петлевой вибратор с U-коленом. Последнее с моей точки зрения менее предпочтительно, т.к. данный узел сложно выполнить с достаточной точностью и в нем могут быть дополнительные потери.

Размеры антенны для свободного пространста. Диаметр всех элементов - 3mm. Элемент #2 - активный вибратор.

El #	El. Pos [mm]	El. Leght [mm]	El #	El. Pos [mm]	El. Leght [mm]	El #	El. Pos [mm]	El. Leght [mm]
1	0.000	112.254	21	1575.908	85.542	41	3597.851	82.952
2	40.000	108.804	22	1672.239	85.306	42	3696.492	83.058
3	60.000	99.286	23	1769.851	84.976	43	3800.346	82.624
4	106.204	98.486	24	1868.815	84.712	44	3905.196	82.444
5	167.492	96.150	25	1967.658	84.472	45	4009.863	82.486
6	235.976	94.592	26	2067.550	84.228	46	4113.798	82.592
7	315.080	93.098	27	2166.390	84.162	47	4218.343	83.000
8	395.790	92.104	28	2264.595	84.036	48	4318.252	83.382
9	477.744	91.184	29	2363.119	83.850	49	4416.557	86.868
10	563.252	90.276	30	2462.149	83.660	50	4493.000	83.202
11	650.535	89.622	31	2562.165	83.466
12	738.063	89.092	32	2662.859	83.268
13	826.872	88.514	33	2764.891	83.230
14	918.508	87.956	34	2866.024	83.136
15	1011.423	87.508	35	2968.670	82.952
16	1104.398	87.142	36	3071.674	82.832
17	1196.819	86.792	37	3174.754	82.636
18	1289.776	86.372	38	3279.365	82.372
19	1384.299	86.032	39	3384.166	82.344
20	1479.581	85.744	40	3487.380	82.082

Далее привожу данные расчета данной антенны на 4NEC2 с разбиением 41 сегмент на элемент.

Усиление в полосе частот

Диаграмма в горизонтальной плоскости

Диаграмма в вертикальной плоскости

Зависимость S11 [dB] от частоты

Зависимость КСВ от частоты

Зависимость входного сопротивления от частоты

Далее привожу файл для NEC2

CM 50 elements 1296MHz by RA3AQ
CE
GW 1   23     0.000   -56.127     0.000     0.000    56.127     0.000    1.500
GW 2   23     0.000   -54.402    40.000     0.000    54.402    40.000    1.500
GW 3   23     0.000   -49.643    60.000     0.000    49.643    60.000    1.500
GW 4   23     0.000   -49.243   106.204     0.000    49.243   106.204    1.500
GW 5   23     0.000   -48.075   167.492     0.000    48.075   167.492    1.500
GW 6   23     0.000   -47.296   235.976     0.000    47.296   235.976    1.500
GW 7   23     0.000   -46.549   315.080     0.000    46.549   315.080    1.500
GW 8   23     0.000   -46.052   395.790     0.000    46.052   395.790    1.500
GW 9   23     0.000   -45.592   477.744     0.000    45.592   477.744    1.500
GW 10   23     0.000   -45.138   563.252     0.000    45.138   563.252    1.500
GW 11   23     0.000   -44.811   650.535     0.000    44.811   650.535    1.500
GW 12   23     0.000   -44.546   738.063     0.000    44.546   738.063    1.500
GW 13   23     0.000   -44.257   826.872     0.000    44.257   826.872    1.500
GW 14   23     0.000   -43.978   918.508     0.000    43.978   918.508    1.500
GW 15   23     0.000   -43.754 1011.423     0.000    43.754 1011.423    1.500
GW 16   23     0.000   -43.571 1104.398     0.000    43.571 1104.398    1.500
GW 17   23     0.000   -43.396 1196.819     0.000    43.396 1196.819    1.500
GW 18   23     0.000   -43.186 1289.776     0.000    43.186 1289.776    1.500
GW 19   23     0.000   -43.016 1384.299     0.000    43.016 1384.299    1.500
GW 20   23     0.000   -42.872 1479.581     0.000    42.872 1479.581    1.500
GW 21   23     0.000   -42.771 1575.908     0.000    42.771 1575.908    1.500
GW 22   23     0.000   -42.653 1672.239     0.000    42.653 1672.239    1.500
GW 23   23     0.000   -42.488 1769.851     0.000    42.488 1769.851    1.500
GW 24   23     0.000   -42.356 1868.815     0.000    42.356 1868.815    1.500
GW 25   23     0.000   -42.236 1967.658     0.000    42.236 1967.658    1.500
GW 26   23     0.000   -42.114 2067.550     0.000    42.114 2067.550    1.500
GW 27   23     0.000   -42.081 2166.390     0.000    42.081 2166.390    1.500
GW 28   23     0.000   -42.018 2264.595     0.000    42.018 2264.595    1.500
GW 29   23     0.000   -41.925 2363.119     0.000    41.925 2363.119    1.500
GW 30   23     0.000   -41.830 2462.149     0.000    41.830 2462.149    1.500
GW 31   23     0.000   -41.733 2562.165     0.000    41.733 2562.165    1.500
GW 32   23     0.000   -41.634 2662.859     0.000    41.634 2662.859    1.500
GW 33   23     0.000   -41.615 2764.891     0.000    41.615 2764.891    1.500
GW 34   23     0.000   -41.568 2866.024     0.000    41.568 2866.024    1.500
GW 35   23     0.000   -41.476 2968.670     0.000    41.476 2968.670    1.500
GW 36   23     0.000   -41.416 3071.674     0.000    41.416 3071.674    1.500
GW 37   23     0.000   -41.318 3174.754     0.000    41.318 3174.754    1.500
GW 38   23     0.000   -41.186 3279.365     0.000    41.186 3279.365    1.500
GW 39   23     0.000   -41.172 3384.166     0.000    41.172 3384.166    1.500
GW 40   23     0.000   -41.041 3487.380     0.000    41.041 3487.380    1.500
GW 41   23     0.000   -41.476 3597.851     0.000    41.476 3597.851    1.500
GW 42   23     0.000   -41.529 3696.492     0.000    41.529 3696.492    1.500
GW 43   23     0.000   -41.312 3800.346     0.000    41.312 3800.346    1.500
GW 44   23     0.000   -41.222 3905.196     0.000    41.222 3905.196    1.500
GW 45   23     0.000   -41.243 4009.863     0.000    41.243 4009.863    1.500
GW 46   23     0.000   -41.296 4113.798     0.000    41.296 4113.798    1.500
GW 47   23     0.000   -41.500 4218.343     0.000    41.500 4218.343    1.500
GW 48   23     0.000   -41.691 4318.252     0.000    41.691 4318.252    1.500
GW 49   23     0.000   -43.434 4416.557     0.000    43.434 4416.557    1.500
GW 50   23     0.000   -41.601 4493.000     0.000    41.601 4493.000    1.500
GS 0    0 0.001000
GE   0
EK
LD   5    0    0   0   27000000
EX   0   2   12   0   1   0
GN   -1
FR   0   1   0   0   1296   0
EN

