搜索专业仪器绘制——主流fpv天线辐射图【转发】
2017-01-19 by:CAE仿真在线 来源:互联网
有感于玩飞机的基友相邀,特花大量时间对现行FPV主流天线做了辐射仿真,大家手头有该类型天线的,自己对号入座。 采用软件为ANSOFT HFSS, 此正版软件价值40w人民币,对电磁仿真的准确度不用怀疑undefineColord。
很多模友反应帖子所含图片过于专业,先做一些说明,方便大家阅读!
所有的二维图表为天线的辐射图。 纵坐标X轴为增益,横坐标Y轴为角度。 其中,横坐标Y轴从左到右,代表天线的一圈360度。
水平面方向图,代表天线水平方位360度一圈的场强分布,及人站立不动,从前方到右手到后背再到左手,最后回到前方的一圈!
垂直面方向图,代表天线上下俯仰面360度一圈的场强分布,及前方绕过头顶再到背后,再经过脚底绕回前方!
X轴和Y轴的交叉点代表该天线角度相对应的增益。
四叶草天线
用量最大的4叶草蘑菇头,从图表可以看出,蘑菇头的辐射角度比棒子天线更大些,适合复杂环境使用。
蘑菇头三维
4叶蘑菇头方向图增益
4叶蘑菇头
4叶草极坐标
单双菱天线
单双菱天线,增益9-10dB, 适合diy且口碑不错!
单双菱模型图
二维方向图
单双菱三维辐射图
水平方位面极坐标
垂直俯仰面极坐标
四菱天线
人气超高的4菱天线,增益11-12dB,大量模友自行diy制作。 注意该天线打横放才是垂直极化,水平方位面角度较窄,垂直俯仰面较宽!由于5.8g频率较高,受限于diy的制作工艺,市场出售的四菱天线,普遍存在最大辐射方向偏离天线正前方,使用的时候自行测试往那边歪的。
三维模型
二维方向图
三维辐射图
水平方位面极坐标
垂直俯仰面极坐标
433增程模块加2条地线
常用的433增程天线加地网,结构算单极天线的一种。 增益1.5-2dB 建议飞机上的433模块未加地网的赶紧加,效果有明显提升。
两条水平对称放置的地网
二维方向图
立体方向图
433单地线
一条地网线辐射图单条地网线,或者两条地网未对称排列,方向图变化剧烈!
已经不再是水平全向辐射,实际使用请注意!
单条地网线
单地网三维辐射图
市售5.8g 14dB小平板
市场用量较大的14dB-15dB小平板天线,标称14或者15dB ,实际增益不到12。 前后比不好副瓣较高,造成主辐射方向增益低。 和前面的PT-26前辈说的差不多,增益水分大。 就目前仿真用的天线,属于市场相对靠谱的产品, 单层抄板的小平板情况更糟。
直角坐标方向图
极坐标方向图
三维立体图
18dB铜丝平板加改进
国外diy高手制作的18dB 铜丝天线, 创意很好。有条件的可以自制
根据原创方案做了改进,增益能提高到19dB
模型
增益方向图
做了改进提高1dB增益
自制433带滤波天线
自制带滤波功能的433地面发射天线,阵子长度均为1/4波长,两条地线向下倾斜30度。天线的中心支撑馈线做了改造,带5.8g的滤波功能,实际使用效果良好。
未用滤波天线以前,5.8g图传接收有干扰纹,且距离较近,加了滤波干扰纹消失,画面非常干净。图传距离变远(用于fpv小车)。 但是滤不掉车辆点火的干扰。
仿真模型图
仿真辐射图
暗室实测
网络分析仪实测驻波
通信设备驻波,回波损耗, 反射功率,增益损失对应关系表
不只限于天线,也适用于其他通信设备,只要有驻波这个技术参数的,都适用。
从图表可以看到,驻波增加反射会增大,功率会反射回发射机,轻则发热增加,重则烧毁发射设备。
而2.4和5.8g频率相对较高,制作工艺对性能有非常大的影响,后期会录制一个视频,能清楚看到天线微小的变动,会带来驻波巨大变化。
因此,为了广大模友的钞票着想,在缺乏必要的仪器设备情况下,发射用天线diy要慎重,接收不受限制随便折腾,最多信号弱点,没啥损失。
433mhz频率较低, 对加工精度相对不敏感,在有可靠图纸情况下可自制。
驻波回损反射功率参照表
半功率角度和增益的关系
天线是无源器件,本身不会创造能量,只能转化能量。
想要提高增益,必须是以其它方向的增益减少为代价。
因此高增益意味着小的辐射角,模友们选型一定要注意,并不是增益越高越高,适合自己的应用场景才是最好的!
增益和角度关系表
作者:枫叶天线
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