Спиральная антенна на 2.2-2.4 ГГц для облучателя [Helix 2.2-2.4 GHz Antenna for irradiator]

 Добавление экрана к антенне Харченко (Bi-Quad), не принесло ожидаемого результата, и полностью рассогласовало антенну. 

Коррекция размеров (уменьшение квадратов и толщины) принципиальной разницы не дали.

Идей по настройке, больше нет. Антенна была разобрана, а на экране я начал сборку спиральной антенны на среднюю частоту Fср=2280 МГц, пользуясь рекомендациями DL2KQ http://dl2kq.de/ant/kniga/1345.htm и ингредиентами, имеющимися в наличии. Требуется минимальный размер и усиление, т.к. антенна предполагается в качестве облучателя зеркала. Ровное число витков (3), для хорошего коэффициента эллиптичности (0.6-0.9). Проектирование приведу в таблице. 

Параметр	Реально	Допуск, ожидание
Частота, МГц	2280	2200-2500
Длина волны, λ, м	0.131
Диаметр спирали, м	0.052	0.4 λ или 0.0524
Толщина спирали, м	0.002	1.5%
Входное сопротивление, Ом		165 Ом
Витки спирали, N	3	Не менее 3 для направленной ДНА
Шаг спирали, м	0.03	0,22 … 0,24 λ или 0.029…0.031
Отступ от экрана, м	0.018	0.12 λ или 0.0157
Экран, м	0.1х0.098	1.1 λ или 0.14х0.14
Поляризация	Левая (LHCP)	Вращение в рост по часовой, если смотреть со стороны спирали на экран.
Рабочая полоса, МГц		1200…2400 по КСВ=1.5
Усиление, дБи		11

Проволоку сразу под 50 Ом, из меди толщиной 9 мм я не знаю, где достать, да и это уже скорее труба! Проволока есть только 2 мм, значит без согласования не обойдется. 

Получаем первый вариант спиральной антенны:

Сразу можно отметить, что точку питания лучше располагать не в центре, а на расстоянии радиуса от центра антенны. Также неплохо иметь пластиковые направляющие для спирали, иначе она может вращаться на самом N- разъеме. В текущем варианте зеленая подпорка является тормозом. Стоит враспор и не дает спирали свободно вращаться. Посмотрим на графики КСВ.

Обзорный график КСВ в полосе 100 МГц – 10 ГГц: 

График КСВ от 100 МГц до 3 ГГц:

Неожиданный провал КСВ около частоты 440 МГц. В интересуемой зоне 1200-2500 МГц КСВ более 2.8. 

График КСВ c маркерами R+jX от 100 МГц до 3 ГГц:

График КСВ c маркерами Impedance от 100 МГц до 3 ГГц:

Легко догадаться, что здесь Impedance = |Z| = sqrt(R^2+(jX)^2), кроме первого маркера (-_-).

График КСВ c маркерами R+jX от 100 МГц до 3 ГГц:

Я установил маркеры в точки с jX близкими к 0. Не спрашивайте у меня, почему Маркер М1 с большим сопротивлением оказался левее маркеров М2 и М3 (наверное, что-то с индивидуальной настройкой самого маркера).

В рекомендациях к изготовлению Wi-Fi антенн встречаю согласование флажком из медной фольги https://www.lan23.ru/wifi/helixOLD/helix.html или https://www.qsl.net/pa0hoo/helix_wifi/index_eng.htm   размер флажка 17х71 мм. У меня есть только некоторое подобие флажка из фольги (18х20 мм), но даже такой вариант улучшает ситуацию.

График КСВ от 100 МГц до 3 ГГц:

Картинка улучшается, появляются точки с КСВ менее 2. Значит нужно действовать в этом направлении.

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru