Антенна А3 с приближенно круговой диаграммой направленности и горизонтальной поляризацией излучения

Антенна А3

с приближенно круговой диаграммой направленности

и горизонтальной поляризацией излучения.

Антенна А3 предназначена для использования в качестве радиоприемной на центральных постах охраны с радиоприемниками охранной сигнализации «Контур», а также с другими радиоустройствами, работающими на частоте 433,92 МГц, в случаях, когда требуется обеспечить радиоприем со всех направлений при горизонтальной поляризации излучения. Максимальное усиление составляет 11 dBi (в направлениях, перпендикулярных плоскости корпуса антенны), минимальное 1 dBi (в боковых направлениях).

Значительная разница в усилении является преимуществом, т. к. всегда существуют направления, более сложные для радиосвязи, чем другие. Антенна "А3" может быть названа «угловой зигзаг» т. к. она сочетает в себе высокое усиление антенны «зигзаг» и приближенно-круговую диаграмму направленности «углового вибратора». Антенна разработана для радиоприемных охранных устройств, но может использоваться и в качестве передающей с маломощными передатчиками 433,92 МГц. Имеет прочную заземляемую конструкцию. Устойчива к воздействиям внешней среды.

Технические характеристики

Рабочая частота : 433,92 МГц

Коэффициент усиления: max 11 dBi, min-1 dBi

Волновое сопротивление : 60 Ом КСВ : не более 1,18(50 Ом); 1,27(75 Ом)

Габаритные размеры : 70(L) x 235(В) X 515(Н) мм

Конструкция

Антенна состоит из двух трубчатых алюминиевых рамок, закрепленных в пластмассовом модуле. Комплект крепежа служит для установки антенны на металлическую мачту и для подключения фидера. Рабочее положение антенны - вертикальное. Диаграмма направленности антенны имеет максимумы вдоль оси, перпендикулярной плоскости корпуса.

Крепление антенны на металлическую мачту выполняется 2 винтами М6 согласно рис.1. Заземляющая шина служит для соединения вершин рамок антенны с металлической мачтой. При наружной установке антенны заземляющая шина обязательна!

ВНИМАНИЕ! Чтобы обеспечить грозозащиту, мачту антенны необходимо надежно заземлить! Использовать в качестве контура заземления трубы водопровода, отопления и т. п. не допускается! Для повышения грозобезопасности рекомендуется, чтобы мачта выступала над антенной.

Если мачта выполнена из дерева, по ней следует проложить заземляющий проводник (стальной пруток диаметром не менее 6мм). Проводник должен выступать над вершиной мачты, а внизу соединяться с заземлителем. Антенна в этом случае крепится к мачте шурупами диаметром. 6 мм (шурупы в комплект поставки не входят). Необходимо обеспечить надежный контакт заземляющей шины антенны с заземляющим проводником.

Выбор кабеля для фидера и его подключение.

Потери в фидере приводят к снижению дальности связи. На частоте 433,92 МГц затухание в кабелях достаточно велико и составляет от 0,1 до 0,3 dB/m для распространенных марок коаксиального кабеля. Т. е. при длине фидера 10М, потери составят от 1 до 3 dB (принимая КСВ=1), а соответствующее снижение дальности связи в 1,1-1,4 раза. Поскольку радиоприемник центрального поста должен принимать сигналы от самых удаленных передатчиков, необходимо применять лучшие марки коаксиального кабеля, например: 5D-FB PIG (50 Ом, 0.14 dB/m), SATОм, 0.13 dB/m), AFОм, 0.12 dB/m). Перечисленные типы кабелей имеют внешний диаметр 6.8-7.5мм. Внутренний проводник одножильный медный диаметром 1-1.13мм.

Для дальнейшего уменьшения потерь можно применить кабели большего диаметра, например CATVОм, 0.093 dB/m), хотя при этом будут некоторые трудности с креплением к антенне и соединителями. Дешевые марки кабеля, например: RG-6U (75 Ом, 0.16 dB/m), PK-75-4Ом, 0.18 dB/m) допустимо применять при длине фидера менее 10м.

Несогласованность фидера с антенной и приемником приводит к дополнительным потерям, однако они не превышают 10% при КСВ<2. Поэтому выбор между 50 и 75 Ом кабелями определяется в большей мере доступностью и ценой.

Порядок подключения кабеля к антенне.

Если используется мачта в виде металлической трубы, лучше сначала пропустить кабель внутри мачты, после чего приступить к подключению.

Разделать кабель по рис.2. Оплетку скрутить в жгут (если под оплеткой фольга, то вместе с фольгой). Места выхода оплетки и центральной жилы загерметизировать автопластилином или другим герметиком от попадания влаги. Обильно намазать пластилином шурупы с надетыми на них фигурными шайбами, частично завернуть их и подключить кабель согласно рис.1. После затяжки еще раз обмазать пластилином (пластилин замедляет окисление контактных соединений и коррозию элементов). Прикрепить кабель к рамке антенны 4-мя стяжками согласно рис.1 - так обеспечивается симметрирование. Можно сделать предварительный крепеж кабеля изолентой, поверх которой поставить стяжки. При установке антенны на улице рекомендуется крепить кабель к верхней рамке: чем меньше влаги попадет внутрь кабеля, тем большее время безотказной работы. Если мачта деревянная, необходимо закрепить кабель скобами через каждые 0,5м.

Рекомендации по установке антенны.

А) В загородной местности.

Лучше всего установить антенну на мачте так, чтобы обеспечить прямую видимость передатчиков системы, или, по крайней мере, минимум препятствий распространению радиоволн. Антенну необходимо размещать на максимально возможном расстоянии от линий электрических сетей. Можно устанавливать антенну на крыше. Если крыша покрыта металлом, антенну необходимо поднять над поверхностью не менее чем на 2-Зм.

Чем выше расположена антенна, тем больше дальность приема. В то же время не следует без необходимости удлинять фидер, поскольку кабель фидера вносит потери. Распространение радиоволн в загородной местности характеризуется в основном, наличием отражений радиоволн от построек, линий, ограждений, деревьев, почвы. В результате к приемной антенне приходят кроме прямого сигнала еще и несколько отраженных сигналов. Как правило, прямой сигнал сильнее отраженных, но сумма всех сигналов может оказаться как больше каждого отдельно взятого сигнала (если сигналы придут в фазе), так и меньше (если сигналы придут в противофазе). В пространстве возникает интерференционная картина, где зоны уверенного приема соседствуют с зонами неуверенного приема. На частоте 433,92 МГц расстояние между ними составляет единицы-десятки дециметров.

Рекомендуется оценить возможные пути распространения радиоволн, попробовать несколько мест установки антенны и ее ориентации, после чего выбрать оптимальное. Иногда перемещением антенны на несколько метров можно существенно улучшить связь. Но самым эффективным способом повышения надежности радиоприема является прием на разнесенные в пространстве антенны (каждая со своим приемником). В этом случае даже значительные изменения на пути прохождения радиоволн (строительство/снос линий и зданий) не приведут к существенному ухудшению приема.

Б) В городской или промышленной застройке.

Устанавливать антенну лучше всего на крыше, так, чтобы вокруг нее было возможное большее свободное пространство, а в направлениях на максимально удаленные передатчики, не было существенных препятствий. Распространение радиоволн в условиях городской застройки имеет гораздо более сложный характер, чем в загородной местности. Это связано с наличием более сильных и многочисленных отражений, а также, с поглощением радиоволн зданиями. В кирпичной застройке основную роль играют проходящие сигналы, а в железобетонной - отраженные. В отличие от загородной местности, в городе прямой сигнал часто оказывается слабее отраженных сигналов.

Рекомендуется оценить возможные пути распространения радиоволн, попробовать несколько мест установки антенны и направлений ее ориентации, после чего выбрать оптимальное. Иногда перемещением антенны на несколько метров можно существенно улучшить связь. Если в направлении прямо на передатчик расположены бетонные здания, то может оказаться выгоднее сориентировать антенну с учетом отражений. Надежность связи проверяется путем многократной передачи сигналов с объекта в разное время суток, при разной погоде и т. п.

Установка на стену

Антенну можно устанавливать снаружи здания на стену. Расстояние от антенны до стены должно быть не менее 0,7 м, т. к. при меньшем расстоянии характеристики антенны значительно изменяются. Закрепить антенну можно с помощью подходящего кронштейна.

Металлические элементы крепления антенны должны быть расположены либо вертикально, либо в направлении, перпендикулярном плоскости корпуса антенны. Если здание имеет молниеотвод, то грозозащитное заземление антенны необязательно.

В условиях городской застройки (в отличие от загородной местности) часто оказывается выгоднее разместить антенну на крыше здания, чем на нижних этажах здания на стене, куда сигналы приходят сильно ослабленными.

Антенну можно разместить внутри здания (лучше всего в проеме окна, выходящего в сторону передатчика), однако это худший вариант с точки зрения надежности связи.

Из-за отражения радиоволн от стен, мебели и других предметов, радиосигнал может быть ослаблен по сравнению с работой в открытом пространстве даже при отсутствии препятствий на его пути. Если же антенна находится в глубине здания, то стены и перекрытия ослабляют сигнал еще больше, особенно если они сделаны из железобетона.

Антенну следует размещать как можно дальше от линий электропроводки и массивных металлических предметов (сейфы, стеллажи, трубы отопления, металлические двери, решетки и т. п.), не ближе 20 см от железобетонных стен и потолочных перекрытий. Металлические элементы крепления антенны должны быть расположены либо вертикально, либо в направлении, перпендикулярном плоскости корпуса антенны. Грозозащитное заземление антенны в помещениях не требуется.

Диаграммы направленности антенны А3