Квадрифилярная антенна на 1.6 ГГц [QFA Antenna KIT 1.6 GHz AliExpress]

 Рассмотрим квадрифилярную антенну на 1.6 ГГц из набора самостоятельной сборки AliExpress.

Цена с доставкой на 2022: 383,64 ₽ https://aliexpress.ru/item/1005004133331332.html

Особенности:

1. Нет чертежа сборки или хотя бы методики по выбору длины спиралей.

Зачем он нужен? - В QFA может использоваться 0.5, 1, 1.5 витковые варианты, более оптимальный одновитковый, обеспечивает в несколько дБ отношение F/B). Рабочая частота зависит от диаметра витка, от шага спирали - форма ДНА.

2. Материал для антенны - магнитная сталь. Это не очень хорошо с точки зрения потерь, и совсем плохо с точки зрения пайки в домашних условиях.

3. Приложенная картинка с КСВ антенны - вообще показывает оптимум около 1.4 ГГц, т.е. продавцы сами не попали в свой 1.6 ГГц.

В теории антенна выглядит следующим образом:

Ее 3D диаграмма направленности:

Плоская диагармма направленности для нескольких срезов по углу Фи и поляризаций левого и правого вращения показана ниже:

Паразитная поляризация (в модели правого вращения) слабее основной (левого вращения) на 10 дБ. Отношение F/B вдоль оси по основной поляризации вышло всего 1 дБ. 

Я собрал две антенны, используя условные длины 156 мм (сталь) и 120 мм (медь). Все петли равного размера. С медной проволокой на синей плате (120 мм на отрезок, условный диаметр 57 мм), и стальной проволокой на зеленой плате (156 мм на отрезок, условный диаметр 82 мм).

Сталь даже магнитится:

Проверим оптимум КСВ на VNA Agilent Technologies N5230A.

Медь 120 мм:

Два минимума КСВ. По уровню 2. 1.152-1.424 ГГц и 2.288-2.639 ГГц. Считаем основным первый минимум. F_центр=1.288 ГГц (Основной - приближенный в части ДНА к расчетной модели). 

Сталь 156 мм:

ПО КСВ 2 первый минимум 977 МГц - 1.126 ГГц, второй минимум 2.06-2.166 ГГц. F_центр=1.051 ГГц

На закуску разместим антенны носами друг к другу и посмотрим прохождение S21:

Расстояние между антеннами около 30 см. В районе 1.2 ГГц - максимум прохождения -20 дБ.

Итог: Стальная антенна захватывает диапазон ADS-B (1090 МГц), маленькая попадает в S-band своим вторым минимумом, что вряд ли можно считать рабочей частотой антенны. Исходя из размеров и измерений можно предположить длины прутков для  L-Band и S-Band (1600 и 2280 МГц): L-Band от 96.6 до 102.47 мм, S-Band от 67.7 до 72 мм. Или, совсем грубо: 100 мм и 70 мм.

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru