Antenna

来自Jack's Lab
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(法向螺旋天线)
(Test Note)
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* 信道频率 470.6MHz,基站 A3 不带壳,节点 A4:室内平均 -41dBm(最小-43dBm,最大 -39dBm)
 
* 信道频率 470.6MHz,基站 A3 不带壳,节点 A4:室内平均 -41dBm(最小-43dBm,最大 -39dBm)
 
* 信道频率 470.6MHz,基站 A2 不带壳(中心 450)调整中心为 471MHz/1.8/-10dB,节点 A4:室内平均 -39dBm(最小 -40dBm,最大 -37dBm)
 
* 信道频率 470.6MHz,基站 A2 不带壳(中心 450)调整中心为 471MHz/1.8/-10dB,节点 A4:室内平均 -39dBm(最小 -40dBm,最大 -37dBm)
* 信道频率 470.6MHz,基站 A7 桨叶,节点 A4:
+
* 信道频率 470MHz,基站 A7 桨叶,节点 A4:
* 信道频率 470.6MHz,基站 A7 桨叶,节点 修剪后的 A5:
+
* 信道频率 470MHz,基站 A7 桨叶,节点 修剪后的 A5:
* 信道频率 470.6MHz,基站 A7 桨叶,节点 修剪后的 A3:
+
* 信道频率 470MHz,基站 A7 桨叶,节点 修剪后的 A3:
  
  

2019年8月27日 (二) 13:04的版本

目录

1 Overview

http://www.i1wqrlinkradio.com/antype/ch9/chiave151.htm



2 Test Note

2.1 法向螺旋天线

A2 组装款:

d = 0.5, D = 5 - 0.5, L = 30.5, N = 24, S = (30.5 - 0.5)/24 = 1.25, 镀镍

焊上 SMA 弯头

  • 裸奔 450/1.9/-10dB
  • 加壳 422/1.9/-10dB


A3 意外款:

d = 0.5, D = 4.4 - 0.5, L = 33.2, N = 29, S = (33.2-0.5)/29 = 1.1276mm, h = 12.5mm

  • 带壳中心频率 433MHz,VSWR = 1.17,S11 = -19.8dB (435/1.2/-21,433/1.2/-21,470/5.3/-3.3)
  • 裸奔中心频率 458MHz,VSWR = 1.07,S11 = -25.5dB (432/4.4/-3.9,433/4.2/-4.2, 470/1.7/-11.3)
  • 去除弯头 SMA:454/1.2/-23dB, 433/3.0/-6dB, 470/2.1/-8.9dB


A4 超细款:

  • 裸奔中心频率 471MHz/1.49/-14dB,433MHz/10.68/-1.6dB
  • 焊弯头 SMA(深陷弯头套),中心频率 482MHz/2.4/-7.7dB, 470/3.1/-5.8dB, 433/14.6/-1.2dB
  • h+8mm 延长:465/1.5/-14dB, 470/1.6/-12dB, 433/6.3/-2.8dB
  • h+8mm 延长,焊弯头 SMA: 465/1.8/-11dB, 470/1.8/-11dB, 433/7.5/-2.3dB


A5 赠送款:

d = 0.8, D = 5.5 - 0.8, L = 30, N = 23.5, S = (30-0.8)/23.5 = 1.2426, h = 6mm

  • 弯焊头压直:445/1.9/-9.5dB, 470/6.1/-2.7dB, 433/3.1/-5.4dB
  • 焊入 QuarkV1.0 PCB,加 SMA 同轴线,修剪之将中心频率调到 433: 433/1.9/-10dB, 470/3.3/-5.5dB


A6 CAMO 款:

d = 0., D = .5 - 0., L = , N = 23.5, S = (30-0.8)/23.5 = 1.2426, h = 6mm

  • 435/1.3/-17dB, 470/8.4/-2dB, 433/1.4/-16dB


A7 桨叶款:

  • 450/1.2/-20dB, 470/1.5/-15dB, 433/1.9/-10dB


白河峡谷:

  • 普及版基站 432.026MHz
  • 节点 Node mode 11, 20dBm (100mW)
  • 普及版基站在室内,朝南紧靠窗

覆盖范围基本是个 500m 半径的圆,北向沿公路到西北直线距离 545m (高老庄乡村酒店),东向往捧河湾方向直线距离 520m,山体阻挡就没戏了,南向最远到云蒙山天池,直线距离 715m(窗户较水泥墙吸收小)

总体 RSSI 最低 -107dBm,最大 -45dBm(院子里)


市区:

  • 普及版基站放客厅
  • 节点 Node mode 11, 20dBm (100mW)


  • 信道频率 432.026MHz,基站 A3 带壳,节点 A5:覆盖范围 300-400m 左右,部分刁钻的区域 300m 都不到。RSSI 最低 -107dBm,一楼后门 -76dBm,一楼后门草坪 -66dBm,最大 -40dBm (室内)


  • 信道频率 470.6MHz,基站 A3 带壳,节点 A5:室内平均 -51dBm
  • 信道频率 470.6MHz,基站 A3 带壳,节点 A4 :室内平均 -46dBm(最小 -49dBm,最大 -42dBm)
  • 信道频率 470.6MHz,基站 A3 不带壳,节点 A4:室内平均 -41dBm(最小-43dBm,最大 -39dBm)
  • 信道频率 470.6MHz,基站 A2 不带壳(中心 450)调整中心为 471MHz/1.8/-10dB,节点 A4:室内平均 -39dBm(最小 -40dBm,最大 -37dBm)
  • 信道频率 470MHz,基站 A7 桨叶,节点 A4:
  • 信道频率 470MHz,基站 A7 桨叶,节点 修剪后的 A5:
  • 信道频率 470MHz,基站 A7 桨叶,节点 修剪后的 A3:


  • 信道频率 433,基站 A3 带壳,节点 A5:室内平均 -40dBm
  • 信道频率 433,基站 A6,节点 A5:室内平均 -41dBm
  • 信道频率 433,基站 A6,节点 修剪后的 A5:室内平均 -49dBm
  • 信道频率 433,基站 A3 带壳,节点 修剪后的 A5:室内平均 -50dBm
  • 信道频率 433,基站 A7 桨叶,节点 修剪后的 A5:室内平均 -46dBm
  • 信道频率 433,基站 A7 桨叶,节点 A5:室内平均 -34dBm
  • 信道频率 433,基站 A7 桨叶,节点 A3 去除弯头 SMA 带壳:室内平均 -36dBm
  • 信道频率 433,基站 A7 桨叶,节点 A3 去除弯头 SMA 不带壳:室内平均 -43dBm
  • 信道频率 433,基站 A7 桨叶,节点 A3 去除弯头 SMA 不带壳,改个向:室内平均 -53dBm


2.2 铜棒天线

  • 普及版基站在室外, 432.026MHz,架高,PoE
  • Node mode 11, 20dBm (100mW)
  • 地点:白河峡谷

覆盖范围核心是个 1000m 半径的圆,北向穿村快出村口直线距离 1000m (村委往北快出村的红房子),东向往捧河湾方向围着山体的公路基本都有信号,最远直线距离 900m(捧河沿村委),继续顺时针往第一瀑方向,部分地区有信号,最远直线距离 1.9km

总体 RSSI 最低 -105dBm,最大 -42dBm(院子里)


3 Tools

HFSS, CST, FEKO, Sonnet, XFDTD ..

HFSS:

  • HFSS 有完善的帮助文档体系,你碰到的问题基本都能通过按 F1 来解决
  • HFSS 有非常完善的后处理功能和异常强大的场计算器,可以获得求解域内任意点的场解
  • HFSS的脚本支持完善,尤其是支持Python以后,复杂的数据处理变得非常简单
  • HFSS基本覆盖了所有需求解的场景

HFSS应该是最好用的天线仿真软件,尤其适用于电小尺寸天线和口径面积在2个波长以内的天线。CST适用于电尺寸稍大的天线,尤其是宽带天线,CST中集成的时域算法可以用对天线进行时域分析,宽带天线的时域分析是特别重要的一点。FEKO一般用来仿电大尺寸天线,尤其是发射面天线。

根据个人经验,分别介绍一下:

HFSS: HFSS基于FEM算法也就是有限元,是一种频域分析算法,常用于电小尺寸复杂结构天线的设计,尤其是谐振天线,比如我最近在设计植入在人体中的窄带天线,在HFSS中仿真设计很方便,很容易就找到谐振点,但是应用基于时域算法的CST,天线就很难找到谐振点。

CST: 个人认为CST的主要卖点就是他们独有的时域算法FIT,有限时域积分,可以用来算中型的电大尺寸天线,尤其是可以用来评估宽带天线的时域特性,分析宽带天线的发射接收波形。

FEKO: MOM和快算多极子起家,集成了PO、UTD等散射及绕射算法,最近加入了FDTD算法。主要拿来算大尺寸天线,尤其是反射面天线。


3.1 HFSS



4 Circular Spiral Antenna

4.1 法向

文献综述:



4.2 轴向


4.3 平面


5 Tesing Record

5.1 433 3dbi



5.2 433 鞭状天线

  • 频率范围: 433 ± 5 MHz
  • 增益: 15 dBi
  • 驻波比: ≤ 1.5 VSWR
  • 输入阻抗: 50 Ω
  • 功率容量: 50 W
  • 天线长度: 22 CM
  • 接口标准: SMA-J
--- rxlora. dst=0 type=0x00 src=0 seq=0 len=11 SNR=9 RSSIpkt=-49 BW=125 CR=4/5 SF=12
^p0,0,0,0,11,9,-49
^r125,5,12,434300
^t2019-05-10T06:04:43.473
noduino.org
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^p0,0,0,0,11,9,-50
^r125,5,12,434300
^t2019-05-10T06:04:48.482
noduino.org
--- rxlora. dst=0 type=0x00 src=0 seq=0 len=11 SNR=9 RSSIpkt=-49 BW=125 CR=4/5 SF=12
^p0,0,0,0,11,9,-49
^r125,5,12,434300
^t2019-05-10T06:04:53.491
noduino.org


5.3 433 吸盘天线

纯铜棒

  • 频率范围:433 MHz
  • 增益:35dbi
  • 驻波比:<= 1.5
  • 最大功率: 50W
  • 极化方式:垂直极化
  • 线材:RG58
--- rxlora. dst=0 type=0x00 src=0 seq=0 len=11 SNR=7 RSSIpkt=-32 BW=125 CR=4/5 SF=12
^p0,0,0,0,11,7,-32
^r125,5,12,434300
^t2019-05-10T06:29:57.390
noduino.org
--- rxlora. dst=0 type=0x00 src=0 seq=0 len=11 SNR=7 RSSIpkt=-33 BW=125 CR=4/5 SF=12
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^r125,5,12,434300
^t2019-05-10T06:30:02.399
noduino.org


6 天调



7 Balun


8 Reference









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