2.5 GHz の周波数帯域は、Wi-Fi、ISM、アマチュア無線アプリケーションに使用されます。 2.5 GHz 用のアマチュア製アンテナには、主に指向性と必要なカバレッジ、許容サイズなどの目的に応じてさまざまなタイプがあります。
ホーンアンテナ
「リコレアンテナ」と呼ばれるホーンアンテナは最もシンプルで、必要なものはブリキ缶と「S」型プラグだけです。
「理想的な」 Wi-Fi / ISM ホーンは、直径83 mm、長さ274 mm、底部から 61 mm の位置にモノポールがあります。 12 dBi に近づく可能性のあるゲイン。公称動作範囲は 2117 ～ 2765 MHz、つまり 2441 MHz を中心とした周波数です。
ここのホーンアンテナは円筒形で、直径 10 cm、長さ 17.5 cm という適切なサイズを考えると、最もよく知られている「リコレ」（有名な缶詰食品にちなんで名付けられました）です。これは、直径 1 ～ 1.5 mm の銅棒で作られたモノポールによって同軸に結合され、シャーシ接続プラグのピンにはんだ付けされ、後者の「高さ」は 31 ～ 32 mm (周波数の場合) に延長されます。 2.45GHz)
シリンダーには、ボックスの底から 44 mm の位置にドリルで穴が開けられます (直径はプラグの直径に相当します) (44 mm は銅線の軸に相当します)。モノポリーを備えたベースは金属ケースにネジ止めされています。必要な唯一の調整は、シリンダーの軸を 90°回転させることによる偏光(水平または垂直) です。
このアンテナのゲインは 11 dBi / 9 dBd に近づきます。 F/D < 0.35 の皿の焦点で信号を収集するのに適しています。
ホーンファンネルアンテナ
ホーンファンネルアンテナは上記のホーンを改良したものです。
寸法と基本構造は変わりません。開口オリフィスには漏斗状の金属製カラーが付けられており、その傾斜はホーンの軸に対して約30°傾いています。これにより、2.4 GHz で信号を収集するための表面積が増加します。アンテナの性能は、提案されている 17 cm (公表利得 + 3 dB) の新しい開口直径に依存しますが、このシステムでは少なくとも 25 cm が必要で、フラット 4 セル アンテナ (クワッド、ループ、パッチ) と比較して使用上の大きな利点を示します。 ）など。
円錐台を切断する場合、半径 R1 は変更されません: 10 cm、半径 R2 の値は 25 cm に相当します[ 1 ] 。
ただし、より良い結果 (波面の進行との適合性の向上) は、角度を15° に向けて小さくすることで達成できます。つまり、機械的開口角は約 30° になります。これは、アンテナの長さを長くするという直接的な効果があります。円錐台の長さは約 39 cm、したがってその表面、そして結果として開口部の直径が 30 cm の場合のパフォーマンスが決まります。直径 D = 84 mm の円柱の場合、R2 は ~ 56 cm、R 1 は ~ 15 cm を通過します。アンテナの全長は65cmです。
ホーンの効率は 85% に達しますが、パラボラの場合は約 50% です。
たとえ話
ソースに適切な開口を備えた主アンテナを配置することにより、任意の衛星受信アンテナを使用できます。上記のホーン アンテナはこの用途に適しています。
クアッドアンテナ
2.4 GHz では、クワッド アンテナは、15/22 mm (実験的に決定) に配置された、辺 31 mm の 1 つ (まれに)、または 2 つまたは 4 つの四角形 (1 ～ 2 mm の銅) で構成されるカーテンで構成されます。 10 x 10 cm (または 13 cmディスク) または 21 x 10 cm の寸法を有する、固体の外観、金属板、または穴あきメッシュの反射板。
カーテンの中心への接続は、厳密に必要な長さの同軸上で直接行われるか (損失を最小限に抑えることを推奨)、またはインピーダンスが50 オーム、または 75 オーム ケーブルの場合は「F」プラグに接続します。
(注意: 一部のローエンドのコネクタ、プラグ、またはフィッティングでは最大 2 dB の損失が発生することに注意してください)。
このタイプのアンテナの利得は、2.45 GHz で等方性または絶対値で 12 (2 セル) または 15 dBi (4 セル) に近づきます。実現は難しくありません（手段、精度、材料など）。四角形バージョンでは、銅線の交差が不均一になります (約 2 mm の間隔)。
クアドリクアッドは、指向性がより顕著であるため、Wi-Fi 愛好家によく知られているいわゆる「リコレ」ホーン アンテナよりもはるかに優れた結果を提供し、依然としてホーンファンネル アンテナと競合します。クワッドは、2 つまたは 4 つの円形ループ (ループの周囲 12.3 cm) から形成することもできます。
知識のあるアマチュアは、各辺が約 23 cm の正方形の表面に対して、ゲインがほぼ 18 dBi になる長方形の 6 角形、さらには 8 角形 (8 セル) を作成します。放物線でこのゲインを活用するには、その直径が 43 cm 近くになることに注意してください。
これらの「社内」四辺形アンテナは、製造された製品と同様に機能しますが、多くの場合、はるかに高価です (1.2 GHz の四辺形バージョンでは、一辺の長さは 62 mm、カーテンと反射板の間のスペースは 24 x 20 cm も実験的に改良される予定です)。
Wi-Fi では、必要な裁量を考慮すると、より目に見えてかさばる八木アンテナやプロペラアンテナよりも、カバーできるこの平面アンテナの方が好ましい場合があります。クワッドテクノロジパネル アンテナをより一般的なパッチアンテナと混同しないでください。また、個人で研究して構築するのはより困難です。 4 つのエレメントを備えたクアッドおよびパッチでは、約 30 cm の皿とほぼ同じゲインが得られます。
したがって、容易に想像できるクワッド テクノロジーを備えたアンテナは、サイズの点で最も効率的ですが、パッチが少し目立たず、ホーンが最後から 2 番目の位置に配置され、放物線が等価利得で最大になります。
パッチアンテナ
ネットワークパッチ アンテナを使用すると、平面アンテナ (パネル アンテナ) を作成できます。公表されている理論上の利得 (2.4 GHz における) は、要素の数によって異なります。セルの数が多いほど、アンテナの指向性が高くなり、その表面積 (正方形または長方形) が重要になります。
- 2セル：12dBi
- 4セル：15dBi（＝約30cmディッシュ）
- 8セル：18dBi
- 16 セル: 21 dBi (= 約 60/65 cm ディッシュ)
これらの平面アンテナは、水平または垂直の直線偏波、または左または右の円偏波のいずれかで使用できます。 WiFi では直線偏波が好まれ、アマチュア無線ではむしろ円偏波が使用されます。
アプリケーションの例であるワイヤレス (または特定の)アナログカメラ、リモートWeb カメラには、(1) ホット寸法が 31.5 x 31.5 mm で、端から 11 mm の位置に軸方向の電力点を持つパッチを使用するフラット アンテナが装備されています。正方形の 2 つの反対側がクリップされている場合、偏波は円形であると発表され、それを線形と組み合わせると 3 dB 損失します。背面 (同軸のアースに接続されている) の寸法は重要ではありませんが、多くの場合、側面は 40 ～ 50 mm です。パッチパッドの開口角 (-3 dB で) は、2.4 GHz で少なくとも 120° です。
この図は、結合線を備えた 16 個の要素 (63 x 50 mm パッチ) を備えた、直線偏波 H の 2.4 GHz アンテナ ( Stella Doradus ) の設計を詳しく示しています。 38 x 39 cm の回路は 21dBi (または 19 dBd) のゲインを提供し、このアンテナを最高のパフォーマンスのアンテナ (k 係数) にし、そのサイズ (寸法 L 45 x W 45 x D 4.5 cm、マストアタッチメントを使用した場合の D 最大 13 cm）。さらに、前後比は最高の 38 dB であり、アンテナの背面 (180°) から来る妨害に対して高い保護が可能です。 H 偏光から V 偏光に切り替えるには、パネルを 90°回転します。
パッチ アンテナは、最もかさばらないため、ゲイン カテゴリの中で最も目立たないアンテナであり、次にクワッド アンテナ、ホーン アンテナ、ホーンファンネル アンテナが続きます。
プロペラアンテナ
アキシャル ヘリックス アンテナは、理論上の寸法に従って作成できます。実装例を反対側に示します。
メモと参考文献
- ↑ここで図を参照してください: (リンク)
