Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну Инструменты

Краткое описание товаров (4)

  1. Короткий соединительный адаптер (пигтейл)
    Пигтейл с антенным разъемом SMA-female и двумя модемными разъемами MHF4.
    Изготовлен на тонком коаксиальном кабеле RF1.13 для подключения LTE-модулей.

  2. Кабельная сборка RG-316
    Гибкий кабель RG-316 с коннекторами SMA-male и N-female для соединения радиоустройств.

Описание измерительного оборудования

Для настройки антенны необходимо использовать следующее оборудование:

  • Спектроанализатор
  • Переходники
  • Соединительные кабели

Перед началом настройки проведем проверку соединительных компонентов на спектроанализаторе, чтобы убедиться в их работоспособности.

Цели и задачи

Цель работы: увеличить дальность работы устройства.

Пути достижения цели:

  1. Установка короткого соединительного адаптера
  2. Уменьшение коэффициента отражения сигнала

Задачи:

  • Уменьшить КСВ антенны
  • Сделать одно согласование на две частоты

Применение кабельной сборки RG-316

Кабельная сборка на основе кабеля RG-316 используется для соединения радиоустройств с разными типами коннекторов. Она позволяет соединить радиоустройство с внешними антеннами сотовой связи.

Особенности кабельной сборки:

  • Коннектор SMA-male на одном конце
  • Коннектор N-female с гайкой на другом конце

Применение:

  • Интегрированные решения
  • Соединение LTE-маршрутизатора с антеннами

Опыт работы с антеннами умных домов

Мы занимаемся разработкой устройств для умных домов на частотах 869 и 915 МГц. Устройства имеют различные типы антенн — проводные, PCB и внешние штыревые антенны.

Для обеспечения работы устройств в квартирах, где расположение неизвестно заранее, требуется всенаправленная антенна. Ранее мы настраивали антенны у специалистов, но это оказалось затратным. Поэтому мы изучаем процесс настройки антенн самостоятельно.

Благодарим за предоставленную возможность рассказать о нашем опыте и работе с антеннами.

## OT-GSM24 - всенаправленная уличная антенна

## Описание
Антенна OT-GSM24 предназначена для использования на стационарных и мобильных объектах для усиления сигнала в условиях городской застройки и на небольших расстояниях от базовых станций (до 10 км). Она обладает частотным диапазоном 790 – 960 МГц и 1700 – 2700 МГц, а также поддерживает технологию MIMO (Multiple Input Multiple Output).

### Характеристики
- Круговая диаграмма направленности
- Поддержка 4G стандартов
- Усиление до 10 dBi
- Поддержка технологии MIMO
- Ширина диаграммы направленности: вертикальная - 25 градусов, горизонтальная - 360 градусов
- Входное сопротивление: 50 Ом
- Длина кабеля: 5 метров x 2 (SMA-male)
- Тип разъема: SMA-male

### Дополнительные характеристики
- Антенна уличная, широкополосная, всенаправленная
- Поддерживаемые частоты: GSM900, 3G, GSM1800, 4G LTE, WiFi, и т.д.

## Установка и подключение
Антенна легко устанавливается на стену помещений и зданий. Крепеж позволяет закрепить антенну также на мачте или кронштейне. Важно помнить, что качество получаемого сигнала зависит от длины соединительного кабеля. Подключение дополнительных кабелей может привести к затуханию сигнала и ухудшению связи.

### Поддержка роутеров
Исходя из отзывов на форумах, пользователи роутеров моделей RB951G-2HnD и RB951Ui-2HnD часто спрашивают о подключении внешней антенны. У этих моделей нет возможности прямого подключения внешних антенн, но для этого можно использовать пайку и специальные инструменты.

Для подключения внешней антенны к роутерам, необходимо иметь RP-SMA (Female) разъем, высокочастотный коаксиальный кабель и пигтейл. Рекомендуется выбирать пигтейл с заводской обжимкой и кабелем из меди.