Размеры антенны для элементов диаметром 3.5мм

CE  50 elements 1296MHz by RA3AQ                                               
GW  1   23     0.000   -55.847  0            0.000    55.847  0           1.751
GW  2   23     0.000   -54.366  40           0.000    54.366  40          1.751
GW  3   23     0.000   -49.358  60           0.000    49.358  60          1.751
GW  4   23     0.000   -48.945  106.2        0.000    48.945  106.2       1.751
GW  5   23     0.000   -47.743  167.49       0.000    47.743  167.49      1.751
GW  6   23     0.000   -46.884  235.98       0.000    46.884  235.98      1.751
GW  7   23     0.000   -46.057  315.08       0.000    46.057  315.08      1.751
GW  8   23     0.000   -45.567  395.79       0.000    45.567  395.79      1.751
GW  9   23     0.000   -45.049  477.74       0.000    45.049  477.74      1.751
GW 10   23     0.000   -44.612  563.25       0.000    44.612  563.25      1.751
GW 11   23     0.000   -44.385  650.54       0.000    44.385  650.54      1.751
GW 12   23     0.000   -44.154  738.06       0.000    44.154  738.06      1.751
GW 13   23     0.000   -43.795  826.87       0.000    43.795  826.87      1.751
GW 14   23     0.000   -43.418  918.51       0.000    43.418  918.51      1.751
GW 15   23     0.000   -43.145  1011.42      0.000    43.145  1011.42     1.751
GW 16   23     0.000   -42.960  1104.4       0.000    42.960  1104.4      1.751
GW 17   23     0.000   -42.781  1196.82      0.000    42.781  1196.82     1.751
GW 18   23     0.000   -42.569  1289.78      0.000    42.569  1289.78     1.751
GW 19   23     0.000   -42.419  1384.3       0.000    42.419  1384.3      1.751
GW 20   23     0.000   -42.324  1479.58      0.000    42.324  1479.58     1.751
GW 21   23     0.000   -42.226  1575.91      0.000    42.226  1575.91     1.751
GW 22   23     0.000   -42.058  1672.24      0.000    42.058  1672.24     1.751
GW 23   23     0.000   -41.790  1769.85      0.000    41.790  1769.85     1.751
GW 24   23     0.000   -41.576  1868.82      0.000    41.576  1868.82     1.751
GW 25   23     0.000   -41.390  1967.25      0.000    41.390  1967.25     1.751
GW 26   23     0.000   -41.229  2066.97      0.000    41.229  2066.97     1.751
GW 27   23     0.000   -41.255  2166.39      0.000    41.255  2166.39     1.751
GW 28   23     0.000   -41.291  2264.6       0.000    41.291  2264.6      1.751
GW 29   23     0.000   -41.237  2363.12      0.000    41.237  2363.12     1.751
GW 30   23     0.000   -41.131  2462.15      0.000    41.131  2462.15     1.751
GW 31   23     0.000   -40.979  2562.17      0.000    40.979  2562.17     1.751
GW 32   23     0.000   -40.800  2662.86      0.000    40.800  2662.86     1.751
GW 33   23     0.000   -40.663  2764.89      0.000    40.663  2764.89     1.751
GW 34   23     0.000   -40.535  2866.02      0.000    40.535  2866.02     1.751
GW 35   23     0.000   -40.279  2968.67      0.000    40.279  2968.67     1.751
GW 36   23     0.000   -40.197  3071.67      0.000    40.197  3071.67     1.751
GW 37   23     0.000   -40.088  3174.75      0.000    40.088  3174.75     1.751
GW 38   23     0.000   -40.078  3279.37      0.000    40.078  3279.37     1.751
GW 39   23     0.000   -40.370  3384.17      0.000    40.370  3384.17     1.751
GW 40   23     0.000   -40.399  3488.97      0.000    40.399  3488.97     1.751
GW 41   23     0.000   -40.150  3593.87      0.000    40.150  3593.87     1.751
GW 42   23     0.000   -40.117  3698.01      0.000    40.117  3698.01     1.751
GW 43   23     0.000   -40.119  3801.88      0.000    40.119  3801.88     1.751
GW 44   23     0.000   -40.105  3905.47      0.000    40.105  3905.47     1.751
GW 45   23     0.000   -40.101  4009.35      0.000    40.101  4009.35     1.751
GW 46   23     0.000   -40.153  4112.93      0.000    40.153  4112.93     1.751
GW 47   23     0.000   -40.290  4216.11      0.000    40.290  4216.11     1.751
GW 48   23     0.000   -40.494  4317.37      0.000    40.494  4317.37     1.751
GW 49   23     0.000   -41.274  4417.27      0.000    41.274  4417.27     1.751
GW 50   23     0.000   -41.390  4498.12      0.000    41.390  4498.12     1.751

Замечание для любителей программы MMANA - расхождение по частоте с NEC2 на 1296мГц составляет около 16МГц. Т.е. при вычислении результатов в программе MMANA на частоте 1312мГц результат самый близкий к NEC2 на 1296мГц.

73 de RA3AQ

Последнее обновление ( Воскресенье, 06 Март 2011 )

У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Возможно, Вам необходимо зарегистрироваться на сайте.

JComments