Приёмная антенна · УВЧ · направленная · активная
Антенна Shure UA864
Настенная активная направленная антенна для радиосистем на 470–698 МГц (версии UA864US и UA864LO): плоский корпус на стену или потолок, усилитель внутри. Корпус на рисунке — по чертежу Shure. А что внутри, Shure не публикует, поэтому там показана одна из двух моделей на выбор. Первая — патч в четверть волны с замыкающей стенкой, один из самых простых вариантов из учебников, вписанный в корпус и настроенный на 585 МГц, частоту паспортных диаграмм. Вторая — одна плоская спираль и металлическая пластина: по неофициальным сведениям, внутри именно спираль над пластиной, но размеры неизвестны. Когда спираль стояла перед пластиной, как обычно у спиральных антенн, модель принимала сильнее со стороны стены, чем из комнаты, поэтому в нашей модели наоборот: пластина стоит перед спиралью, между ней и крышкой, а размеры спирали подобраны так, чтобы её диаграмма была ближе всего к паспортной. На 585 МГц обе модели, как и паспортные диаграммы Shure, принимают в основном спереди, но точно с паспортом не совпадает ни одна. Меняйте модель, частоту и поляризацию волны и смотрите, как течёт ток и сколько сигнала доходит до точки питания.
Расчёт сделан заранее, через каждые 10 МГц, для обеих моделей: весь металл модели — медь с её потерями, вокруг воздух; нагрузка 50 Ом прямо в точке питания. Колебания на рисунке сильно замедлены: на самом деле поле меняется сотни миллионов раз в секунду.
Детали
Снаружи — по чертежу Shure
Внутри — модель расчёта
Физика
КСВ по частоте
КСВ самой антенны выбранной модели — в точке питания, до усилителя, относительно 50 Ом. Это не КСВ настоящей UA864: у неё сразу за антенной стоит усилитель, а КСВ Shure в инструкции не указывает — там только выход 50 Ом, разъём BNC. Полоса 470–698 МГц из паспорта Shure закрашена; точка — выбранная частота. Если в этой полосе КСВ модели нигде не опускается ниже 3, как у спирали, шкала логарифмическая, до 100.
Таблица значений
| Частота | КСВ | Z в точке питания |
|---|
Усиление на оси по частоте
Для вертикальной поляризации, дБи: у самой антенны модели без усилителя и с учётом потерь на рассогласование с нагрузкой 50 Ом. Ромб — паспорт Shure: 2,5 дБи на средней частоте полосы вместе с усилителем на «0 дБ».
Таблица значений
| Частота | Вертикальная | На 50 Ом | Вперёд/назад | Луч |
|---|
Диаграмма направленности
Рисунок и графики — расчёт выбранной модели: с каких направлений и в какой поляризации она принимает сильнее. Настоящая диаграмма UA864 из инструкции Shure есть только на 585 МГц и в двух плоскостях — она нарисована на графиках серым. По принципу взаимности так же она и излучала бы; настоящая UA864 с усилителем только принимает.
Вид сверху
Горизонтальная плоскость через ось, ось антенны — вправо; «влево» и «вправо» — если стоять у стены лицом в комнату. Кольца — через 10 дБ от наибольшего усиления. Сплошная — вертикальная поляризация, пунктир — горизонтальная: это расчёт выбранной модели на выбранной частоте. Серая линия с точками — настоящая диаграмма UA864 из инструкции Shure, на 585 МГц, от своего наибольшего значения; там, где её на картинке закрывают подписи и стена, точек нет.
Вид сбоку
Вертикальная плоскость через ось. Обозначения те же.
Паспорт и расчёт
Что пишет Shure в инструкции UA864 и что дают обе модели. Диаграммы — на 585 МГц, для которой у Shure есть паспортные: серая линия с точками — паспорт, снятый с картинки с точностью около 0,5 дБ, цветные — модели; каждая кривая — от своего наибольшего значения, кольца — через 5 дБ. У самой стены и там, где кривую на картинке Shure закрывают подписи, точек нет.
| Shure | Патч | Спираль | |
|---|---|---|---|
| Полоса | 470–698 МГц (UA864US, UA864LO) | КСВ меньше 2 у самой антенны модели — только около 571–601 МГц, меньше 3 — около 562–612 МГц; на 470 МГц до нагрузки 50 Ом доходит 6 % мощности, на 700 МГц — 20 % | КСВ меньше 2 у самой антенны модели — нигде в диапазоне расчёта; на 470 МГц до нагрузки 50 Ом доходит 1 % мощности, на 700 МГц — 3 % |
| Усиление на оси | 2,5 дБи на средней частоте, переключатель на «0 дБ»; на диаграмме Shure вперёд около 2,8 дБ | вертикальная поляризация: 3,3 дБи на 585 МГц — у самой антенны, без усилителя; 2,3 дБи на 470 МГц и 3,8 дБи на 700 МГц | вертикальная поляризация: 3,6 дБи на 585 МГц — у самой антенны, без усилителя; 0,4 дБи на 470 МГц и 3,2 дБи на 700 МГц |
| Ширина луча | 100° на средней частоте; по диаграмме Shure около 99° в вертикальной и 108° в горизонтальной плоскости | 128° в вертикальной и 148° в горизонтальной плоскости на 585 МГц | 76° в вертикальной и 119° в горизонтальной плоскости на 585 МГц |
| Наклон луча | середина луча в вертикальной плоскости по диаграмме Shure — около 8° вниз, в горизонтальной — по оси | 15° вниз на 585 МГц | 13° вниз на 585 МГц; в горизонтальной плоскости луч смещён влево: половинная мощность — от 42° вправо до 77° влево от оси, если стоять у стены лицом в комнату |
| Ослабление назад | по оси, прямо вперёд против прямо назад: по диаграмме Shure около 7,3 дБ | 6,5 дБ на 585 МГц | 6,4 дБ на 585 МГц |
| Поляризация | поляризованная антенна: её поворачивают под передатчики, а как она повёрнута, показывает переключатель; внизу — вертикальная, для ручных и поясных передатчиков | вертикальная; горизонтальную спереди по оси антенна модели почти не принимает: меньше −40 дБи на всех частотах расчёта | линейная, но её направление поворачивается с частотой. Если смотреть на антенну спереди, лучше всего она принимает поле с наклоном от вертикали 16° влево на 470 МГц, 0° на 585 МГц (так повёрнута спираль) и 22° вправо на 700 МГц, а повёрнутое поперёк — больше чем на 25 дБ слабее на всех частотах полосы |
| Сопротивление | 50 Ом, BNC — на выходе усилителя | у самой антенны на штыре 51,0 + j7,9 Ом на 585 МГц | у самой антенны на штыре 1,8 − j4,1 Ом на 585 МГц |
| Питание и усиление | 10–15 В, 75 мА по кабелю; переключатель −20, −10, 0, +10 дБ (±1 дБ) | усилителя в расчёте нет | усилителя в расчёте нет |
| Габариты | 176 × 176 × 51 мм, 487 г; по чертежу — корпус 176,2 × 176,2 мм толщиной 41,4 мм, с разъёмом 49,6 мм, с монтажной пластиной 51,3 мм | заземлённая пластина 170 × 170 мм со скруглёнными углами и патч 150 × 107,5 мм в 20 мм над ней | спираль Ø160 мм у задней стороны корпуса и пластина 165 × 170 мм со скруглёнными углами в 8 мм перед ней; штырь питания — от центра спирали к пластине |
