Какие могут быть антенны с круговой диаграммой (RHCP), усилением в зените 4-7 dBi (в принципе не очень важно), но вот под углом 5° важно очень, допустим не хуже 0dBi. Диапазон Глонас+GPS.
Масс продакшин обычные Хелики, Патчи не интересны, т.к. у них на уровне 5° это уже зона формирования боковых лепестков, а нужна ну типа кардиоиды со стабильной формой. Габариты не более 80мм в диаметре

Есть конструкции из нескольких патч антенн ввиде пирамидки, и их коммутации, для решения таких задач.

ОК. Тогда можно наклонить helix антенну с одним витком и тоже выстроить пирамиду из них. А патчи по параметрам никак не конкурируют с хеликами. Похоже стоит попытаться вписаться в габариты. Патчи конечно керамика и с их габаритами гораздо проще, но поляризация не круговая и с полосой проблемы

Вы уверены, что helix с одним витком обеспечит круговую поляризацию?

Это врядли, потом эти спиральки хороши для круговой поляризации, поэтому патчи на керамике с линейной поляризацией получше будут.


Проблема узких полос имеет место. Несмотря на то, что частоты близкие. В правильных решениях ствят две антенны и два модуля отдельно на GPS, отдельно на Glonas. Объединение это компромиссное решение не очень то и хорошее. Если одна антенна, то это не оч приятное расширение полосы, потеря усиления, и увеличение мощности шумов на входе приемника.

Да, я это уже прочувствовал. Хелики-пирамида уже не лезут в габарит. Смотрю в сторону патчей керамика. Вопрос как поведут патчи покупные на такой фигурной ограниченной по площади земле.
Нужны патчи 6 dBi и это 60 град. Надо минимум 6 сегментов-патчей. Размер земли сегмента порядка 40х100мм.

А вот такой вариант применяет кто либо? Беру с хорошим гейном патч (или два лучше на два диапазона) и механически сканирую. Можно даже умно сканировать. Известно точное положение спутников в онлайне, туда и разворачивается антенна. Например сейчас над Россией висит только один под номером НКУ733 и фиг знает где аж над Камчаткой. Парочка над Китаем и один над скандинавией. И так по всей планете. Больше 3-4 не увидишь. Если антенны пирамидой, то все кроме одной сработают в пустую. Время на мех. скан умный и электронный может быть сравнимо. Вопрос цены пока не стоит.

"Пирамидки" применяются вовсе не для этого.
В противном случае, поясните, как они способствуют приёму спутников с углом места 5гр?

По теме.
Приём спутников с углом места 5гр. и ниже возможен, с некоторым ухудшением отношения с/ш.
Только для задач навигации такие спутники намеренно исключаются из решения, по причине искажений их сигнала атмосферой и наземными препятствиями (дисперсия, многолучёвость, и т.д). То есть, они там способны только навредить.


Габарит маловат - боковые лепестки будут проявлять себя довольно сильно.
Наилучшим приближением к "идеалу" являются Choke Ring антенны.

Тогда уж берите рупорную, или параболическую.
Или узконаправленный Хеликс, или даже Яги.
Эфемериды спутников известны, а любительскую астрономическую монтировку с приводами можно купить по сходной цене.

Магус в помощь. Для оценки. Турникетка, квадрифилярка и какая-то абракадабра от авиамоделистов.

offtop
а зачем видеть такие спутники? измерения с них очень плохие и нормальные алгоритмы их выбрасывают (не используют при счете позиции)
если не секрет

Ну, наверное, не такие спутники, например. И не для измерений.
Иридиумовская турникетка на гибком стеклотекстолите. Просто приколола как конструкторское решение.

Делайте гибрид диполя и патча, и будет вам счастье)
Диполь для горизонта, патч для зенита.
Можно просто суммировать, при некоторых условиях.

в предположении gps-glonass - измерение псевдодальностей/задержек распространения

А для чего пирамидки? Если патч наклонен диаграммой в зенит и видит спутник, то почему не способен его принять? Я наклонил не патч, а хелик (быстрее рисовать) и диаграмму развернул максимумом под углом 5 град и свои 9dBi направил в Face спутника. Это плохо может что не так (интерференция).....? На крыше пирамидки будет установлен один патч, например с усилением 2-3 dBi и он основной, который может все рtшает, боковые дополняют это решетку для обеспечения надежности системы. Проблемы распространения РВ это второе (срезается зона Френеля....) и качество сигнала. На этот случай работают соответствующие алгоритмы по существенному улучшению С\Ш (например "Music"). Вот замусоривание боковыми лепестками это проблема и что придумать пока не знаю. А может и не проблема?
Все что ниже предложено не приемлемо, не лезет в габарит и поляризация круговая где? Габарит диам. 90мм, высота 150мм (не точно, может меньше). Есть в продаже патчи в этих диапазонах с усилением 2 dBi, вот у них диаграмма почти вытягивает 0dBi. Точно скажу когда для оценки сделаю модель. Мне нравится механическое вращение одного наклоненого патча (мини шаговый двигатель с шагом 0.5 град, люблю механику).
Касательно зачем 5 град. Посмотрите расположение спутников в онлайн и увидите 2-3 доступных спутника и те за границей РФ и все. А главное есть ГОСТ и ТЗ заказчика и испытывать будет точно на таких углах.

комбинированная антенна для навигации, вернее, для формирования дифпоправок:
http://www.dbsant.com/200A-IMLA.php
https://patentimages.storage.googleapis.com...030206140A1.pdf

Если именно принимать сигнал от спутника при 5 град. угле, "простые" методы либо не подходят, либо громоздки.
Основная проблема там - излучение в нижнее полупространство/полусферу. При сохранении усиления неориентированной по азимуту антенны для низких спутников на уровне хотя бы -6..8 дБ относительно максимума.
Для этого, придумывают хитрые "земли", в виде Choke Ring, которые дают большое сопротивление для радиальных токов, и децибел эдак на 25-30 давят сигналы нижней полусферы (из коих худшее - многолучевка).
Габариты такой "земли" весьма велики (больше длины волны раза в полтора), но их можно уменьшить, если заполнить пространство между кольцами диэлектриком.
А в центре можно ставить всё, что угодно.

-----------------------------------------------------------------------------

Ну, к примеру, для приёма сигналов в разных диапазонах.
https://www.taoglas.com/product/36367mm-gps...assive-antenna/

А и действительно - почему?

ПолУчите сильнейшую многолучёвку (отражение от земли и приземных объектов, попадающих в основной лепесток ДН антенны).
Непонятно, зачем вообще нужен такой приём?

Для приёма низких спутников круговая поляризация, скорее, вредна.

Угу.
Почти десятка 3 "нормальных".
Но без 2-3 "пятиградусных", жизнь не задаётся, верно?

На таких углах спутники принимаются без всяких извращений, только с/ш будет похуже, вот и вся премудрость.


--------------------------------------------------------------------------

Интересная мысль.
Особенно с учётом того, что патч - это, по сути, система (ортогональных, для эллиптической поляризации) диполей.

Скажите, как нужно правильно суммировать патч и диполь.
Хотя бы, на пальцах, а схема/рисунок - приветствуются.

Вот единственно разумная мысль из всей здесь массы советов. Сравнил Choke Ring и специальный свой Patch- малогабаритный у которого получил полосу перекрытия 85МГц всех существующих навигационных систем с большим запасом. Усиление под углом 5 град -3dBi с плавной красивой диаграммой. У Вашего Choke -1dBi с выбросами и провалами и масса еще проблем и габариты только в бумеранг играть подходит. На сегодня этот патч лучшее решение по всем конструктивно- электрическим технологическим параметрам. Вижу как довести усиление до -1 dBi. Конкуренты все отвалились.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Да, я над похожей темой недавно работал. Тоже остановился на патч антенне. На скрине один из вариантов моих наработок.

Граунд хорош как и диаграмма близка к желаемому. А вот если граунд чуть больше патчика будет, как тогда быть с малымми углами?

Очень хороший результат. Вопрос смогли ли уверенно перекрыть весь диапазон 1571-1616.5 (это 45.5MHz) с хорошим запасом или это в узкой полосе? Я сейчас добился 85МГц и это для того, чтобы ничего не настраивать, но потерял усиление на 5 град. Если сужать полосу, то и усиление растет. Вот ищу решение и в полосе остаться и вытащить 0 dBi, ну и проблема не выползти за разрешенные габариты

У этой модели диаметр габарита 80 мм, а ход Ксв на скрине:Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Она была уже ранее.
См. пост #8 данной темы.

А в зените сколько намерили?

Про мой/наш Choke Ring Вы явно погорячились.
У наших Choke Ring-ов никаких выбросов и провалов не наблюдается.

Ваш патч будет принимать отражённые сигналы низких спутников почти так же, как и прямые. Это может быть полезно для удовлетворения заказчика, но для навигации - полный швах.
А Choke Ring - это не собственно антенна, а особая конструкция её ground plane - "земли", позволяющая эффективно отделить сигналы верхней полусферы от нижней. А в центре может быть и патч, и квадрифиляр, и другая конструкция.

Выбросов действительно нет, но и особого разделения верхней и нижней полусфер не заметил. Зато падение усиления под 5 гр. заметное. Проверил настройку дроссельных полостей - в максимуме Z - около 270-290 Ом( у одной полости). Усиление в нижнюю полусферу стало поменьше, но не существенно. Если патч установить на уровне среза дросселей, усиление под 5 гр. ещё меньше, чем на скрине. Попробую ещё поработать с такой моделью, может какой толк и выйдет.Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не стоит связываться. Громоздкая металлоемкая конструкция, дорогая в изготовлении, габариты никуда не лезут. Параметры тоже ничего героического. Я оптимизировал патч по полосе, усилению и габаритам (получил патч, который по габаритам никак не больше керамического с учетом потребной реальной площади земли под керамику) и обычный монополь (он автоматом все перекрывает по своей природе) и получил усилению 3 dBi от 0 до 40 град. ( в том числе и ниже нуля если спутник рухнит на Землю). Все вписалось в габарит по ТЗ и проблемы исчезли. Кстати по вопросу многолучевости, если антенна стоит на Земле (на воде), то откуда возьмется отраженный сигнал?

Что-то не так.
Не могу привести модель, но, навскидку, сам дроссель должен быть "землёй" для вибратора.

Примерно, так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Усиление на уровне +5гр, емнип, должно получаться на уровне -6..-7дБ относительно зенита, а на -5 гр - уже -20...25 дБ где-то.
Задний лепесток - примерно на уровне -25...-30 дБ отн. зенита.

ЗЫ. Патч в виде кольца/круга там предпочтительней.


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Подобные антенны не предназначены для "бытового" применения, поэтому, тем, кто работает в данном сегменте, с ними, действительно, связываться не стоит.

Они нужны там, где требуется метрология геодезической, "сантиметровой" точности в сложных условиях приёма, или в высоких широтах, или там, где нет проблемы с габаритом (на судах, к примеру).
Громоздкость можно уменьшить, заполнив пазы диэлектриком.
Дороговизна надумана: дроссель - это просто алюминиевая литая деталь, с минимальной поверхностной обработкой, и покраской "из баллончика".
Для защиты от осадков, прикрывают колпаком.

Вспомнился анекдот:
"- Доктор, у меня сиськи вперёд не торчат, что мне делать?
- Нагнитесь. Торчат? Ну, вот так и ходите."

В моей конструкции Ground патча соединён с ChokeRing кабелем.На скрине расчёт с учётом Вашего замечания, но мало что изменилось. Я похожие дроссельные конструкции разрабатывал для облучателей парабол. Насколько я помню, дроссельные конструкции можно рассматривать не просто как импедансную поверхность для поверхностных токов ВЧ, но и как последовательные свёртки. Приходилось учитывать это для компенсации боковых лепестков.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не, чёт не то, наверняка.
В нижней полусфере, на L1 должно быть примерно так (за 0 дБ принято усиление на горизонте):
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Усиление таких антенн (там две разные) на уровне горизонта - где-то -4...-6dBi, а в зените - около +7,5dBi.

Если практический интерес по данной теме имеется - пишите в личку.

Немного пропустил. Ваш Патч с линейной поляризацией, а нужна круговая. Что будет с диаграммой когда круговая. Я получаю и Патч и Хелик с кругувой поляризацией в нуле -6dBi, на +5 -1.5dBi . Причем у хелика габариты интереснее, чем у Патч- диаметр 70мм (это главный размер), высота от 40мм. Но 0 dBi пока никак. Только комбинация Патч -штырь, там запросто +2.5.

Почему линейной? Вижу как раз круговую (как минимум, эллиптическую)...


У антенны с круговой поляризацией усиление для очень низких спутников будет примерно на 3 дБ хуже, чем у правильно ориентированной антенны с линейной поляризацией.
Преимущество первой в том, что её не нужно ориентировать по азимуту.
И то, и другое, мсм, очевидно....

А как Вы видите? На графиках модели я вижу GainTotal и ни разу GainRHCP (или LHCP), а срезанные уголки это просто подстройка и для RHCP не в тех углах и размер совсем маловат для правильной подвижки фазы.
И вопрос зачем такой Патч для приема GPS-Glonas?
Вот по второму замечанию можно пояснить? Спутник поляризацию не меняет никогда и он даже не подозревает, что его принимают с углом 5 град. Если у меня RHCP антенна и на это угле 0dBi, то почему линейная антенна на 3dB лучше. Может поляризация с чего то из круговой превратилась в линейную (много лучей отсутствуют).

На рисунках uve линейная поляризация у того патча, Stanislav похоже не разобрался в патче и её поляризации.

Как раз Станислав и разобрался правильно с моим патчем:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну из этих рисунков непонять, проще если модель выложите. Потом, переделать не проблема. Вращающиеся поляризации хуже для малых углов, в чем смысл тогда?

Никто еще не объяснил почему хуже. Чисто практически или нюансы распространения РВ? Увидеть спутник с малым углом и именно с ним экспериментировать с антеннами ?

есть мнение, что сигналы от спутников с углом места менее 5 градусов с вероятностью 75% будут закрыты рельефом, флорой, фауной.
И кроме того, искажены рефракцией СВЧ сигнала в атмосфере.

Пришлось объяснять самому себе. Ну первое явление, которое имеет место это- сигнал со спутника при прохождении через ионосферу подвергается Фарадеевскому вращению-т.е. вращает вектор поляризации. И это процесс разноплановый зависит от плотности свободных электронов в ионосфере, солнечной активности, географического положения спутника, времени дня. Второе - магнитуды и ориентации магнитного поля земли. Понятно, что при линейной поляризации со спутника она становится кросс-поляризацией. Но не понятно-для круговой поляризации она и так бешенно вращается. Причем Фарадей подворачивает вектор до 5 град запросто, а больше далеко не всегда.
Далее процессы при распространении над землей. Геометрически можно нарисовать и увидеть как переотраженный циркулярный сигнал меняет поляризацию на противоположную. Это уже поинтересней и сообщество говорит, что на этот случай нужны антенны с равноценными RHCP и LHCP и утверждают, что вот так правильно и тогда все эти масс продакшин китайские, и пр. западные керамические антенны это в мусор, а почему тогда нет масс продакш. антенн для GPS с равными RHCP+LHCP требует объяснения.

Непонятно из этого объяснения, что будет улучшаться/ухудшадся если поворачивать эту патч антенну, наклонять. Ну и если RHCP+LHCP требуется то как быть с фазой этих противоположно вращающихся векторов? Как делать задержки и тп, как разносить эти две RHCP и LHCP антенны. Кроме "Фарадея" есть еще различные времена задержек сигналов для этих малых углов.

Очень просто: смотрю не на буквы, а на геометрию. Вы слишком увлекаетесь муделяторами, а такие штуки нужно понимать нутром.
Размер срезов как раз достаточен, и вовсе не для "правильной подвижки фазы", а для возбуждения и взаимной подпитки ортогональных мод колебаний в резонаторе (патче).

Впрочем, ув. uve сможет нас рассудить, если захочет.

ЗЫ. А, вже... Ну, тогда вопрос исчерпан.


Поляризация сигнала спутника останется круговой (в грубом приближении).
Но.
На горизонтально расположенную патч-антенну круговой поляризации от низкого спутника поступит только половина мощности сигнала. Относительно сориентированного на него диполя.
По-моему, это очевидно...

Далеко не всегда так, но вопрос темы не в этом.
А в том, " как увидеть спутники с углом места 5° ".
Няп, он имеет отношение к ТЗ.
А ТЗ надо уважать.

Вы всё, видимо, правильно пишете.
Только пора, мсм, резюмировать.

1. Если надо исполнить требования Заказчика относительно приёма низких спутников - делайте обычную антенну в заданном габарите, и демонстрируйте. Она их точно примет.
2. Если хотите сделать антенну метрологического качества - нужно хорошо постараться.
3. Если хотите постичь особенности приёма сигналов СРНС - придётся крепко засесть за учебники.

-Согласен. Только в военно- промышленной России дело организовано так. Есть аппарат, который лепет контора вообще не имеющая отношения к электронике (как обычно пробили госзаказ), но им надо все, чтобы ориентироваться в пространстве и куда то правильно ехать. Далее появляется исполнитель, который хочет кушать и хочет как то откусить часть пирога и он уже берется со "знанием" дела за навигацию и пишет ТЗ следующему исполнителю и т.д. Задаете вопросы типа заказчик пишет про 5 град и прочее?? Ответ - заказчику все пофигам, ему просто надо правильно ехать и он уже просверлил дырку под навигатор и туда надо все засунуть ну и в общем все в таком стиле.
Так что какие там метрологии и учебники СРНС? А для себя просто пытаюсь выяснить нюансы.

-По выложенной антенне вопрос. А какова деградация ДН такого патча в рабочей полосе от 1570МГц до 1620МГц ну и думаю толщина диэлектрика 3-4мм и эпс порядка 10. Как такую вещь изготовить в России?

Мы обычно в Резоните заказываем PCB антенны. По поводу моего патча, я с ними общался -у них есть материал Arlon( AD1000) толщиной 1.27 мм Е=10.6 tg = 0.0023. Можете зайти на их сайт в раздел материалы. В модели я расчёт вёл для двухслойного такого материала под общую толщину 2.54 мм.
А насчёт деградации ДН, вечером посчитаю и скину сюда результат( сейчас я на работе).

Arlon, и другие RF слоистые, литые материалы не очень подходят под антенны GPS/Glonas/ ... . В основном используют керамику, сами догадайтесь почему.

Я работаю в коммерческой фирме, когда вопрос стоит о небольшом ухудшении качества в угоду большого понижения себестоимости - сомнения в выборе материала отходят на второй план.

MW Юрий. выкладываю скрины расчёта ДН RHCP для 1573 и 1603 МГц:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Очень прилично. Если проект пойдет далее, то может предложу посотрудничать. Я почти имею аналогичные характеристики, но все равно похуже именно в нуле.
Да еще важные моменты, если запускать в резоните:- у меня точность патча со вторым знаком и это сразу тормозит процесс. т.е. точность изготовления должна быть этак +- 20мкм. Никакой резонит такое не сделает, а ручками тюнить это не вариант. - допуск на толщину изготовления многослойки? e=10 и все очень чувствительно. У резонита есть таблица допусков на эпсил. для разных диэлектриков и если сильно попросить, то дадут. Очень большой разброс и все диэлектрики разбиты на классы по допускам. Это мало кому известно.
Вот если есть желание, можете все перепроверить с допусками.
И еще в догонку. Как известно HFSS врет имено с диаграммой, да и настройка будет не как в модели. Как здесь не знаю, но имея конкретный опыт в конкретных моделях я знаю куда все уйдет и я вношу поправки.
Здесь конкретно опыта нет и не могу подсказать, пока не изготовишь.

Если будете наступать на те же грабли с Arlon_ом, то придется мириться с проблемами и худшим качеством по сравнению с керамикой. Проблема как в точности изготовления которую не обеспечат, будете вводить подстройку, мало что даст. Проблема GPS/Glonas антенн в плохой добротности Arlonа.
Добавьте проблему диапазона температур. Если не измерили анизотропию и не заложили в расчет выбранного вами Arlonа, то расчеты не будут соответствовать изготовленным и тд. Если коммерческая компания то проще обратиться к китайским компаниям, заказать у них керамику или саму антенну. Будет много дешевле ваших затрат с Arlon_ом.

1. Кто именно "в основном использует керамику"?
2. Расскажите, почему её используют, и, самое главное, почему об этом кто-то должен догадываться?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Если Ваша организация на субподряде, особенно у госконторы, остаётся только посочувствовать.
Кидок, ибо, неизбежен...

По моему опыту, непосредственный контакт исполнителя любого уровня с заказчиком - обязателен.
В противном случае, получится химера, а то и вовсе пшик...
Не берите на свой счёт; желаю удачи, и уверен, что в процессе данной работы Вы таки нюансы выясните. Не только в техническом аспекте.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Мды...
На безрыбье и сам раком станешь...
Ещё лет 10-15 тому ФЛАН до 10мм толщины и с эпсилон до 16 купить было не проблема. А недавно поискал (для собственных экспериментов), так волосы дыбом поднялись от цен и сроков поставки.
Дегенерируем, блин...

Проблема. Но довольно легко обходится именно в России. Al2O3 круче керамику еще поискать . tg=0.0009 на 10Ггц. Производится сразу несколькими заводами, продается и покупается на каждом углу. Я не хотел связываться из за более сложной технологии . Но даже в загнувшейся тахнологической России не проблема напылить и получить топологию не хуже +-5 мкм. Проблема дырки сверлить. Лазер почти тупик. Мне фильтры 8 дырок при толщине 0.5мм сверлят 4 часа. Качество плохое. Толщина. Меня все равно тянет под GPS в сторону 3-4мм. Заводы берутся изготавливать подложки любой толщины. Дырки говорят сверлить не надо. Скажите где в подложке и там будет дырка. Резка если дешево и грубо берешь алмазный резец для стекла и режь как стекло. Недостаток -все надо организовывать и делать самому. Если собрать всех желающих и определиться с толщиной и топологией и заказать некий объем подложек, то запросто договориться с заводом. Стандартные толщины 0.5, 1 мм , это мало.

Отверстия можно не сверлить в готовом изделии. Сейчас существует хорошая технология, когда пресованные диски керамического материала обрабатывают на 3-4 координатном фрезере, а затем запекают при выскокой температуре. Получается очень точная повторяемость размеров(на каждом диске указан коэффициент усадки при запекании).
То есть технология достаточно простая -
1. Берете прессованный диск
2. Обрабатываете в нужный габарит и сверлите отверстия на фрезере.
3. Запекаете в печке.
4. Напыляете проводники.

да и никакой Al2O3 не нужен.

Вообще материалы дисков разные, бывают в том числе и оксид алюминия, циркония, титана.... Все зависит от необходимых вам свойств.