Изготовление квадрифилярной антенны

  1. Расчёт размеров
  2. Изготовление
  3. Проверка

Мы уже рассмотрели программы для работы с SDR приемником, которые понадобятся, чтобы принять сигнал с метеоспутников. Теперь нам понадобится соответствующая антенна.

Раньше для радиоприёма я использовал простой полуволновой диполь, сделанный из двух отрезков провода 2,5 мм2, вставленных в стержень от гелевой авторучки. Конструкция проще некуда, приём неплохой, но есть и недостаток.

Спутник при пролёте постоянно изменяет своё положение, плюс на нём стоит антенна с круговой поляризацией. Время пролёта минут 8 и всё это время приходится периодически изменять положение антенны.

Этого недостатка лишена квадрифилярная антенна. Она представляет собой две рамки, соединённых друг с другом под углом 90 градусов и закрученных против часовой стрелки.

Квадрифилярная антенна
Квадрифилярная антенна

Она состоит из малой и большой рамки, причём соединяются рамки и кабель подключается сверху. Тогда диаграмма направленности у такой антенны будет похожа на полусферу и направлена вверх. Это позволит принимать сигналы со спутников не изменяя постоянно положение самой антенны.

Материалом для изготовления рамок будет медная трубка диаметром 6 мм для кондиционеров. 15 метровая бухта такой трубки стоит в районе 1200 рублей, что в 2-2,5 раза дешевле, чем труба 15 мм. Плюс не нужны дорогостоящие фитинги — 6 миллиметровую трубку легко согнуть в нужных местах руками.

Вообще квадрифилярную антенну можно сделать с разным числом «оборотов», разным соотношением ширины к высоте. Но я буду делать самую популярную, где рамки повёрнуты на 180 градусов, то есть пол оборота. Отношение ширины к высоте 0,45. Если антенну сделать более вытянутую вверх, то диаграмма направленности станет более приплюснутая, то есть больше для работы в горизонтальной плоскости. Это позволит хорошо принимать спутник сразу, как только он покажется из-за горизонта.

Расчёт размеров

Расчёт размеров будущей антенны я сделал в калькуляторе на сайте jcoppens.com

Размеры антенны

Самые важные размеры это длина петли обеих рамок и их высота. Вот основные размеры антенны:

  • длина большой рамки 2429 мм
  • длина малой рамки 2310 мм
  • высота большой рамки 733 мм
  • высота малой рамки 697 мм
  • диаметр большой рамки 322 мм
  • диаметр малой рамки 307 мм
  • радиус изгибов 20 мм
  • расстояние между рамками в нижней части 36 мм

Изготовление

После того, как я отрезал рамки по длине, нашёл центр каждого отрезка и от него отложил диаметр делённый пополам. Потом так же с концов отрезка трубки отложил радиус будущей рамки и согнул под 90 градусов. Затем просто взял концы каждой рамки и закрутил ее против часовой стрелки на пол оборота.

Просто в виде текста это наверно сложно представить)) Но вот что у меня получилось в итоге — две раздельные уже скрученные рамки.

Две скрученные рамки

Теперь нам нужно подготовить мачту. В качестве неё я использовал водопроводную пластиковую трубу диаметром 30 мм. Можно взять и большего диаметра для лучшей жесткости.

В верхней части трубы крест накрест я сделал запилы на сантиметр для рамок, когда они уже будут правильно соединены вместе.

Верхняя часть мачты

Потом нам нужно сделать крест накрест отверстия в трубе под нижние части рамок. Отмеряем расстояние высоты большой и малой рамки, расстояние между ними в нижней части должно получиться 36 мм.

Отверстия в мачте

Я взял сверло на 8 мм и рамки получилось спокойно продеть в уже согнутом состоянии.

В верхней части рамки нужно соединить большую с малой. Для этого я взял 4 см кусок провода на 4 мм2, согнул его в середине под прямым углом, обмазал флюсом, нагрел газовой горелкой и пропаял припоем в проволоке.

Наносим флюс, вставляем кусок проволоки в обе рамки, греем горелкой до появления зеленого пламени и касаемся места пайки проволочным припоем.

Пайка рамок между собой

Важно правильно соединить между собой две рамки, как показано на рисунке, тогда диаграмма направленности антенны будет направлена вверх и в стороны

Правильное соединение рамок
Диаграмма направленности антенны

Если рамки соединить между собой не в том порядке, до диаграмма направленности будет направлена вниз, в землю!

Неправильное соединение рамок

В итоге вот такая у меня конструкция получилась:

Готовая антенна

Для снижения наводок на антенном кабеле, нужно в верхней части мачты, ближе к точке запитки, намотать 6-8 витков этого же кабеля.

Вот так выглядит антенна после установки мачты на балконе. В идеале антенну нужно поднять как можно выше, чтобы было меньше препятствий, для прохождения сигнала. Это пока временный вариант, на скорую руку. Потом мачту удлиню, чтобы антенна была выше уровня крыши.

Проверка

После установки антенны я проверил приём спутников Метеор и NOAA. Приём нормальный, NOAA даже при невысокой установке антенны принимал в течение 7,5 минут.

Программа для приема — SDRSharp, в качестве приемника использовал SDR приёмник RTL-SDR v3.

Приём спутника Метеор-M N2 в программе SDRSharp
Приём погодного спутника NOAA на квадрифилярную антенну
Демодуляция сигнала со спутника Метеор-М N2

После демодуляции и декодирования при помощи программы LRPTOffLineDecoder у меня получился такой снимок

Пример изображения с метеоспутника Метеор-М 2-2
Снимок с метеоспутника Метеор-М N2-2

Вывод

Конечно какой-нибудь диполь гораздо проще изготовить и даже с ним можно добиться хороших показателей.

Квадрифилярная антенна сложнее в изготовлении, но зато даёт весомые преимущества, ведь ее не надо будет постоянно крутить, чтобы навести на спутник. Достаточно один раз качественно изготовить и правильно установить.

Подписка RSS

Подписка на обновления

Изготовление квадрифилярной антенны: 4 комментария

  • Октябрь 23, 2019 в 5:15 дп
    Permalink

    Снял бы видео, как сделать эту конструкцию. Есть вопросы по мелким нюансам.

    Ответ
    • Октябрь 24, 2019 в 8:24 дп
      Permalink

      Напиши сюда какие вопросы, я дополню статью

      Ответ
  • Декабрь 29, 2019 в 3:56 пп
    Permalink

    Какой кабель вы использовали 50 или 75 Ом?

    Ответ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *