Định hướng và độ lợi: yagi so với ăng-ten parabol

Tôi có một cabin rất xa ở 1000m (3000f), nơi tôi gần như không nhận được điện thoại, vì vậy gần đây tôi đã cố gắng nghiên cứu nhiều nhất có thể hiểu được những điều cơ bản về radio, nhưng vẫn không thể kết luận về bất cứ điều gì liên quan loại thiết kế ăng-ten nào là tối ưu cho usecase của tôi và tại sao nó lại đúng.

Tôi đã nghĩ đến việc mua một ăng-ten parabol, hướng vào tòa tháp gần nhất trong một thung lũng cách đó khoảng 5km, sau khi đọc các loại khác nhau . Vì các bộ lặp là bất hợp pháp để sử dụng (trừ khi bạn là một công ty điện thoại) ở Na Uy, tôi đã lên kế hoạch chỉ kết nối (thông qua RG58 + SMA) ăng-ten trên mái nhà với một cây roi trong phòng chính của cabin. Hy vọng rằng điều đó sẽ cho phép chúng tôi thực hiện cuộc gọi bên trong tại địa điểm từ xa này.

Định hướng lớn hơn có thể thu được bằng cách sử dụng các kỹ thuật tạo chùm tia như gương phản xạ parabol hoặc sừng. Do tính trực tiếp cao trong ăng ten phụ thuộc vào nó lớn so với bước sóng, các chùm hẹp loại này dễ dàng đạt được hơn ở tần số UHF và vi sóng.

Vì GSM (900 MHz) nằm trong dải tần UHF, ăng-ten parabol 60cm x 90cm với mức tăng 16 dBi có vẻ như rất phù hợp.

Nhưng sau đó tôi đã tìm thấy một ăng-ten Yagi với mức tăng 28 dBi (!) , Và tôi hơi ngớ ngẩn. Cách tôi hiểu điều có lợi là nó liên quan chặt chẽ đến tính định hướng: đa hướng hơn có nghĩa là ít lợi ích hơn và ngược lại.

Nếu một thiết kế parabol có tính định hướng lớn hơn, làm thế nào một Yagi nhỏ hơn (trên bề mặt) vẫn có thể đạt được mức tăng cao hơn?

Rõ ràng, tôi không phải là một chuyên gia sau khi sử dụng vài giờ để đọc các thiết kế hình tứ giác, lưỡng cực và roi da trên Wikipedia, nhưng tôi muốn hiểu làm thế nào những thứ tôi mua hoạt động ở mức độ thô, vì vậy hy vọng bạn sẽ cắt giảm cho tôi một chút :-)

Bài học đầu tiên: Không bao giờ tin tưởng danh sách sản phẩm Aliexpress. Đó là một điều bắt buộc.

Bài học thứ hai: Nói chung, ăng-ten càng lớn so với bước sóng thì nó càng thu được nhiều hơn.

Đó là lý do tại sao đĩa vệ tinh nhà bạn không mang tính chỉ thị cao như chúng ta hãy nói điều này:

Vì vậy, điều đầu tiên không tin vào danh sách Aliexpress là:

Đây có phải là băng thông thực sự? 700 MHz đến 2700 MHz là băng thông 2 GHz, ở tần số trung tâm là 1,7 GHz. Nói cách khác, đây sẽ cần phải là một ăng-ten siêu băng rộng (hiện tại chúng ta khó có thể xây dựng bất kỳ ăng-ten nào có thể có băng thông lớn hơn 1,1 tần số trung tâm). Yagis không ultrawideband.

Vì vậy, điều họ không nói với bạn là ăng ten này có thể hoạt động tốt đối với một số băng tần mà họ liệt kê bên dưới, nhưng không tốt cho những nhóm khác. Trên thực tế, tôi sẽ không biết làm thế nào một yagi, người có thiết kế phụ thuộc rất nhiều vào mối quan hệ giữa bước sóng với khoảng cách phần tử, có thể hoạt động cho các dải không liên quan đến yếu tố số nguyên như vậy. Điều này nghe có vẻ như một scam, trên thực tế.

Bây giờ, ăng-ten AliExpress vì một số lý do ( tất nhiên là chi phí rẻ và năng lực của người bán) không đi kèm với phép đo hiệu quả trong phạm vi tần số đã chỉ định.

Nếu bất cứ điều gì, mức tăng đó sẽ có thể đạt được ở đầu cuối của thang tần số - một lần nữa, đạt được thang đo có liên quan đến kích thước ăng-ten và trong thiết kế Yagi, số lượng phần tử giúp phản ứng "tập trung" một phiên bản trễ của kích thích từ yếu tố cuối cùng. Mặc dù vậy, tôi rất nghi ngờ về 28 dBi.

Vì vậy, hãy yên tâm rằng, hoạt động của ăng-ten huyền thoại không có sự hiểu biết, món ăn của bạn sẽ vượt trội hơn so với lừa đảo ăng-ten 30 € như vậy.

Như tôi đã nói, thông thường, pháp luật giới hạn Công suất bức xạ đẳng hướng hiệu quả. Đó là, bạn phải trừ đi mức tăng của ăng-ten từ công suất truyền của bạn. Do đó, trong quá trình truyền, bạn không thu được gì khi có ăng-ten có mức tăng cao.

Có hay không đó là trường hợp ở Na Uy trong các nhóm di động không được biết đến với tôi.

Cả hai ăng-ten parabol và Yagi đều có thể được thiết kế với (về nguyên tắc) mức tăng tùy ý, bằng cách đi tới các chùm hướng tùy ý. Trong trường hợp Yagi, nó sẽ rất dài, trong trường hợp parabol, rất rộng. Nếu bạn chọn hai ví dụ với mức tăng khác nhau, thì cái nào có mức tăng cao hơn, ừm, có mức tăng cao hơn.

Trong thực tế, các lỗi trỏ với các chùm rất hẹp làm hạn chế tính hữu dụng.

Bạn đang giả định rằng mức tăng được trích dẫn cho ăng-ten 28dBi đó là chính xác. Có rất nhiều lý do để cho rằng nó không phải.

Thứ nhất, mức tăng của một Yagi liên quan khá nhiều đến số lượng các yếu tố. Xem ví dụ hướng dẫn ở đây . Tôi mong đợi một phiên bản 16 yếu tố có mức tăng 20-21dBi. Vì vậy, con số 28dBi là không thể tin được.

Thứ hai, có những tuyên bố không thể tin được trong quảng cáo. Họ tuyên bố ăng-ten hoạt động suốt từ 698 đến 2700 MHz! Điều đó đơn giản là không thể đối với một Yagi. Thiết kế về bản chất được gắn với một tần số cụ thể, với khoảng cách giữa các phần tử khớp với một phần được chọn của bước sóng.

Bài viết này cho thấy một số mô phỏng chi tiết về những gì sẽ thực sự xảy ra nếu bạn sử dụng một thiết kế Yagi tương tự trên một dải tần số rộng như vậy. Ăng-ten "21dBi" hóa ra có mức tăng thực tế là 13dBi ở mức 850 MHz, đây là tần số duy nhất được kết hợp tốt. Ở 1800 và 2100 MHz, nó về cơ bản là vô dụng.

Cũng như nhiều thứ được bán trên các trang web thương mại điện tử miễn phí, các số liệu hiệu suất chỉ đơn giản được tạo ra để bán sản phẩm.