## Географические данные
Данные по использованию антенны OT-GSM24 в городе Екатеринбург и Свердловской области на июнь 2023 года показывают эффективность работы с различными стандартами сотовых сетей.

| Стандарт    | Диапазон частот, МГц |
|-------------|----------------------|
| GSM900      | 790-960              |
| 3G UMTS900  | 790-960              |
| GSM1800     | 1700-2700            |
| 4G LTE1800  | 1700-2700            |
| и т.д.      |                      |

Внешние антенны для маршрутизаторов MikroTik: руководство по установке

В продемонстрированном нами варианте был взят 3-ех метровый кабель, чтобы вынести антенны. Кабель соответствует маркировке RG-174 Coaxial Cable RoHS. Такой кабель должен иметь луженый экран и сердечник биметаллического типа из 7-ми жил, что покрыты медью. Только вот китайцы опять что-то напутали и автор данного действия демонстрирует экран из чистой меди и цельный медный сердечник. Мастеру так даже лучше. Ведь медь является одним из лучших проводников. К тому же пайка медного кабеля дает существенно меньшее затухание в сравнении с тем, если бы был использован один из дешевых китайских пигтейлов. Да и толстая центральная жила при обжимке в RP-SMA даст лучший контакт и намного меньшее затухание, нежели у стандартных пигтейлов.

Перед тем, как производить пайку кабеля обязательно отключите внутренние антенны и перенаправьте сигнал на дорожки, что ведут к еще нераспаянным разъёмам MMCX / U.FL. Чтобы это сделать снимите экраны с радиоблоков, а на выходе ищите Y-разветвление.

Пайка конденсаторов

Как видите, переключение происходит за счет перепайки конденсатора на другую дорожку. Только вот конденсаторы весьма маленькие и размещены в неудобном для доступа месте, да еще и рядом с прочими компонентами. Для пайки конденсаторов советуем использовать термовоздушную паяльную станцию, которую профессионалы называют феном. 40-ка ватный паяльник не подойдет. К тому же, если нет опыта пайки феном, то лучше тогда заказать услугу в одном из сервисных центров. Там за несколько минут сделают всё в лучшем виде. И не забудьте после пайки вернуть экраны на свои места. Кабель закрепите стяжками к текстолиту. Так Вы обеспечите хорошую жесткость и избежите обрывов дорожек на плате.

Установка отверстий для RP-SMA

Отверстия для RP-SMA наиболее целесообразно делать на задней стороне маршрутизатора, то есть на той, что является противоположной портам. Советуем отметить для этого место от края наклейки с обеих сторон по 22 мм и 8 мм сверху. Чтобы отверстия получились эстетическими, используйте дремель с насадкой. Обычное сверло может выломать заглушки. Отверстие должно быть сделано под диаметр именно 6 мм. В них вставляем коннекторы, производим жесткую фиксацию гаек, собираем роутер и проверяем его работу.

Преимущества внешних антенн

Внешние антенны дадут на много лучший вариант для улучшения сигнала на расстояние, чем повышение мощности передатчика. Также в маршрутизаторов RB951G-2HnD и RB951Ui-2HnD с внешними антеннами улучшится чувствительность на прием. Присутствие внешних антенн на роутере RB951Ui-2HnD или RB951G-2HnD позволяют спрятать его даже в металлический ящик и не беспокоиться об уровне Wi-Fi сигнала. И такая модификация позволит использовать маршрутизатор для создания мощного беспроводного моста. Если внедрить внешние антенны в RB951Ui-2HnD и RB951G-2HnD, то можно снизить мощность передатчика. Так мы продлим срок его службы, ведь уменьшаем нагрузку на радиомодуль.

## Разница в сигнале между антеннами

Скриншот ниже демонстрирует разницу сигнала при использовании двух разных антенн. Левая половина диаграммы - антенна D-link 3 dBi, а правая - антенна Zyxel Keenetic 7 dBi. 

Мощность передатчика в роутере установлена на 18 дБм, а принимающий смартфон находится в 5 метрах за парой стен.

## Рекомендации по выбору антенн

Если Вам важна не только производительность, но и эстетика, то наилучшим выбором будет роутер RB951Ui-2HnD с антеннами первого поколения Zyxel Keenetic (белого цвета).

## Комплект для установки антенны

Для установки антенны на мачту в комплекте должны быть: 

- спектроанализатор
- антенна
- усилитель LNA
- кабель с анализатором спектра
- повербанк

## Крепление антенны на мачту

Для крепления на мачту или стойку высотой 8-12 метров рекомендуется использовать сверхширокополосные антенны с малошумящим усилителем LNA. Питание усилителя производится по кабелю RG-213 50 Om на расстоянии до 15 метров от повербанка. Мачта должна иметь возможность вращения по азимуту.

## Монтаж

Необходимо разделить диэлектрическим материалом плату усилителя LNA и плату RF Bias Tee в монтажной коробке. Сама коробка крепится к мачте или стойке рядом с антенной.

Если остается лишний кабель, лучше его обрезать, чем сворачивать в кольца.

В комплект входит:1. Aнтенна Agoal 800MHz-6GHz 6dB логопериодическая широкополосная, Broadband Wideband Directional UWB, Antenna Board — 1 шт.2. Корпус для антенны с креплением на мачту — 1 шт.3. ВЧ усилитель сверхширокополосный 5 МГц — 6 ГГц, усиление 20 дБ (или другой из раздела усилителей https://repiter.mobi/products/usiliteli-f217499025/ ) — 1 шт.4. Модуль разделения питания RF Bias Tee 10-6000 MHz микроволновой — 2 шт.5. Коробка для размещения усилителя и модуля разделителя питания — 1 шт.6. Кабель питания 15 см (необходимо припаять к контактам на усилителе и разделителе питания — 1 шт.7. Кабель RG-58 U 50 Ом 70 см для подключения антенны к усилителю радиосигналов и для перехода на кабель RG-213/U — 3 шт.8. Разъем SMA-male под обжим на кабель RG-58 U — 4 шт.9. Разъем BNC-female (гнездо) под винт пружина, на кабель RG-58 U — 2 шт.10. Пигтейл (переходник) SMA-male (штырь) — SMA-male (штырь) — 1 шт.11. Кабель RG-213/U многожильный 50 Ом, медь, Ø10 мм — 15 метров12. Разъем BNC-male (штырь) прижимной, на кабель RG-213, RG-8, LMR 400 — 2 шт.13. Кабель USB для подачи питания на второй разделитель питания и подключения его к повербанку — 1 шт.14. Пигтейл (переходник) SMA-male (штырь) угловой- SMA-male (штырь) прямой, кабель RG-402, 35 см для подключения к анализатору спектра — 1 шт.15. Повербанк Power Bank 10000 мАч USBх2 (или другой из раздела повербанков https://repiter.mobi/products/portativnye-zaryadnye-ustroystva-power-bank-poverbanki-f209432771/) — 1 шт.16. Анализатор спектра частот TinySA ULTRA 4"дисплей, 100 кГц — 6 ГГц, аккумулятор 3000 мАч — 1 шт.

В комплект может быть включена другая антенна (по желанию заказчика). Стоимость комплекта будет зависеть от цены антенны.

Рекомендуется надеть на антенну обычный черный пакет для мусора, не красить!

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Маркировка проводов для кабеля USB:

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Aнтенна Agoal 800MHz-6GHz 6dB,Broadband Wideband Directional UWB, Antenna Board.

Расчетная полоса пропускания этой антенны составляет 800M-6G, покрывая распространенные радиочастоты, такие как мобильная связь, UWB и Wi-Fi.

Диапазон рабочих частот: 800M-6G (0.771 — 6.018 ГГц)Диаграмма направленности: 28 градусовКоннектор: SMA-female (гнездо)Мощность: менее 5 ВтРазмеры: 200 мм х 146 ммВес: 50 грамм

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

ВЧ усилитель сверхширокополосный 5 МГц — 6 ГГц, усиление 20 дБ.

Усилитель 5-6000 МГц (20дБ) с широким динамическим диапазоном и широкой рабочей частотой. Подходит для всех типов усиления радиочастотного сигнала с фиксированным коэффициентом усиления.

Рабочая частота: 5–6000 МГцУсиление усилителя: 20 дБМаксимальная выходная мощность: +21 дБм (100 МВт), точка компрессии 1 дБРабочий ток: 85 мА (5 В)Напряжение питания: 5 В постоянного токаРазъем RF: стандартная розетка SMAСопротивление системы: 50 ОмРазмер без разъемов: 34х25 ммМатериал: электронные компоненты.

В комплект входит:1 x сверхширокополосный усилитель мощности.

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Модуль разделения питания RF Bias Tee 10-6000 MHz микроволновой.

Диапазон частот: 10-6000 МГцВносимые потери: 0,3 дБ при 512 МГц, 0,45 дБ при 1575 МГц.Большое напряжение: 50 ВВысокий ток: 500 мАРЧ-разъем: SMA-male (внешний винт, внутреннее отверстие)Сопротивление системы: 50 ОмРазмеры: 33×33 мм без разъемаПостоянный ток: внешний источник питания постоянного токаRF: терминал радиочастотного сигнала (этот порт может передавать только радиочастотные сигналы)RF+DC: смещение RF постоянного тока (этот порт может передавать RF и смещение постоянного тока)GND-: общая клемма заземления для источника питания постоянного тока.VCC+: разъем источника питания постоянного тока

В комплект входит:1 х модуль разделения питания RF Bias Tee 10-6000MHz.

Больше информации смотрите здесь:

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Кабель коаксиальный RG-213/U многожильный 50 Ом, медь, Ø10 мм.

Коаксиальный кабель используются для передачи высокочастотных сигналов в различной электронной аппаратуре, особенно в трансмиттерах и ресиверах, компьютерах, радио- и ТВ-передатчиках. Одна из самых популярных марок кабеля для CB/Low Band/VHF. В отличие от множества подобных марок на рынке, имеет гарантированно высокую плотность оплетки. Соответствует стандарту MIL-C-17D.

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Анализатор спектра частот TinySA ULTRA 4"дисплей, 100 кГц — 6 ГГц, с аккумулятором 3000 мАч.

Больше информации здесь:

— Размер экрана 4 дюйма- Анализатор спектра для 0,1-800 МГц или, с включенным режимом Ultra, 0,1 МГц-6 ГГц- Генератор сигналов с синусоидальным выходом между 0,1-800 МГц или квадратной волной или двухцветным выходом до 4,4 ГГц, если он не используется в качестве анализатора спектра- Переключаемые полосовые фильтры разрешения для обоих диапазонов от 200 Гц до 850 кГц- Встроенный 20 дБ дополнительный LNA- Цветной дисплей, показывающий 450 точек сканирования, охватывающих весь частотный диапазон- Входной аттенюатор шага от 0 дБ до 31 дБ (не в сочетании с LNA)- Встроенный генератор калибровочных сигналов, который используется для автоматического самоконтроля и (низкой) входной калибровки- Подключенный к ПК через USB становится контролируемым ПК анализатором спектра или генератором сигналов- Аккумуляторная батарея, обеспечивающая как минимум 2 часа портативного использования- Максимальный уровень ввода + 10 дБм.

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Комплектация:1 х анализатор спектра TinySA ULTRA с аккумулятором 3000 мАч1 х USB Type-C кабель для передачи данных2 х 30 см кабель SMA ALSR100 1 х разъем SMA-SMA1 х антенна с разъемом SMA1 х ремешок на руку1 х карта Micro SD 32 ГБ

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

Как подключить к роутерам mikrotik rb 951 ui 2 hn d и rb 951 g 2 hn d внешнюю антенну

▍ Определение уровня идеального согласования

Определю максимальный уровень энергии сигнала, чтобы понять, что цель достигнута. Для этого сигнал с передатчика перенаправлю на лучшую из имеющихся антенн.

У меня есть антенны на 869 и 915 МГц. Из диаграммы Вольперта-Смита видно, что каждая антенна лучше работает в своём диапазоне (более низкий КСВ).

Linx 868 МГц

Linx 915 МГц

Антенну подключаю через u.fl пигтейл. Плата имеет перемычку, через которую можно выбрать направление для радиосигнала.

Подключение антенны к «живому» устройству

Для измерения энергии сигнала перевожу чип в режим генерации несущей частоты. Для каждой частоты выбираю свои антенны. Приёмную антенну подключаю к спектроанализатору. Расстояние между антеннами около трёх метров. В это расстояние укладывается около 9 длин волн, значит, измеряю в дальнем поле.

Безэховой камеры у меня нет, поэтому наблюдаю дисперсию сигнала из-за отражения от стен, пола и потолка. Принимающая антенна неподвижна. Передающую антенну двигаю в квадрате 20х20 см, и немного меняю положение своего тела, пока не добьюсь максимально возможного показания на спектроанализаторе.

Исходные устройства имели энергию -32 и -31 дБм для частот 869 и 915 МГц соответственно. Устройства с эталонными антеннами: -28 и -25 дБм соответственно.

Кабель RG-316 для кабельной сборки

Отрезок кабеля имеет длину 30 см. Для этой кабельной сборки выбрана марка радиочастотного провода RG-316, который отличается малой толщиной (Ø2,5 мм) и малым радиусом изгиба. Так обеспечивается удобство монтажа, не доступное при использовании более толстых «коаксиалов».

Центральная жила кабеля имеет многопроволочную конструкцию, поэтому проводок не изнашивается даже при регулярных деформациях. Наружная ФЭП-оболочка устойчива к большинству вредных сред и обеспечивает работу при очень низких и экстремально высоких температурах. Поскольку оболочка имеет розоватый оттенок, такие короткие кабельные сборки получили общепринятое название «pigtail», что в переводе с английского означает «поросячий хвостик».

Для чего используется?

В отличие от длинных кабелей, пигтейлы позволяют соединить оборудование, которое находится в непосредственной близости друг от друга. В отличие от аналогичных корпусных переходников, тонкие проводки не образуют жесткой конструкции и допускают монтаж и интеграцию в самых разных условиях, в том числе в очень ограниченных пространствах.

Оба разъема имеют волновое сопротивление 50 Ом и подходят для применения в системах радиосвязи. Унифицированное сопротивление помогает избежать лишних потерь и построить согласованную и эффективную линию передачи ВЧ-сигнала.

Чтобы купить короткую кабельную сборку с разъемами SMA-male и N-female, оформите заказ онлайн. Требуется помощь в подборе оборудования? Позвоните по номеру 8-800-3333-965, и мы поможем с комплектующими для вашего индивидуального проекта!

Покрытие центральных контактов золото

Волновое сопротивление 50 Ом

Вносимые потери 0,5 дБ

Длина кабеля 30 см

Доставка и гарантия

Доставка по Москве 500 руб., 1–2 дня

Доставка по СПб 500 руб., 1–2 дня

Доставка по России 700 руб., 3–7 дней

Оплата наличными / картой / по счёту с НДС

Манибек 14 дней

Гарантия 12 месяцев

Техподдержка Будни 9-18

Установка под ключ Москва, СПб от 5000 руб.

N-type N-type

SMA SMA

Нет отзывов об этом товаре.

Написать отзыв об этом товаре

Добавьте фото (до 5 штук):

Введите код, указанный на картинке:*

Если вы заметили ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter или напишите нам.

▍ Ход работы

Согласовывать антенну буду с помощью п-фильтра.

Общий смысл в следующем. Передатчик имеет волновое сопротивление 50 Ом, а антенна имеет другое неизвестное сопротивление. Компонентами п-фильтра можно изменить общее сопротивление антенны и п-фильтра так, что оно приблизится к 50 Ом. Следовательно, передаваемая в антенну мощность будет максимальной. Сопротивление согласующих компонентов зависит от ёмкости и индуктивности. Чем изначальное сопротивление антенны ближе к требуемому, тем меньшими номиналами согласования можно обойтись, и тем большая мощность передастся в эфир.

Во всех изученных источниках авторы подключают векторный анализатор (ВАЦ) к радиотракту коаксиальным кабелем. Центральную жилу припаивают рядом с ножкой микроконтроллера, а экран — к «земле». После этого калибруют ВАЦ на первом компоненте согласующей цепочки.

Типичный пример подключения ВАЦ к исследуемой антенне

Напаивать компоненты тяжелее, чем подключать эталонные нагрузки, поэтому я припаял u.fl разъём к началу радиотракта. Теперь калибровку можно делать на оценочной плате.

Китайская оценочная плата

Не знаю, насколько качественная калибровка получается таким образом, но зато перекалибровать ВАЦ можно быстро. А это нужно делать при смене диапазона частот, при изменении температуры в комнате и при каждом включении прибора. За две недели выполнил много калибровок. Позже попробую второй метод.

▍ Подготовка ВАЦ к измерениям

На результат измерений оказывают сильное влияние окружающие предметы, особенно металлические, а также изменение изгиба кабеля. Лучше всего использовать жёсткие кабели, или полужёсткие. У меня есть только гибкий кабель. Поэтому приклеиваю скотчем к деревянному столу ВАЦ и кабель.

Прибор готов к измерениям. Подключаю печатную плату с напаянным u.fl разъёмом без согласующих элементов. На картинке показана схема измерения с припаянным коаксиальным кабелем, но проблема с плоскостью калибровки такая же, как и у меня.

Схема измерений с переносом плоскости калибровки

Сейчас плоскость калибровки находится где-то после u.fl разъёма. Чтобы продолжить согласование антенны, нужно или перенести плоскость калибровки к последовательному компоненту п-фильтра, или учесть это в программе моделирования. Двигать плоскость калибровки можно по коаксиальному кабелю, копланарной линии, если волновое сопротивление равно 50 Ом. Первый метод для меня сложнее. Кусочек копланарной линии между плоскостью калибровки и компонентами п-фильтра оказывает влияние на измерения. Чем он длиннее, тем сильнее будет поворачиваться кривая вокруг центра на диаграмме Вольперта-Смита. Сигнал проходит этот кусочек дважды, и у него увеличивается фаза. На картинке можно увидеть, как дополнительный кусочек коаксиального кабеля смещает кривую. Исходный график красного цвета, жёлтый — после добавления длины.

Если не учитывать дополнительную длину копланарной линии между плоскостью калибровки и согласующими элементами, то результаты в программе моделирования и ВАЦ будут сильно отличаться. Конечно, нужно учитывать и копланарную линию между компонентами согласования, но пока приму её как несущественную и посмотрю, что получится.

В дорогих современных ВАЦ есть функции настройки порта, но в моём дешёвом есть одна функция «E-delay». Дальнейшая методика не требует расчётов и взята из обучающего ролика. Согласующих компонентов нет. Открываю график зависимости фазы от частоты.

Фаза без коррекции

Добавляю задержку, пока фаза не станет нулевой.

Фаза с коррекцией

Считаю, что после этого плоскость калибровки передвинулась на последовательный элемент, середину п-фильтра.

Ставлю перемычку 0 Ом на место последовательного элемента и припаиваю антенну заведомо большей длины. Антенна называется «четвертьволновый штырь». Длина четверти волны 86 мм для частоты 869 МГц. Расчёт сделан для скорости электромагнитной волны в вакууме. Пусть будет 120 мм. Отрезаю понемногу кончик провода и смотрю, как изменяется согласование антенны. Выбираю самое лучшее согласование, в котором КСВ на обеих частотах минимально. К сожалению, картинок и подробных протоколов эксперимента не сохранилось. В таблице последние три эксперимента, когда уже знал, где искать.

Выбрал длину провода 95 мм с самым низким КСВ для двух частот. Данные результаты противоречат моим знаниям. Я и все в моём окружении уверены, что длина антенны четвертьволнового штыря должна быть равна или немного меньше четверти длинны волны из-за коэффициента укорочения. Но наверняка не всё так просто.

Диаграмма Вольперта-Смита антенны без согласования

Сохраняю измерения ВАЦ в файл и открываю их в программе Atyune. Выбираю следующий вариант согласования.

Вариант согласования двумя индуктивностями

Нажимаю «auto matching», кривая оказывается возле центра диаграммы. Картинка будет ниже. Посмотрю по шагам, что происходит c кривой при добавлении элементов.

Оставлю только последовательную катушку в программе.

Согласование из последовательной катушки

А это показания прибора с напаянной катушкой.

Видно, что диаграмма сдвинулась в том же направлении, но недостаточно.

Попробую припаять индуктивность побольше. Это показания с катушкой 8.2 нГн.

Кривая ушла дальше, чем в программе, и КСВ стал приемлемым. Может, этого достаточно? Напаиваю согласование на рабочий узел, спектроанализатор показывает -30 дБм. Стало лучше, но ещё не идеал. Продолжаю.

Это кривая с катушкой 7.5 нГн.

Стало более похоже на показания программы. Постараюсь запомнить эту катушку, а пока продолжу с тем согласованием, которое предложила программа, 6.8 нГн.

Это кривая в программе после добавления шунтирующей катушки.

Идеальное согласование в программе

И показания ВАЦ.

Гораздо хуже, чем предсказала программа. Но маркер 2 имеет КСВ 1,17. Это очень хороший результат. Напаиваю согласование на рабочий узел. Спектроанализатор показывает -26 дБм для частоты на маркере 2 и -32 дБм на второй частоте. Одну частоту удалось согласовать. К сожалению, то, что я описываю, происходило в течение недели, и я забыл про последовательную катушку 7.5 нГн. Сейчас, когда собрал все данные вместе, мой следующий шаг выглядит случайным и необдуманным. В процессе согласования не понимал, почему мои действия не приводят к ожидаемым результатам, и пробовал получить результат эмпирически. Насколько понимаю, это основной метод работы с антеннами. Ведь в программе идеальная картинка, потому что не учитываются паразитные свойства согласующих компонентов и расстояния между ними. Сам ВАЦ измеряет отражённый сигнал на модифицированной плате. На реальной плате вместо разъёма для ВАЦ будет стоять микроконтроллер, и это далеко не все пункты, вносящие рассогласование и погрешности. Поэтому показания ВАЦ для меня ориентир, а доверяю я только показаниям спектроанализатора.

Решил посмотреть, как изменятся показания спектроанализатора с другими шунтирующими катушками. Вдруг мне повезёт и КСВ второй частоты удастся понизить, не испортив хороший КСВ.

В таблице результаты измерений.

Лучший результат для 12 нГн. Это практически уровень эталонных антенн.

Осталось провести сравнение в «боевых» условиях. Место проведения — офис с длинным коридором. Методика: приёмник закреплён в комнате, я хожу с передатчиками по коридору и ищу максимальное расстояние, на котором передаются команды. К сожалению, коридора оказалось мало. На картинке представлены результаты сравнения для частоты 869 МГц.

Сравнение дальности работы антенн

На частоте 915 МГц дальность связи выше, и мне приходилось уходить по лестнице на другой этаж. Приводить эти данные не буду. В обоих случаях тенденция сохранялась. Худшей была исходная антенна, на втором месте антенна 95 мм и «немного» лучше антенна после согласования. Провести измерения на улице не получилось. Качество радиосвязи заметно хуже. Предполагаю, из-за большого уровня шумов. Сейчас в планах найти тихое, уединённое место возле озера, и не спеша в хорошей компании провести «измерения выходного дня».

Пигтейл с двумя разъемами IPEX-4

Предлагаемый адаптер имеет два отрезка кабеля с установленными коннекторами MHF4 и одна общая розетка SMA («мама»). Для изготовления использован тонкий кабель марки RF1.13, длина отрезков — всего 25 см.

Фактически пигтейл выступает делителем и сумматором, обеспечивая дистрибуцию сигнала общей линии на два устройства или на два входа одного устройства. Например, такая конфигурация адаптера позволяет соединить общую антенну с двумя сотовыми модулями в системах, где используется резервирование связи или балансировка нагрузки.

Для обычной коммутации оборудования (одной антенны с одним сотовым модулем) следует использовать одинарный пигтейл SMA-female — MHF4.

Чтобы купить пигтейл, добавьте товар в корзину и оформите заказ в режиме онлайн. Хотите задать вопрос о нашем оборудовании и комплектующих? Позвоните по телефону 8-800-3333-965 или напишите в онлайн-чат!

Сторона 2 2 x MHF4 (IPEX-4)

Длина кабеля 25 см

MHF4 (IPEX-4) MHF4 (IPEX-4)

Разъемы SMA и MHF4

Серии SMA и MHF4 являются принципиально разными ВЧ-коннекторами, которые применяются производителями радиооборудования исходя из типа оборудования и решаемых задач:

Соединение этих разъемов напрямую или с использованием корпусного переходника невозможно, поэтому для подключения антенн к платам, где используются коннекторы MHF4, применяются адаптеры на отрезке кабеля — пигтейлы. Такие адаптеры удобны в монтаже, особенно при установке оборудования в корпус или гермобокс антенны.

▍ Выводы

После настройки антенны излучаемая энергия увеличилась в среднем на 5 дБм. Это соответствует увеличению излучаемой мощности примерно в три раза. Дальность связи значительно возросла.

Не имея глубоких познаний в теории антенн, не имея дорогостоящего оборудования и безэховой камеры, можно в домашних условиях значительно улучшить дальность связи.

Конечно, мне не хватает как теоретических знаний, так и практических. Нашёл интересный обучающий курс по разработке, оптимизации и тюнингу антенн. Он проходит в заочном формате на базе ТУСУР (томский университет). Чтобы курс начался, нужно собрать 6 человек. Пока нас двое. Приглашаю всех желающих (ссылка на страницу курса). Там же можно запросить подробную программу курса. Цена около 70 000 р. Никакого отношения к ТУСУР не имею, хочу понимать немного больше в работе антенн и писать более осмысленные статьи.

▍ Список использованной литературы

Telegram-канал с розыгрышами призов, новостями IT и постами о ретроиграх 🕹️

Читайте также:  Набор для пайки припой и флюс для любого типа пайки паяльник 25 вт
Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий