Ванька - это такой поворотный механизм. Только не думайте, что мы хвастаемся обычной крутилкой.

Это целая система дистанционного позиционирования антенн, датчиков и оптики, созданная для работы в режиме 24/7.

Будучи нашей разработкой, преимуществом выступает родная интеграция со всей линейкой систем Сова (5.8/1.2/3.3/7.2), о которой писали ранее.

Пульт оснащен дисплеем с координатной сеткой. Вы всегда знаете точные углы наклона и поворота, контролируя устройство в реальном времени.

Понимаем, где будет применяться, так что спроектировали под жесткие условия. Грузоподъемность до 5 кг позволяет использовать серьезное оборудование без люфтов и просадок. Механизм Ванька обеспечивает точную и плавную навигацию антенн и датчиков, полезен для мобильных комплексов и автономных установок.

Если по питанию, то оно работает от АКБ 4S–5S LiPo (14.8–18.5 В) — то есть самый привычный стандарт батареи.

Ну и еще одним техническим преимуществом можно назвать движение осей: Ось X: 180°, Ось Y: 120°.

В комплекте идет межблочный кабель 100 метров, позволяющий оператору оставаться в безопасном укрытии, пока техника работает в полях.

В общем, не стоим на месте.

Провод между ними это и есть антенна просто эти затворы нужно регулировать ниже я представлю схему пробную где попытался все сделать

Всем спасибо за внимание кто прочитал, и если возникнут идеи или критика я приму её ведь теперь у этой идеи будет шанс на то что её кто-то сделает а не потеряется у меня в долгом ящике.

В итоге с RG-213, у которого параметры стабильнее и ближе к ожидаемым, конструкция нормально заработала после пересчёта.

Но давайте по порядку.

2. Конструкция антенны и расчёт длины

Начну с описания самой конструкции и того, как выполнялся расчёт длины излучающего элемента.

Антенна собрана из одинаковых отрезков коаксиального кабеля, соединённых последовательно по схеме «жила–оплётка».

Каждый участок оплётки фактически работает как отдельный излучающий / принимающий элемент. В результате все сегменты работают совместно, складываясь и обеспечивая усиление антенны.

Итак, теперь нам нужны размеры элементов, а именно:

• Длина отрезка кабеля

• Длина балуна

• Длина штыря

Длина отрезка кабеля равна половине длины волны, с учетом коэффициента укорочения (velocity factor). Длина балуна и штыря - четверть длины волны также с учетом коэффициента.

Но давайте сначала разберемся - что такое коэффициент укорочения и как его измерить с помощью популярного векторного анализатора NanoVNA.

3. Коэффициент укорочения и как его измерить

Коэффициент укорочения (velocity factor) показывает, насколько медленнее сигнал распространяется внутри кабеля. Из-за этого физическая длина отрезков не равна их электрической длине, и это напрямую влияет на резонанс антенны.

Измерение коэффициента укорочения.

1. Выставляем на NanoVNA рабочий диапазон частот с небольшим запасом - процентов по 20 в обе стороны. Наш диапазон для Meshtastic - порядка 868 МГц, следовательно диапазон для калибровки - примерно от 780 до 950 МГц

2. Проводим стандартную калибровку - OPEN / SHORT / LOAD

3.Берем наш пока еще не разрезанный кабель и как можно более точно измеряем его длину. Желательно, чтобы она составляла метр-два и более, так будет точнее.

4. Подключаем кабель к NanoVNA. Я подпаивал к одному из концов кабеля разъем, чтобы подключить его к прибору. Второй конец кабеля - разомкнутый.

5. На приборе включаем отображение TDR в главном меню:

6. В меню TDR выставляем VELOCITY FACTOR равный 100%, режим - BANDPASS и ищем пик на графике, и в верхнем правом углу видим измеренное значение длины кабеля в метрах:

7. Теперь дело за малым - делим реальную длину кабеля на измеренное NanoVNA значение - и получаем искомое значение Velocity Factor.

В моем случае длина кабеля была 1.97 метра, измеренное значение на скриншоте выше: 2.93, следовательно, velocity factor булдет равен 1.94 / 2.93 = 0.662. Согласно даташиту, velocity factor для RG-213 составляет 0.66.

4. Расчёт элементов антенны

Длина излучающей части кабеля находится по формуле:

Lэл = c / F / 2 * V

где

с - скорость света в вакууме
f - искомая частота в герцах
V - наше измеренный \ взятый из параметров кабеля velocity factor.

Таким образом, для частоты 868 МГц получаем:

L = 299792458 / 868000000 / 2 * 0.662 = 0,1143м = 114,3мм

Длина штыря - четверть волны:

Lшт = с / F / 4 = 0,0863м = 86.3мм

Длина балуна - четверть волны с учётом небольшого velocity factor. Для трубки 8мм velocity factor равен 0.95, тогда:

Lб = с / F / 4 * Vт = 299792458 / 868000000 / 4 * 0.95 = 0,082м = 82мм

5. Сборка антенны

Итак, мы рассчитали длину излучающей части кабеля. Но для сборки необходимо оставить некоторую часть оплётки для пайки а также небольшой отрезок жилы.

Удобно паять, если длина жилы составляет примерно 4мм, изоляционный слой (чтобы измежать короткого замыкания) - хотя бы 1мм, и зачистить изоляцию с запасом - на 3мм:

Я делал антенну из 8ми элементов. Нарезаем кабель по 124.3мм. Кабель толстый, удобнее всего сначала резать оплётку ножом для бумаги или скальпелем, а жилу - отпиливать ножовкой по металлу.

Для увеличения механеческой прочности на отрезки оплетки я намотал тонкую медную проволку (жила от Ethernet кабеля подошла идеально), вот так:

Так как эта часть будет полностью облужена, дополнительной иннуктивности такая "оплётка" не добавит. Кстати, оказалось очень удобно измерять длину излучающего элемента по этой дополнительной оплётке и затем разделывать по нему остатьлую часть кабеля. Получается вот так:

Спаиваем элементы между собой:

Допаиваем с одной стороны балун, с другой - штырь:

В итоге получается вот такая конструкция:

Изменяя размеры штыря (откусывая кусачками) и размеры балуна по NanoVNA подбирают минимум КСВ, обеспечивая лучшее согласование.

У меня не получилось добиться идеального согласования. Длина отрезков критически важна, штырь и балун лишь ненамного смещают согласование. На целевой частоте удалось достичь такого результата:

Далее - корпус.

Идеальный вариант - обычная трубка ПВХ диаметром 20мм. Дабы кабель не касался трубки, я напечатал на 3д принтере полукольца, которые фиксируются на кабеле:

Два колпачка - также на 3D принтере, нижний фиксирует балун и кабель.

Результат антенны в корпусе:

STL-файлы для печати можно скачать вот тут.

6. Тестирование

Буду краток - работает! Вот сравнение с GP-антенной, которая стояла на моей ноде ранее (трейс до другой стационарной ноды):

До линии - результат с GP, после - с коллинеарной, описанной выше.

Надеюсь, этот опыт кому-нибудь будет полезным :)