Чайниковский вопрос по рупорной антенне на 2,4 ГГц., (подскажите насчет длины волновода) Опции

[DavidTibet]

Ребят, помогите с совершенно кофейничим вопросом, пожалуйста.

Решил я сконструлить рупорную антенну на свой wi-fi. Прочитал Ротхаммеля, потом Крауса, ничего не понял, взял на сайте ARRL программу HDL_ANT и посчитал себе оптимальный прямоугольный рупор. :)

Дальше возник вопрос о том, какого размера волновод к нему припаивать. С расчетом ширины и высоты волновода проблем нет - там все довольно очевидно и везде описано.

Очевидно и то, что излучающий штырь, вставленный в волновод, должен отстоять от его задней стенки на четверть длины волны.

Но вот вопрос: КАКОЙ ДЛИНЫ должен быть прямоугольный волновод? Пол-волны? Две трети волны? Сколько точно? И главное - ПОЧЕМУ?

Научите, пожалуйста. А то нигде найти не могу. Буду очень благодарен.

P.S. На всякий случай, "пожалуй я приложу картинку"©. :)

Прикрепленные изображения

 

[andreysar]

Действительно, в данном случае мы имеем дело с классическим приемом, когда сложная задача разделяется на более простые. В конкретно этом случае на две: задачу собрать излучение с определенного направления пространства в волновод (или наоборот излучить) и задачу перейти с одной передающей (волновода) линии на другую (коаксиальную). Т.е. задачу проектирования антенны и задачу проектирования КВП (ну или ПВК если кто-то больше привык к такому сокращению).

Если у КВП будет хороший КСВн, то все равно какой длины брать волновод (если потери не волнуют).
Вместе с тем следует помнить, что КВП - это не просто штырь "засунутый" в короткозамкнутый вольновод (хотя конструкция КВП может быть и другой), но и некоторый участок волновода после него, на котором волна должна принять регулярный характер (это касается и рупора: антенна - это рупор + отрезок волновода).

Считается, что расстояние, на котором устанавливается регулярное распределение ЭМ-волны после неоднородности, должно быть хотя бы порядка длины волны, но иногда и намного больше или меньше (например, когда поперечные размеры передающей линии больше длины волны или намного меньше, то надо брать несколько этих поперечных размеров).

Так, что лучше взять по крайней мере 1-2 длины волны.

[Mirabella]

Вместе с тем следует помнить, что КВП - это не просто штырь "засунутый" в короткозамкнутый вольновод (хотя конструкция КВП может быть и другой), но и некоторый участок волновода после него, на котором волна должна принять регулярный характер (это касается и рупора: антенна - это рупор + отрезок волновода).

А еще не стоит забывать, что конструкция КВП связана с необходимой полосой рабочих частот.
Только для узкополосных устройств достаточно штыря в волноводе.
Чаще требуется многоступенчатый трансформатор. (см. Фельдштейн, Явич, Смирнов).

[andreysar]

А еще не стоит забывать, что конструкция КВП связана с необходимой полосой рабочих частот.
Только для узкополосных устройств достаточно штыря в волноводе.
Чаще требуется многоступенчатый трансформатор. (см. Фельдштейн, Явич, Смирнов).

На сколько я знаю, КВП "на штыре" могут иметь очень даже неплохой КСВн во всей рабочей полосе частот прямоугольного волновода. Во всяком случае я таких переходов в руках держал, и много разных (в большинстве ЗИПов и измерительных комплектах советской СВЧ-измерительной техники применялись именно такие КВП). Более широкополосные Н-образные и П-образные КВП "на штыре" мне что-то не встречались (но мысль интересная, надо вообще попробовать прикинуть такой КВП).

Другое дело, что данная конструкция самая плохая в смысле электропрочности (горелых КВП "на штыре" я тоже в руках держал много). КВП типа "крест" тоже на большой мощности сильно греются (а бывают и плавятся). Ступенчатые переходы тут конечно же вне всякой конкуренции (они мне самому больше всего и нравятся). Но они и самые сложные в плане изготовления.

И, если штыревой, прикинув по справочникам необходимые размеры, можно сделать буквально "на коленке" (конечно параметры будут не ахти какие, но работать устройство будет, особенно если полоса нужна узкая и предусмотрена подстройка), то ступенчатый переход выпиленный рашпилем параметров не будет иметь никаких (если не случится чудо).

С уважением Андрей

PS: Вообще вопрос с широкополосностью достаточно сложный. Я знаю людей, считающих, что полоса в несколько процентов - широкая полоса, и знаю других (к которым и сам отношусь), которые считают октавную полосу хотя и широкой, но не очень. Так что вопрос широкополосности - дело вкуса и сугубо индивидуальный.