Антенны для SDR приемника ХакРф [HackRF One Antennas]

 В данном материале я приведу только измерения КСВ антенн, из комплекта SDR приемника HackRF One.  Диаграммы направленности и усиления, не анализировал. Комплект поставки из AliExpress "Bundle 4" выглядит так:

15000 р в ценах на январь 2023 года. (дороже чем было в декабре 2022 на 4000р).

В комплекте получил три антенны:

1) GSM/3G/4G 35 дБи (по факту рабочие частоты 430...470 МГц, и все что выше, широкополосная;

2) 2.4/5/5.8 GHz - антенна с определенными резонансами;

3) 40 MHz - 60 GHz телескопическая антенна. В анализе не участвует. Этого всего лишь проводник с изолированным основанием, оценивать его КСВ особого смысла не вижу. 

Итак, анализируемые образцы слева направо 50-омный колпачок, 2) и 1) на фото:

Измерения КСВ проведу на приборе Rohde&Schwarz ZNB20. 

(фото прибора любезно представлено сайтом https://www.temcom.com)

Первым делом выполнил калибровку, а для проверки подключаю нагрузку SMA 50-Ом:

Хорошо видно, что КСВ начинает нарастать лишь при частотах более 12 ГГц, достигая значения 2 на частоте 20 ГГц. Считаем, что всё в порядке и можно посмотреть на графики антенн.

Подключаем образец 2) 2.4/5/5.8 GHz.

На обзорном графике от 1 МГц до 20 ГГц я отметил минимумы КСВ маркерами. Обращу внимание, что для передачи желательно иметь КСВ не более 2, а лучше менее 1.5. Для приема допуск к КСВ может быть шире, но примем, что КСВ не более 3 - удовлетворительный результат для приёмной антенны. Есть минимум 5.2 ГГц и 6.97 ГГц, но не 5 ГГц, и 5.8 ГГц.

А здесь более точно можно видеть параметры КСВ в полосе от 1 МГц до 5 ГГц. Минимум 1565 МГц близок частоте GPS L1=1575.42МГц (!). Минимум около 2433 МГц близок к частотам Wi-Fi 2.4 ГГц. 

 Подключаем образец 1) GSM/3G/4G (435-470 МГц) в полосе обзора от 1 МГц до 20 ГГц

Видно, что это широкополосная антенна, имеет КСВ не более 2 (в среднем) уже начиная с частоты 1 ГГц. Т.е. GSM (900/1800 МГц), 3G 2100МГц, 4G 2600 МГц может как-то принимать (т.к. широкополосная).

А здесь показана полоса от 1 МГц до 2 ГГц, виден рабочий участок от 402 до 470 МГц с КСВ не более 2. А что произойдет, если открутить от магнитной основы вибратор антенны?

Мы потеряли возможность работы на частотах от 402 до 470 МГц, при этом отсутствие вибратора почти не сказалось на КСВ при частотах более 1 ГГц! На вскидку можно сказать, что такая антенна малоэффективна. Откуда продавец взял 35 дБи, мне совсем не понятно. Такой усиление может быть разве что у хорошего МШУ. =)

Теперь подойдем к анализу с другой стороны, что можно принимать на представленные антенны? Я нанес на график маркеры, показывающие интересные частоты.

М1=137.1 МГц (спутники NOAA/Метеор);

М2=435 МГц (радиолюбительские каналы, спутники УКВ);

М3=1090 МГц (самолеты, ADS-B);

М4=1560 МГц (GPS, L2);

М5=2290 МГц (спутники, S-диапазон);

М6=3700 МГц (спутники, борт-земля, C-диапазон);

М7=8200 МГц (спутники, X-диапазон);

М8=11000 МГц (спутники, Ku-диапазон);

Подключаем образец 1) GSM/3G/4G (435-470 МГц): 

Вывод: Можно применять для работы в радиолюбительских каналах 435-470 МГц. Работа на остальных частотах, скорее всего будет неэффективна.

Подключаем образец 2) 2.4/5/5.8 GHz: 

Вывод: Можно применять для приема 1090 МГц  (самолеты, ADS-B), 1560 МГц (GPS, L2), 2290 МГц (спутники, S-диапазон).  

Частоты 8200 МГц (спутники, X-диапазон) и 11000 МГц (спутники, Ku-диапазон) можно принимать, но уже вряд ли эффективно.

В заключение, картинка в диаграмме Смита для заглушки 50-Ом, от 2.2 до 18 ГГц:

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru